Onderwerp van deze rubriek zijn melkwegstelsels buiten het onze, inclusief de supernova-explosies en superzware zwarte gaten (quasars) daarin. Ook intergalactische gaswolken komen aan bod.

16 november 2017
LIGO en Virgo hebben een nieuwe detectie bekendgemaakt van twee samensmeltende zwarte gaten. Zwaartekrachtgolf GW170608 is geproduceerd door twee relatief lichte zwarte gaten, van 7 en 12 zonsmassa’s, op een afstand van ongeveer een miljard lichtjaar van de aarde. De twee zwarte gaten zijn samengesmolten tot een nieuw zwart gat van 18 zonsmassa’s, wat betekent dat één zonsmassa aan materiaal tijdens de versmelting is uitgezonden als zwaartekrachtgolven. Het artikel van de detectie is door de LIGO-Virgo-collaboratie ingediend bij Astrophysical Journal Letters. Patricia Schmidt, postdoc in de zwaartekrachtgolfgroep van Samaya Nissanke (Radboud Universiteit/Nikhef), had een belangrijke rol bij de totstandkoming. De waarneming van de zwaartekrachtgolven vond plaats op 8 juni 2017. De gebeurtenis is de tweede samensmelting van twee zwarte gaten gedurende de tweede waarneemrun van de geüpgradede LIGO-detectoren in de VS, maar de aankondiging werd uitgesteld vanwege de tijd die het begrijpen van twee andere ontdekkingen vergde: de LIGO-Virgo-detectie van de zwaartekrachtgolven van een ander paar samensmeltende zwarte gaten op 14 augustus (GW170814), en de eerste detectie van de samensmelting van een dubbele neutronenster op 17 augustus (GW170817), gevolgd door een waarneemcampagne met telescopen. GW170608 is geproduceerd door het lichtste van de vijf paar zwarte gaten die LIGO en Virgo tot nu toe hebben waargenomen. De massa’s zijn vergelijkbaar met die van de zwarte gaten die al indirect, door bijvoorbeeld hun röntgenstraling, zijn gezien. Met de nieuwe detectie kunnen astronomen de eigenschappen van zwarte gaten die zijn gevonden met behulp van zwaartekrachtgolven vergelijken met zwarte gaten die eerder zijn ontdekt. De LIGO- en Virgo-detectoren staan nu uit voor een nieuwe upgrade, die de gevoeligheid verder zal verbeteren. De verwachting is dat in het najaar van 2018 een nieuwe waarneemronde (O3) van start gaat. Tot die tijd zijn er af en toe ‘test-runs’, die ook een detectie zouden kunnen opleveren.
Volledig persbericht

14 november 2017
Twee astronomen van de universiteit van Seoel, Zuid-Korea, hebben vastgesteld dat van alle sterrenstelsels in onze omgeving NGC 2718 het meest wegheeft van onze Melkweg. Het is niet alleen een balkspiraalstelsel, maar heeft ook twee kleine satellietstelsels die veel op de beide Magelhaense Wolken – de grootste begeleiders van de Melkweg – lijken. De Magelhaense Wolken zijn de enige van de minstens vijftig satellietstelsels van de Melkweg die nog genoeg gas bevatten om nieuwe sterren te produceren. De overige zijn mettertijd van al hun gas – de ‘grondstof’ voor de vorming van nieuwe sterren – beroofd door de Melkweg. Het is dan ook vrij uniek dat een groot sterrenstelsel als het onze nog twee van die actieve begeleiders heeft. De meeste sterrenstelsels van deze omvang hebben geen enkele satelliet die nog sterren produceert. Toch zijn Sanjaya Paudel en Chandreyee Sengupta erin geslaagd om een vergelijkbaar geval op te sporen. Deze galactische dubbelganger, NGC 2718 dus, staat in het sterrenbeeld Waterslang en is 180 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Opmerkelijk aan twee grote satellietstelsels van deze balkspiraal is dat ze – net als de Magelhaense Wolken – zo dicht bij elkaar staan, dat ze gas uitwisselen en zich een soort verbindingsbrug heeft gevormd. Dat de Magelhaense Wolken nog zoveel gas bevatten komt waarschijnlijk doordat ze pas relatief kort geleden door de Melkweg zijn ingevangen. Volgens Paudel en Sengupta zou hetzelfde ook wel eens kunnen gelden voor NGC 2718 en zijn beide satellieten. (EE)
We found our galactic twin 180 million light years away (New Scientist)

14 november 2017
Een internationaal team van astronomen heeft een nieuw soort explosie ontdekt in een ver sterrenstelsel. De kolossale explosie, die de aanduiding PS1-10adi heeft gekregen, speelde zich af in een sterrenstelsel 2,4 miljard lichtjaar hiervandaan. Het verschijnsel werd op 15 augustus 2010 opgemerkt door de PanSTARRS 1-telescoop op Hawaï en gloeide nog drie jaar na (Nature Astronomy, 13 november). Onderzoek van archiefbeelden heeft uitgewezen dat de explosie geen uniek verschijnsel was. Er blijken vaker van zulke extreem energierijke uitbarstingen plaats te vinden, en dan met name in actieve sterrenstelsels met een superzwaar zwart gat dat gas en ander materiaal uit zijn omgeving opslokt. Explosie PS1-10adi was zo energierijk dat er maar twee oorzaken voor te bedenken zijn. Het was ofwel een extreem zware ster, van enkele honderden zonsmassa’s, die als supernova explodeerde ofwel een lichtere ster die door de zeer krachtige getijdenkrachten in de omgeving van het superzware zwarte gat aan flarden is getrokken. (EE)
Astronomers discover new type of cosmic explosion

13 november 2017
Het hete gas in de Perseus-cluster van sterrenstelsels heeft vrijwel dezelfde chemische samenstelling als de zon. Dat blijkt uit een gedetailleerde analyse van metingen die uitgevoerd zijn door de Soft X-ray Spectrometer (SXS) aan boord van de Japanse röntgenkunstmaan Hitomi. Het SRON Netherlands Institute for Space Research bouwde een geavanceerd filterwiel voor dit instrument. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature. Hitomi werd begin 2016 gelanceerd, maar was slechts 38 dagen operationeel. In die periode heeft het SXS-instrument 3,4 dagen lang metingen verricht aan de Perseus-cluster, een kolossale verzameling van enkele duizenden sterrenstelsels op 240 miljoen lichtjaar afstand. Tussen de afzonderlijke sterrenstelsels bevindt zich extreem heet gas, met een temperatuur van zo'n 50 miljoen graden. Uit spectroscopische metingen aan de röntgenstraling van dit hete intraclustergas kan de chemische samenstelling worden afgeleid. De relatieve verhoudingen van zogeheten ijzerpiek-elementen (o.a. chroom, mangaan, ijzer en nikkel) blijken gelijk te zijn aan die in de zon. Deze elementen ontstaan bij Type Ia-supernova's - de catastrofale explosies van witte dwergsterren met verschillende massa's. Het feit dat de chemische samenstelling van de Perseus-cluster zo verrassend veel lijkt op die van de zon doet vermoeden dat de stervormingsgeschiedenis in de verre cluster vrijwel identiek is aan die in ons eigen Melkwegstelsel. Het Japanse ruimtevaartagentschap JAXA werkt samen met NASA aan een vervanger voor Hitomi. Deze XARM-missie (X-ray Astronomy Recovery Mission) moet in 2021 gelanceerd worden. (GS)
Hitomi Mission Glimpses Cosmic 'Recipe' for the Nearby Universe

13 november 2017
Astronomen hebben een extreem heftige botsing van sterrenstelsels waargenomen in het vroege heelal. Twee grote, zware, lichtsterke sterrenstelsels, met een onderlinge snelheid van een paar honderd kilometer per seconde, vertonen een sterke zwaartekrachtswisselwerking, die leidt tot een enorme geboortegolf van nieuwe sterren. De 'hyper-luminous starburst galaxies' bevatten vijftig maal zoveel gas als ons eigen Melkwegstelsel, en de stervormingsactiviteit ligt een factor 1000 hoger. De twee stelsels zullen met elkaar botsen en versmelten tot een kolossaal elliptisch stelsel, dat mogelijk de kern gaat vormen van een grote cluster van sterrenstelsels. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De botsing speelde zich 12,7 miljard jaar geleden af, toen het heelal nog maar één miljared jaar oud was. Vanwege de grote afstand bereikt het licht van het dubbelstelsel nú pas de aarde. De Europese Herschel-ruimtetelescoop detecteerde in 2012 een verdacht infrarood vlekje aan de sterrenhemel. Vervolgwaarnemingen met de APEX-millimetertelescoop in Chili en het eveneens in Chili gevestigde ALMA-observatorium hebben nu uitgewezen dat het in werkelijkheid om twee stelsels gaat. Ook slaagde ALMA erin om de afstand - en dus de terugkijktijd - tot het stelsel te bepalen. De geweldige hoeveelheid energierijk licht van de pas gevormde sterren wordt geabsorbeerd door grote hoeveelheden stof, dat daardoor wordt opgewarmd en infraroodstraling uitzendt. Door de uitdijing van het heelal is die straling bij aankomst op aarde opgerekt tot millimetergolflengten die door Herschel en ALMA waargenomen kunnen worden. (GS)
ALMA Captures Duo of Titanic Galaxies in Extreme Starbursting Merger

9 november 2017
De Hubble-ruimtetelescoop heeft de ‘lichtecho’ in beeld gebracht van een supernova die begin 2014 afging in het 11,4 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel M82. Het intense licht dat bij deze sterexplosie is vrijgekomen baant zich een weg door een omringende stofwolk, die daardoor oplicht. De ruimtetelescoop heeft tussen november 2014 en oktober 2016 diverse opnamen van het verschijnsel gemaakt. Daarmee is nu een kort filmpje gemaakt dat laat zien hoe de lichtecho zich voortplant als de uitdijende kringen in een vijver. (EE)
Hubble Movie Shows Movement of Light Echo Around Exploded Star

8 november 2017
Astronomen hebben een verre supernova-explosie waargenomen die merkwaardig lang standhoudt. Opmerkelijk genoeg lijkt de ontploffende ster ook eerder al enkele flinke uitbarstingen te hebben meegemaakt (Nature, 9 november). Toen de supernova, die de aanduiding iPTF14hls heeft gekregen, in september 2014 werd ontdekt door de intermediate Palomar Transient Factory, zag deze eruit als een normale supernova. Maar enkele maanden later deed hij iets wat nog nooit was waargenomen: in plaats van gestaag uit te doven, werd hij weer helderder. Een normale supernova bereikt een helderheidspiek en dooft vervolgens in de loop van ongeveer 100 dagen uit. Supernova iPTF14hls daarentegen is de afgelopen jaren minstens vijf keer helderder en zwakker geworden. En hij is nog steeds niet uitgedoofd. Nog opmerkelijk is dat uit archiefbeelden is gebleken dat dezelfde ster in 1954 ook al eens een explosie heeft ondergaan. De ster heeft die echter weten te doorstaan en is uiteindelijk pas zestig jaar later gesneuveld. De astronomen die de waarnemingen hebben gedaan hebben berekend dat de ontplofte ster minstens vijftig keer zoveel massa had als onze zon. Misschien is supernova iPTF14hls zelfs de zwaarste sterexplosie die ooit is waargenomen. Mogelijk is dat ook de reden waarom zijn gedrag zo afwijkt van dat van andere supernova’s. Theoretische modellen voorspellen dat zeer zware sterren meerdere kleinere uitbarstingen ondergaan voordat een supernova-explosie een einde maakt aan hun bestaan. Dat zou komen doordat de temperatuur in de kern van de ster dermate hoog oploopt, dat energie wordt omgezet elektronen en positronen. Daarbij zou steeds een deel van de buitenlagen van de ster worden weggeblazen. Deze modellen kunnen het vreemde gedrag van supernova iPTF14hls echter niet volledig verklaren. (EE)
Astronomers Discover a Star That Would Not Die

6 november 2017
Met de 50-meter Large Millimeter Telescope (LMT) in Centraal-Mexico is een extreem ver sterrenstelsel ontdekt. Het stelsel, G09 83808 geheten, werd voor het eerst waargenomen door het Europese Herschel Space Observatory, maar die ver-infraroodsatelliet was niet in staat om de afstand te bepalen. Dat is nu met de LMT wel gelukt, door de roodverschuiving te meten van spectraallijnen van koolmonoxide-moleculen in het stelsel. Die roodverschuiving (het 'oprekken' van de golflengte) wordt veroorzaakt door de uitdijing van het heelal. Uit de metingen blijkt dat het licht van G09 83808 maar liefst 12,8 miljard jaar onderweg is geweest voordat het op aarde aankwam. Omdat het heelal naar schatting 13,7 miljard jaar oud is, moet het sterrenstelsel minder dan één miljard jaar na de oerknal zijn ontstaan. Van slechts één ander sterrenstelsel is met zekerheid bekend dat het zich op een nog net iets grotere afstand bevindt. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. De LMT is sinds 2011 in bedrijf, en is momenteel de grootste enkelvoudige telescoop voor waarnemingen op millimetergolflengten. Astronomen verwachten in de toekomst nog veel meer van dit soort extreem verre sterrenstelsels te ontdekken. In het geval van G09 83808 werden de metingen vergemakkelijkt door de zwaartekrachtlenswerking van een dichterbij gelegen sterrenstelsel: de zwaartekracht van dat stelsel vervormt en versterkt het licht van G09 83808. (GS)
New Telescope Observes One of Universe's Oldest Objects

6 november 2017
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili zijn detailwaarnemingen verricht aan stervormingsgebieden in het actieve sterrenstelsel NGC 253, op 11 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schild. In de kern van het stelsel (dat we vanaf de aarde min of meer van opzij zien) zijn acht moleculaire wolken in kaart gebracht - koude wolken van moleculair gas en stof met afmetingen van enkele tientallen lichtjaren, waaruit in de nabije toekomst grote hoeveelheden nieuwe sterren zullen ontstaan. Verrassend genoeg blijken de wolken een grote chemische verscheidenheid te vertonen. In één van de acht moleculaire wolken zijn spectraallijnen ontdekt van maar liefst 19 verschillende moleculen, waaronder thioformaldehyde (H2CS), propyne (CH3CCH), methanol (CH3OH) en azijnzuur (CH3COOH). Naburige wolken, soms op niet meer dan honderd lichtjaar afstand, bevatten veel minder moleculen, hoewel ze vergelijkbare afmetingen en massa's hebben. De nieuwe metingen, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, bieden mogelijk nieuwe informatie over aard en oorsprong van de grote stervormingsactiviteit in NGC 253 - het dichtstbijzijnde starburst-stelsel in het heelal. (GS)
Forest of Molecular Signals in Star Forming Galaxy

3 november 2017
Astronomen hebben een spiraalvormig sterrenstelsel ontdekt dat al bestond toen het heelal nog maar 2,6 miljard jaar oud was. Daarmee is het stelsel, dat de aanduiding A1689B11 heeft gekregen, het verste in zijn soort. Het spiraalstelsel is ontdekt op opnamen van een cluster die duizenden sterrenstelsels en grote hoeveelheden donkere materie bevat. De zwaartekracht van deze cluster, Abell 1689 geheten, vervormt de omliggende ruimte op zo’n manier dat het licht van verder weg staande objecten wordt afgebogen. Door dit ‘gravitatielenseffect’ zijn rond de cluster talrijke vervormde beelden van verre achtergrondstelsels te zien. Dankzij dit effect kunnen astronomen sterrenstelsels onderzoeken die eigenlijk te ver weg staan om rechtstreeks waarneembaar te zijn. Met behulp van geavanceerde software kan zelfs een reconstructie worden gemaakt van de werkelijke vorm van zo’n ‘gelensd’ sterrenstelsel. Het onderzoek van A1689B11 laat zien dat het stelsel in een twintig keer zo hoog tempo nieuwe sterren produceert als zijn huidige soortgenoten, waartoe ook onze Melkweg behoort. Desondanks lijkt het stelsel een oase van rust. Het is een koel, schijfvormig geheel dat verrassend weinig turbulentie vertoont. Zulke kalme spiraalstelsels waren extreem schaars in het vroege heelal. (EE)
Most ancient spiral galaxy

31 oktober 2017
Het sterrenstelsel M77, op 47 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cetus (Walvis), heeft een paar miljard jaar geleden een klein buurstelsel opgeslokt. Dat is volgens Japanse astronomen de oorzaak geweest van de huidige grote activiteit van het supzerzware zwarte gat in de kern van het stelsel. In de kern van M77 bevindt zich een zwart gat dat ca. 10 miljoen maal zo zwaar is als de zon. De directe omgeving van het zwarte gat produceert grote hoeveelheden radio- en röntgenstraling. Die activiteit wijst erop dat er veel materie in het zwarte gat wordt gezogen. Onduidelijk was waar die materie vandaan zou moeten komen; M77 ziet er op het eerste gezicht uit als een heel gemiddeld, 'rustig' sterrenstelsel. Op zeer lang belichte foto's, gemaakt met de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, zijn nu heel zwakke structuren ontdekt in de verste buitendelen van het sterrenstelsel, die uitwijzen dat er lang geleden een relatief klein buurstelsel moet zijn opgeslokt. Als dat kleinere stelsel ook een zwaar zwart gat in de kern had, valt te verklaren dat het niet zo gemakkelijk door getijdenkrachten uiteen werd gerukt, maar vrijwel intact in het centrum van M77 terecht is gekomen, om het superzware zwarte gat vervolgens gedurende lange tijd van 'voedsel' te voorzien. (GS)
Minor Merger Kicks Supermassive Black Hole into High Gear

30 oktober 2017
Een internationaal team van astronomen heeft de afstand bepaald die deeltjes moeten afleggen voordat ze als een zichtbare plasmastraal gelanceerd worden bij een zwart gat. Ze publiceren hun bevindingen maandagavond in het vakblad Nature Astronomy. Sera Markoff en Chiara Ceccobello (beiden Universiteit van Amsterdam) zijn mede-auteurs. Zwarte gaten slurpen niet alles op wat erin valt. Een klein deel van het materiaal wordt terug het heelal in gestraald als krachtige jets van heet plasma. Volgens de theorie ontstaan deze jets doordat de magneetvelden dichtbij het zwarte gat de deeltjes versnellen en bundelen. Het is te vergelijken met de deeltjesversneller van CERN, alleen  krijgen de deeltjes bij een zwart gat miljoenen keren zo veel energie. Wetenschappers hebben nu bepaald hoe lang de afstand is die de deeltjes afleggen voordat ze snel genoeg gaan om een zichtbare plasmastraal te worden. De onderzoekers bestudeerden daarvoor twee zogeheten röntgendubbelsterren in onze Melkweg: V404 Cygni en GX 339-4. In beide gevallen gaat het om een stellair zwart gat waaromheen een normale ster draait. De onderzoekers maten de röntgenstraling met de NuSTAR-ruimtetelescoop van de NASA en detecteerden zichtbaar licht met de supersnelle ULTRACAM van de Nederlands-Engels-Spaanse William Herschel-telescoop op La Palma. De onderzoekers zagen het zichtbare licht een tiende van een seconde later ontstaan dan de röntgenstraling. Dat duidt erop dat de 'startbaan' van het spuwende zwarte gat slechts ongeveer 30.000 kilometer lang is (de lichtsnelheid bedraagt 300.000 kilometer per seconde.) Sera Markoff (UvA), medeauteur van de publicatie in Nature Astronomy is opgetogen over de resultaten. "Ik maak modellen van zwarte gaten met de computer en de waarnemingen zijn in lijn met de voorspellingen uit mijn eerdere modellen." Aan de publicatie gingen jaren van voorbereiding, samenwerking en coördinatie vooraf. De onderzoekers moesten de instrumenten tegelijkertijd op dezelfde röntgendubbelsterren richten tijdens een uitbarsting. Markoff: "We gebruiken de waarnemingen om betere modellen op te stellen. Zo kunnen we het verband tussen de jets en de versnellende deeltjes beter verklaren."
Origineel persbericht

30 oktober 2017
Een team astronomen onder leiding van de Groningse sterrenkundige Karina Caputi heeft met de Amerikaanse Spitzer-ruimtetelescoop ontdekt dat in 15 procent van de sterrenstelsels in het vroege heelal een bijzonder hoge productie van nieuwe sterren plaatsvindt. Ze behoren tot de zogeheten starburst-stelsels. Op basis van eerder onderzoek was de aanname dat slechts een paar procent van de sterrenstelsels in die categorie viel. De astronomen keken met de infraroodtelescoop Spitzer naar een verzameling sterrenstelsels van 1,5 miljard jaar na de oerknal. Het onderzoek, dat vandaag wordt gepubliceerd in het vaktijdschrift Astrophysical Journal, laat zien dat deze uitbarstingen van snelle stervorming (zogeheten starbursts) vrij gewoon waren in het vroege heelal en een belangrijke rol hebben gespeeld in het ontstaan van sterren in die periode. In het huidige heelal zijn starbursts een zeldzaam verschijnsel. Uit de bevindingen blijkt dat ongeveer de helft van de nieuwe sterren in het vroege heelal op het conto van starburst-sterrenstelsels kan worden geschreven. “Hiermee hebben we voor het eerst aangetoond dat starburst-stelsels veel belangrijker zijn in de vroege stervorming in het heelal dan we dachten,” licht Caputi (Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen) toe. “We hebben een onbekende populatie starburst-stelsels gevonden waardoor we onze kijk op de aanwas van sterren in veel sterrenstelsels dienen te herzien. We moeten zorgen dat onze theorieën over galactische evolutie hier rekening mee gaan houden.” Caputi en collega’s bestudeerden een dataset met bijna 6000 verre sterrenstelsels uit de Spitzer Matching Survey of the UltraVISTA ultra-deep Stripes (SMUVS). Eerder onderzoek richtte zich voornamelijk op starbursts in zware sterrenstelsels, geselecteerd uit kleine datasets. De catalogus die nu is gebruikt, geeft een veel completer beeld door de vondst van middelzware sterrenstelsels die ook bol van de stervormingsactiviteit staan. Waardoor alle uitbarsting van stervorming nu precies wordt aangewakkerd, blijft een raadsel. Mogelijke oorzaken zijn samensmeltingen van sterrenstelsels, waarbij gaswolken ontstaan die dicht genoeg zijn om de stervorming op te starten. Zwaartekrachtsinteracties met buur-sterrenstelsels of ophopingen van materie tussen de stelsels zouden de stervorming ook in gang kunnen zetten. “We hebben nog veel werk te doen om precies te achterhalen waardoor sterrenstelsels in starburst-modus gaan,” besluit Caputi. “Nu we weten hoe belangrijk deze starbursts zijn, zijn we extra gemotiveerd om dit raadsel tot op de bodem uit te zoeken.”
Origineel persbericht

26 oktober 2017
De helderste stelsels in clusters van sterrenstelsels maken een schommelbeweging ten opzichte van het massamiddelpunt van de cluster. Dat blijkt uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. De ontdekking komt als een verrassing: ze is in strijd met het standaardmodel voor de donkere materie in het heelal.  Iets meer dan een kwart van de totale hoeveelheid massa en energie in het heelal bestaat uit donkere materie. Over de aard van deze niet rechtstreeks waarneembare vorm van materie bestaat nog veel onduidelijkheid. Ze verraadt haar bestaan alleen door de zwaartekracht die zij op haar omgeving uitoefent. Waarnemingen laten zien dat sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels zijn omgeven door grote hoeveelheden donkere materie.  Astronomen denken dat grote clusters zijn ontstaan door ‘fusies’ van kleinere groepen sterrenstelsels. Zo’n samenvoeging is een turbulente aangelegenheid, maar als de uiteindelijke cluster eenmaal tot rust is gekomen, zou het grote heldere stelsel dat in het centrum ervan te vinden is stil moeten staan ten opzichte van het massamiddelpunt van de cluster. Het zou in bedwang worden gehouden door de enorme zwaartekrachtsinvloed van de donkere materie in de cluster.  Nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten echter zien dat de centrale stelsels van ‘rustige’ clusters zich tot wel 40.000 lichtjaar naast het massamiddelpunt kunnen bevinden. Dat betekent dat ze niet in rust kunnen zijn ten opzichte van het massamiddelpunt, maar ten opzichte daarvan een schommelbeweging maken.  Volgens de onderzoekers is het denkbaar dat het effect wordt veroorzaakt door een nog onbekend astrofysisch verschijnsel. Zo niet, dat moet de verklaring worden gezocht bij de aard van de donkere materie, die zich in dat geval niet volgens het standaardmodel kan gedragen. Dat model voorspelt dat donkere materie bestaat uit relatief langzaam bewegende deeltjes die elkaar en andere deeltjes niet beïnvloeden, behalve dan via de zwaartekracht die zij op elkaar uitoefenen. (EE)
Hubble discovers “wobbling galaxies”

23 oktober 2017
Een groep astronomen van de universiteiten van Groningen, Napels en Bonn heeft een methode ontwikkeld die automatisch zeldzame zwaartekrachtlenzen vindt in enorme databestanden van waarnemingen. De methode is gebaseerd op hetzelfde algoritme voor kunstmatige intelligentie dat Google, Facebook en Tesla gebruiken. De onderzoekers publiceren hun methode en 56 nieuwe zwaartekrachtlenskandidaten in het novembernummer van Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Als een sterrenstelsel achter een ander sterrenstelsel verborgen ligt, is het verborgen stelsel soms toch zichtbaar rond het voorste stelsel. Dit heet een zwaartekrachtlens, omdat het wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie van Einstein die zegt dat massa licht kan afbuigen. Astronomen speuren naar zwaartekrachtlenzen, omdat ze helpen in het onderzoek naar donkere materie. De jacht op zwaartekrachtlenzen is monnikenwerk. Astronomen moeten duizenden afbeeldingen van de hemel bekijken. Ze worden hierbij geholpen door enthousiaste vrijwilligers over de hele wereld. Tot nu toe liep de zoektocht nog wel in de pas met het beschikbaar komen van nieuwe afbeeldingen. Maar dankzij nieuwe waarnemingen met speciale telescopen die grote stukken van de hemel afspeuren, komen er miljoenen afbeeldingen bij. Dat is voor mensen niet meer bij te houden. Om de stroom aan afbeeldingen te lijf te gaan, hebben de sterrenkundigen zogeheten 'convolutional neural networks' gebruikt. Google heeft deze neurale netwerken ingezet om het spel Go te winnen tegen de wereldkampioen. Facebook gebruikt ze voor het herkennen van de beelden op je tijdlijn. En Tesla ontwikkelt zelfrijdende auto's met behulp van deze neurale netwerken. De sterrenkundigen trainden het neurale netwerk met behulp van miljoenen zelfgemaakte afbeeldingen van zwaartekrachtlenzen. Daarna lieten ze het netwerk los op miljoenen afbeeldingen van een stukje sterrenhemel met een oppervlak van 255 vierkante graden. Dat is iets meer dan een half procent van het hemeloppervlak. Het neurale netwerk vond in eerste instantie 761 nieuwe kandidaat-zwaartekrachtlenzen. Dat werden er, na handmatige schifting door de sterrenkundigen, uiteindelijk 56. Die 56 lenzen moeten nog definitief worden bevestigd met een waarneming door telescopen als de Hubble-ruimtetelescoop. Daarnaast herontdekte het neurale netwerk twee bekende lenzen. Helaas zag het een derde, bekende lens over het hoofd. Dat is een kleine lens en daarop was het neurale netwerk nog niet getraind. In de toekomst willen de onderzoekers hun neurale netwerk nog beter trainen zodat het minder foute lenzen vindt en de kleine ook opmerkt. Het uiteindelijke doel is om lenzen op te sporen zonder menselijke, visuele inspectie. Carlo Enrico Petrillo (Rijksuniversiteit Groningen), eerste auteur van de wetenschappelijk publicatie: "Dit is de eerste keer dat een convolutional neural network gebruikt is om uitzonderlijke objecten uit een hemelsurvey te filteren. Ik denk dat kunstmatige intelligentie in de toekomst de norm wordt omdat de surveys gigantische hoeveelheden gegevens opleveren en we gewoon niet genoeg astronomen hebben om alle gegevens door te spitten." De gegevens die het neuronale netwerk verwerkte, komen van de Kilo-Degree Survey. Dat project gebruikt de VLT Survey Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) op de berg Paranal (Chili). De bijbehorende panoramische camera, OmegaCAM, is ontwikkeld onder Nederlandse leiding.
Origineel persbericht

16 oktober 2017
Op 17 augustus hebben de twee Amerikaanse LIGO-detectoren zwaartekrachtgolven ontdekt van botsende neutronensterren in het sterrenstelsel NGC 4993, op 130 miljoen lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Waterslang. Vrijwel gelijktijdig detecteerde NASA's ruimtetelescoop Fermi een korte flits van energierijke gammastraling uit hetzelfde deel van de hemel. De exacte locatie van de botsing kon bepaald worden door gebruik te maken van de meetgegevens van Virgo, de Europese tegenhanger van LIGO in Italië. De Virgo-detector, waarbij Nederlandse onderzoekers van Nikhef (het nationaal instituut voor subatomaire fysica) bij betrokken zijn, detecteerde het zwaartekrachtgolfsignaal niet, ofschoon het daarvoor krachtig genoeg was. Daaruit concludeerden de onderzoekers dat de bron zich toevallig in een van de zogeheten 'blind spots' van de detector moest bevinden. In het betreffende deel van de sterrenhemel werd vervolgens met man en macht gezocht naar een optische tegenhanger. Die werd elf uur na de LIGO-detectie gevonden door de 1-meter Swope-telescoop op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili. Het gaat om licht van de radioactieve vuurbal die bij de botsing de ruimte in geblazen werd met een snelheid van minstens 20 procent van de lichtsnelheid. De kosmische catastrofe is ook waargenomen met tientallen andere telescopen op aarde en in de ruimte, in vrijwel elk denkbaar golflengtegebied. De optische tegenhanger veranderde binnen 2 dagen van kleur en doofde daarna uit; de explosiewolk gloeide echter nog lange tijd na in het infrarood. Na 9 dagen werd ook röntgenstraling van de neutronensterbotsing waargenomen, en na ruim twee weken ook radiostraling. De nieuwe waarnemingen zetten de deur wagenwijd open voor een nieuw astronomisch onderzoeksgebied, dat wel 'multi messenger-astronomie' wordt genoemd. De nieuwe resultaten zijn maandag 16 oktober gepresenteerd op een persconferentie in Washington, D.C., en gepubliceerd in vele tientallen wetenschappelijke artikelen, onder andere in Physical Review Letters, The Astrophysical Journal, Nature en Science. In totaal zijn bijna 4000 astronomen en natuurkundigen van ruim 900 instituten over de hele wereld bij het onderzoek betrokken, waaronder onderzoekers van Nikhef, de Universiteit van Amsterdam en de Radboud Universiteit in Nijmegen. Bij de botsing werd een grote hoeveelheid radioactief materiaal de ruimte in geblazen. In deze extreem snel expanderende vuurbal ontstonden nieuwe zware elementen, waaronder misschien wel even veel goud als de massa van de aarde. Dat blijkt onder andere uit spectroscopische metingen met het X-Shooter instrument op de Europese Very Large Telescope in Noord-Chili. De waarnemingen van de zogeheten 'kilonova' werpen een nieuw licht op het ontstaan van zware elementen in het heelal. (GS)
Persbericht Nikhef

10 oktober 2017
Ook miljarden jaren geleden kwam er veel meer atomair waterstof in het heelal voor dan moleculair waterstof. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen, verricht met het ALMA-observatorium in Chili en met de Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico. Atomair waterstofgas bestaat uit losse waterstofatomen. Het is op grote afstanden alleen goed waarneembaar wanneer het gas heet is (geïoniseerd); koel, neutraal atomair waterstofgas is veel moeilijker te detecteren. Moleculair waterstofgas bestaat uit waterstofmoleculen (H2) en heeft altijd een lage temperatuur; het is eenvoudiger te detecteren, met (sub-)millimetertelescopen zoals ALMA. In ons eigen Melkwegstelsel en in naburige sterrenstelsels is atomair waterstofgas dominant: ongeveer 70% van al het waterstofgas komt in atomaire vorm voor; slechts 30% in moleculaire vorm. In verre sterrenstelsels, waar astronomen miljarden jaren terugkijken in de tijd, zijn in het verleden kolossale hoeveelheden moleculair waterstof aangetroffen, tot wel 10 maal de hoeveelheid die in ons eigen Melkwegstelsel voorkomt. Sterrenkundigen gingen er stilzwijgend vanuit dat de hoeveelheid atomair gas in die vroege stelsels dan ook veel kleiner zou zijn. Dat sluit mooi aan bij het gegeven dat er in deze stelsels in hoog tempo nieuwe sterren woreden geboren - sterren ontstaan in koele wolken van moleculair gas. De nieuwe, gevoelige radiowaarnemingen laten nu echter zien dat ook in de verre, vroege stelsels (op afstanden van zo'n 7 miljard lichtjaar) veel meer atomair waterstof voorkomt dan moleculair waterstof. Dat werpt een verrassend nieuw licht op de evolutie van sterrenstelsels en de stervormingsgeschiedenis van het heelal. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astsrophysical Journal Letters. (GS)
Scientists Discover More About the Ingredients for Star Formation

10 oktober 2017
Tussen afzonderlijke sterrenstelsels bevinden zich langgerekte slierten van ijl, heet gas. In totaal bevatten die intergalactische filamenten ongeveer even veel materie als de sterrenstelsels zelf. Aan het bestaan van dit 'kosmische web' (ook wel aangeduid met de term WHIM, voor warm/hot intergalactic medium) werd door vrijwel niemand meer getwijfeld. Computersimulaties van de evolutie van het heelal laten namelijk zien dat er zo'n slierterig netwerk van ijl gas moet zijn, en met ultraviolettelescopen in de ruimte zijn sterke aanwijzingen gevonden voor het bestaan van de filamenten (het gas absorbeert bepaalde ultraviolette golflengten in het licht van verre quasars). Twee teams van astronomen hebben nu onafhankelijk van elkaar het bestaan van de gasslierten aangetoond op een geheel andere wijze: in de kosmische achtergrondstraling (de 'echo' van de oerknal). Fotonen in de kosmische achtergrondstraling worden verstrooid door gasatomen in de filamenten, waardoor die een soort 'schaduw' veroorzaken. Dit zogeheten Sunyaev-Zel'dovich-effect is zeer gering, en werd alleen zichtbaar nadat verschillende metingen van de Europese ruimtetelescoop Planck bij elkaar waren 'opgeteld'. De teams bestudeerden honderdduizenden paren van sterrenstelsels. Uit de Planck-metingen van de kosmische achtergrondstraling bleek dat de dichtheid van gasatomen tussen de sterrenstelsels enkele malen zo hoog is als de gemiddelde materiedichtheid in het heelal. Hiermee lijkt het bestaan van het warm/hot intergalactic medium onomstotelijk aangetoond. (GS)
Nieuwsbericht op dailygalaxy.com

4 oktober 2017
Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Francesco de Gasperin (Universiteit Leiden) heeft een onverwacht verschijnsel waargenomen in een samensmeltende cluster van sterrenstelsels. De astronomen ontdekten een sterrenstelsel met een gasstaart die eerst langzaam uitdooft, maar daarna om onduidelijke redenen weer opleeft (Science Advances, 4 oktober). De astronomen onderzochten Abell 1033. Dat is een cluster die bestaat uit twee kleinere clusters die aan het samensmelten zijn. Abell 1033 bevindt zich in het sterrenbeeld Kleine Leeuw (dichtbij de Grote Beer). Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste structuren in het heelal. Ze kunnen honderden tot duizenden sterrenstelsels vergelijkbaar met onze Melkweg bevatten. Grote clusters vormen zich als kleinere clusters samensmelten. Ontdekt is dat een sterrenstelsel van de ene cluster een spoor van gas achterlaat terwijl het zich een weg baant door de andere cluster. Die staart doet denken aan het rookspoor van een stuntvliegtuigje, maar dan op astronomische schaal. De sterrenkundigen hadden verwacht dat de gasstreep van zo’n sterrenstelsel, net als bij een stuntvliegtuig, langzaam uitdooft en uiteindelijk verdwijnt. Hun verbazing was dan ook groot toen ze het uiteinde van de gasstaart juist weer zagen oplichten. ‘Dit was totaal onverwacht’, zegt Francesco de Gasperin, eerste auteur van het onderzoek dat in Science Advances verschijnt. ‘Omdat deze wolken uit elektronen bestaan, zouden ze hun energie langzaam maar zeker moeten uitstralen en verliezen. Maar in de staart, die zo'n honderd miljoen jaar ouder is dan de kop, zien we juist helder gloeiende elektronen.’ Een precieze verklaring voor het fenomeen is er nog niet, maar het lijkt erop dat de opleving plaatsvindt in de buurt van het centrum van de andere cluster van sterrenstelsels. Op de een of andere manier wordt een deel van de energie die vrijkomt bij het samensmelten van de clusters daar overgedragen op de elektronen.
Volledig persbericht

3 oktober 2017
Sterrenkundigen hebben vijf nieuwe dubbele superzware zwarte gaten ontdekt. De ontdekking is gedaan door waarnemingen in zichtbaar licht te combineren met infraroodmetingen en röntgenwaarnemingen. De meeste sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat in de kern, vaak vele miljoenen malen zo zwaar als de zon. Als twee sterrenstelsels met elkaar botsen en versmelten, zullen de twee superzware zwarte gaten naar het centrum van het resulterende stelsel 'zakken'. Gedurende honderden miljoenen jaren draaien ze vervolgens in een steeds kleiner wordende baan om elkaar heen, om uiteindelijk zelf ook te versmelten tot één zwart gat. De nieuwe dubbele superzware zwarte gaten zijn gevonden door versmeltende sterrenstelsels eerst te selecteren op basis van hun infraroodstraling (de centrale zwarte gaten worden omgeven door grote hoeveelheden opgewarmd gas en stof dat veel infraroodstraling uitzendt) en vervolgens metingen te doen met NASA's Chandra X-ray Observatory. Die röntgenwaarnemingen kunnen het dubbelkarakter van een superzwaar zwart gat aan het licht brengen. De ontdekking is belangrijk voor een beter inzicht in de evolutie van sterrenstelsels en in het aantal dubbele superzware zwarte gaten in het heelal. De verwachting is dat radiotelescopen binnen enkele jaren in staat zullen zijn om de extreem laagfrequente zwaartekrachtgolven van zulke dubbelstelsels te detecteren, door langdurige precisiemetingen uit te voeren aan pulsars. De nieuwe ontdekkingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.(GS)
Seeing Double: Scientists Find Elusive Giant Black Hole Pairs

27 september 2017
Al tientallen jaren proberen astronomen erachter te komen waarom twee van de meest voorkomende soorten actieve sterrenstelsels, zogeheten Type I en Type II stelsels, er vanaf de aarde waargenomen anders uitzien. Beide soorten hebben vraatzuchtige superzware zwarte gaten in hun kern, die actief bezig zijn om materie op te slokken en straling uit te zenden. Maar de stelsels van Type I lijken aanzienlijk helderder dan die van Type II. De standaard verklaring was dat dit simpelweg komt door de stand van de stelsels. Type II stelsels zouden van ons uit gezien zodanig zijn gekanteld, dat hun heldere kern niet boven de ring van stof rond het zwarte gat uitsteekt. Nieuw onderzoek door een internationaal team van astronomen wijst er echter op dat deze soorten actieve sterrenstelsels fundamenteel van elkaar verschillen (Nature, 28 september). Dat volgt uit een analyse van gegevens over 836 actieve sterrenstelsels die met de NASA-satelliet Swift en telescopen op aarde zijn verzameld. De gegevens laten zien dat de centrale zwarte gaten in stelsels van Type I in een hoger tempo materie opslokken en straling uitzenden dan die in stelsels van Type II. Volgens de onderzoekers wordt dit verschil veroorzaakt door de hoeveelheid stof in de naaste omgeving van het centrale zwarte gat. Bij stelsels van Type II zit het stof veel dichter bij het zwarte gat, waardoor het de toevoer van gas hindert. (EE)
Black Holes With Ravenous Appetites Define Type I Active Galaxies

27 september 2017
Voor het eerst zijn ook zwaartekrachtgolven gemeten door de Europese Virgo-detector in Italië. Op maandag 14 augustus 2017, om 12:30:43 uur Nederlandse tijd, registreerde het gevoelige instrument de minieme rimpelingen in de ruimtetijd die veroorzaakt werden door de botsing van twee zwarte gaten. Doordat hetzelfde signaal ook is opgepikt door de twee Amerikaanse LIGO-detectoren, kon de herkomstrichting vrij nauwkeurig worden achterhaald. Zwaartekrachtgolven werden in 1916 al voorspeld door Albert Einstein, maar zijn pas in september 2015 voor het eerst gemeten. Het gaat om extreem kleine trillinkjes in de lege ruimte - honderden malen per seconde en veel kleiner dan de middellijn van een atoomkern. De Europese Virgo-detector, ten zuidoosten van Pisa, is in de afgelopen jaren van nieuwe, gevoelige meetapparatuur voorzien (deels geleverd door Nikhef in Amsterdam); Advanced Virgo werd op 1 augustus dit jaar operationeel. GW170814, zoals de nieuw ontdekte zwaartekrachtgolf officieel heet, is veroorzaakt door de versmelting van twee zwarte gaten die 31 resp. 25 maal zo zwaar waren als de zon. Uiteindelijk bleef er één zwart gat van 53 zonsmassa's over; het energie-equivalent van 3 zonsmassa's is 'uitgestraald' in de vorm van zwaartekrachtgolven. De catastrofale botsing vond plaats op ca. 1,8 miljard lichtjaar afstand, ergens in het sterrenbeeld Eridanus, ten zuidwesten van Orion. Een artikel over de nieuwe waarnemingen is geaccepteerd voor publicatie in Physical Review Letters. De verwachting is dat er later dit jaar nog meer resultaten bekend gemaakt zullen worden van de gezamenlijke waarnemingscampagne van LIGO en Virgo, die één maand duurde. (GS)
LIGO-Virgo-netwerk opent nieuw tijdperk van zwaartekrachtgolfwetenschap

25 september 2017
Astronomen hebben in het noordelijke sterrenbeeld Lynx een dwergsterrenstelsel ontdekt dat vergelijkbare eigenschappen heeft als kleine, pasgeboren sterrenstelsels in het jonge heelal. In het dwergstelsel, J0811+4730 geheten, worden veel nieuwe sterren geboren, maar het gas in het stelsel bevat vrijwel geen zuurstof en andere 'zware' elementen. Kort na de oerknal bestond het heelal vrijwel volledig uit de lichte elementen waterstof en helium. Zwaardere elementen, zoals zuurstof, werden pas later geproduceerd in het inwendige van sterren. In de loop van miljarden jaren raakte het gas in sterrenstelsels daardoor langzaam maar zeker verrijkt met deze elementen. De allereerste sterrenstelsels in het heelal hadden echter nog een 'zuivere' samenstelling, ook toen de eerste sterren in die stelsels al waren ontstaan. Maar zulke pasgeboren stelsels zijn alleen op extreem grote afstanden zichtbaar, omdat sterrenkundigen op afstanden van miljarden lichtjaren ook miljarden jaren terugkijken in de tijd. Nu blijkt dat sommige relatief nabijgelegen dwergsterrenstelsels vergelijkbare eigenschappen vertonen. Het zuurstofgehalte van J0811+4730 (op een afstand van ca. 600 miljoen lichtjaar) is zelfs nog eens negen procent lager dan dat van de vorige recordhouder. Tachtig procent van de sterren in het kleine stelsel is pas in de afgelopen paar miljoen jaar ontstaan. Onderzoek aan dit soort 'primitieve' dwergstelsels kan dus waarschijnlijk veel inzicht bieden in de omstandigheden zoals ze ook in de jeugd van het heelal waren. De ontdekking van het dwergstelsel (in waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey) is beschreven in Monthly Notices of the Royal Society. (GS)
Oxygen-Deficient Dwarf Galaxy Hints at Makings of Early Universe

21 september 2017
Een internationaal team van wetenschappers, onder wie een flink aantal Nederlanders, heeft het bewijs gevonden dat de meest energierijke deeltjes van de kosmische straling van buiten ons Melkwegstelsel komen (Science, 22 september). Het bestaan van deze ‘ultra-energetische’ kosmische straling is al sinds de jaren zestig bekend, maar tot nog toe was onduidelijk of zij van bronnen binnen of buiten de Melkweg afkomstig was. Om dit mysterie op te lossen hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van gegevens van het Pierre Auger Observatorium in Argentinië, de grootste detector die ooit voor het registreren van kosmische straling is gebouwd. Uit metingen van de aankomstrichting van meer dan 30.000 kosmische deeltjes blijkt dat er significant meer deeltjes uit de ene dan uit de andere richting komen. Het maximum blijkt 120 graden ‘naast’ het centrum van onze Melkweg te liggen. Hoewel deze ontdekking er nadrukkelijk op wijst dat de deeltjes van extragalactische oorsprong zijn, zijn hun individuele bronnen nog niet achterhaald. Het overschot aan deeltjes komt is afkomstig uit een ruim gebied aan de hemel, waar nu verder gezocht kan worden naar mogelijke bronnen. Kosmische straling bestaat uit atoomkernen van allerlei chemische elementen. De zeer energierijke deeltjes zoals die nu zijn onderzocht zijn heel zeldzaam: er komt er slechts één per vierkante kilometer per jaar de aardatmosfeer binnen. Eenmaal aangekomen komen de deeltjes in botsing met moleculen in de atmosfeer. Daarbij ontstaan lawines van subatomaire deeltjes, die met het Pierre Auger Observatorium worden geregistreerd. (EE)
Pierre Auger Observatorium toont materiële boodschappers van buiten onze Melkweg aan

18 september 2017
De kern van het sterrenstelsel NGC 7674, op 400 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, herbergt niet één superzwaar zwart gat (zoals de meeste sterrenstelsels), maar twee van die kosmische monsters. Dat blijkt uit nieuwe metingen die verricht zijn met een netwerk van radiotelescopen verspreid over de hele wereld. De twee zwarte gaten hebben een gezamenlijke massa van 40 miljoen zonsmassa's. Hun onderlinge afstand bedraagt minder dan één lichtjaar; ze draaien eens in de ca. honderdduizend jaar om elkaar heen. De ontdekking bevestigt de theorie dat er bij de botsing en versmelting van sterrenstelsels dubbele superzware zwarte gaten kunnen ontstaan met een kleine onderlinge afstand. Sterrenkundigen hopen in de toekomst zeer laagfrequente zwaartekrachtgolven op te kunnen vangen van dubbele superzware zwarte gaten die op nog veel kleinere onderlinge afstand staan. De nieuwe resultaten zijn op 18 september gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
When Radio Galaxies Collide, Supermassive Black Holes Form Tight Pairs

11 september 2017
Lange tijd is aangenomen dat elliptische sterrenstelsels - grote, min of meer bolvormige verzamelingen van sterren zonder duidelijke spiraalstructuur - ontstaan als gevolg van botsingen van spiraalstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel. Nieuwe waarnemingen van verschillende grote telescopen wijzen nu echter uit dat een sterrenstelsel ook zo'n ellipsoïdale vorm kan krijgen als gevolg van een extreem hoge stervormingsactiviteit in de kern. Verre sterrenstelsels, op ca. 11 miljard lichtjaar afstand (waar astronomen in de tijd terugkijken tot slechts 3 miljard jaar na de oerknal), zijn waargenomen met de Japanse Subaru-telescoop, de Hubble Space Telescope, het ALMA-observatorium en de Europese Very Large Telescope. De sterrenstelsels vertonen geen tekenen van recente ontmoetingen of botsingen met andere stelsels. Toch hebben ze een grote ellipsoïdale kern met een hoge sterdichtheid. Uit de ALMA-waarnemingen bleek dat er in die centrale delen grote aantallen nieuwe sterren worden geboren. Dat doet vermoeden dat actieve stervorming ertoe kan leiden dat de kern van een jong sterrenstelsel 'opzwelt' tot een elliptisch stelsel. De nieuwe resultaten zijn eerder dit jaar gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. Op basis van een Australisch waarnemingsprogramma aan honderden sterrenstelsels komen andere astronomen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society tot de conclusie dat de vorm van een sterrenstelsel mede bepaald wordt door de rotatiesnelheid. Op zich lijkt dat niet zo verwonderlijk, maar het verband was nooit eerder duidelijk aangetoond, vooral omdat de driedimensionale vormen van sterrenstelsels niet altijd eenvoudig te achterhalen zijn. Het blijkt dat de meeste (elliptische) sterrenstelsels afgeplat zijn in plaats van langgerekt (ze lijken meer op een mandarijntje dan op een kiwi), en dat de mate van afplatting afhangt van de totale hoeveelheid impulsmoment ('rotatie') in het stelsel. (GS)
Explosive Birth of Stars Swells Galactic Cores - ALMA spots transforming disk galaxies

30 augustus 2017
Wetenschappers van Stanford University hebben aangetoond dat met neurale netwerken – een vorm van kunstmatige intelligentie – veel snellere analyses kunnen worden gemaakt van zogeheten zwaartekrachtlenzen dan met gebruikelijke methoden. Deze laatste doen er weken of maanden over om de waargenomen vervormingen van de ruimtetijd te analyseren. Een neuraal netwerk klaart de klus binnen een fractie van een seconde (Nature, 31 augustus). Het team heeft neurale netwerken getraind met een half miljoen opnamen van verre sterrenstelsels waarvan de beelden door de zwaartekrachtswerking van tussenliggende clusters van sterrenstelsels zijn vervormd tot bogen en ringen. Zulke vervormingen kunnen worden gebruikt om allerlei eigenschappen van zo’n cluster vast te stellen, waaronder de verdeling van de daarin aanwezige donkere materie. Volgens de wetenschappers zullen neurale netwerken van cruciaal belang zijn bij de verwerking van de kolossale hoeveelheden gegevens die met de grote hemelsurveys van de komende jaren zullen worden verzameld. (EE)
Artificial intelligence analyzes gravitational lenses 10 million times faster

30 augustus 2017
Wetenschappers hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) turbulente reservoirs van koud gas gedetecteerd rond verre, snelgroeiende sterrenstelsels. Ze deden dat door voor het eerst te kijken naar het molecuul CH+. Via CH+ moleculen kunnen onderzoekers volgen hoe het kan dat sterrenstelsels langer dan gedacht snel sterren vormen. Het is een nieuwe methode om een belangrijk tijdperk in de stervormingsgeschiedenis van het heelal beter te bestuderen. De resultaten van het onderzoek verschijnen in het vaktijdschrift Nature. De ontdekking is gedaan door een team onder leiding van Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure en Observatoire de Paris, Frankrijk). De signalen van CH+ werden gedetecteerd bij vijf zogeheten starburststelsels – verre, snelgroeiende sterrenstelsels – waaronder een stelsel dat de Kosmische Wimper wordt genoemd. ‘CH+ is een speciaal molecuul. Het heeft veel energie nodig om te ontstaan en het reageert snel. Dat betekent dat het molecuul kort leeft en dat het maar korte afstanden aflegt. Als we het spoor van CH+ volgen, dan kunnen we zien hoe energie door sterrenstelsels en hun omgeving stroomt,’ zegt Martin Zwaan, sterrenkundige bij ESO en onderzoeker in het team. Hoe CH+ een spoor van energie kan achterlaten, wordt duidelijk door het te vergelijken met een varende zeilboot in een tropische oceaan tijdens een donkere nacht. Bij de juiste omstandigheden licht fluorescerend plankton op rond de boot. De wervelingen die de boot veroorzaakt, zorgen ervoor dat het plankton licht uitstraalt. Daardoor verklapt het plankton als het ware dat er turbulente gebieden zijn in het water. Zo is het ook met CH+. Het vormt zich alleen in gebieden waar snel turbulent gas aanwezig is. Via CH+ kan een spoor van energie worden gevolgd. De waargenomen CH+ onthult dichte schokgolven die ontstaan in hete, snelle galactische winden in het binnenste van de stervormingsgebieden. Deze winden stromen door het sterrenstelsel en duwen materiaal naar buiten. Maar hun turbulente bewegingen zijn zo grillig dat een deel van het materiaal weer ingevangen kan worden door de zwaartekracht van het sterrenstelsel. Het ingevangen materiaal vormt enorme, woest stromende voorraden van koel gas met een lage dichtheid. De reservoirs strekken zich meer dan 30.000 lichtjaar buiten de stervormingsregio uit.Het team stelde vast dat de sterrenwinden op zichzelf niet genoeg zijn om de gasreservoirs bij te vullen. Het lijkt erop dat het samensmelten van sterrenstelsels of het opnemen van verborgen gasstromen, zoals de huidige theorie voorspelt, ook belangrijk is.
Volledig persbericht

30 augustus 2017
Onderzoekers van de universiteit van Iowa denken dat de zwarte gaten die zich in de kernen van sterrenstelsels schuilhouden een einde hebben gemaakt aan de duisternis die tot lang na de oerknal heerste in het heelal. Ze baseren die conclusie op waarnemingen van een relatief nabij sterrenstelsel dat ultraviolette straling ‘lekt’. Kort na de oerknal was het heelal met zoveel heet, dicht gas gevuld dat licht geen kant op kon. Pas honderden miljoenen jaren later, toen het heelal een flink stuk was uitgedijd, werd de ruimte transparant. Maar waardoor? Volgens de Amerikaanse astronomen zouden de zwarte gaten in de kernen van de inmiddels gevormde sterrenstelsels met zoveel kracht materie de ruimte in hebben geblazen dat er gaten ontstonden in het omringende gas. Hierdoor ontstonden ‘ontsnappingsroutes’ voor de ultraviolette straling van de vele pas gevormde jonge sterren. Het zou deze straling zijn geweest die het kosmische gas uiteindelijk ioniseerde en transparant maakte. Een vergelijkbaar verschijnsel is in mei 2016 waargenomen bij het 600 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel Tol 1247-232 – een van de weinige sterrenstelsels in het ‘lokale’ heelal waaruit ultraviolette straling weet te ontsnappen. In een stervormingsgebied in dat stelsel is een bron van röntgenstraling waargenomen die duidelijk in intensiteit varieerde. Uit de aard van de fluctuaties kan worden afgeleid dat het om een zwart gat gaat. Zwarte gaten trekken materie uit hun omgeving aan, maar kunnen niet alles ook echt ‘opslokken’. Een deel van het toestromende materiaal krijgt zoveel draaiing mee dat het terug de ruimte in wordt geduwd. Het zouden deze sterke winden zijn die de weg banen voor de ultraviolette straling van jonge sterren. (EE)
Researchers hypothesize how the universe became filled with light

25 augustus 2017
Met de Amerikaanse Very Large Array-radiotelescoop is ontdekt dat een sterrenstelsel op ca. 5 miljard lichtjaar afstand een coherent magnetisch veld bezit, in sterkte vergelijkbaar met het magnetisch veld van ons eigen Melkwegstelsel. De magnetische velden van sterrenstelsels zijn ongeveer een miljoen maal zwakker dan het magneetveld van de aarde. Hun oorsprong is onduidelijk. Algemeen werd aangenomen dat een pasgeboren sterrenstelsel hooguit een extreem zwak veld zou kunnen hebben, en dat de veldsterkte in de loop van miljarden jaren toeneemt als gevolg van de rotatie van het stelsel. De nieuwe ontdekking wijst echter uit dat sterrenstelsels in de relatieve jeugd van het heelal al 'sterke' magnetische velden kunnen vertonen. Het magneetveld van het verre sterrenstelsel kon opgemeten worden doordat zich op grote afstand achter het stelsel een quasar bevindt - de heldere kern van een sterrenstelsel met een zwaar zwart gat in het centrum. De straling van de quasar wordt beïnvloed door het magnetisch veld waar het doorheen beweegt en vertoont daardoor een zogeheten Faraday-verdraaiing, die met behulp van de gevoelige Very Large Array gedetecteerd kon worden. Nooit eerder is een coherent magnetisch veld gevonden in een sterrenstelsel op zo'n grote afstand van de aarde (en dus zo vroeg in de kosmische geschiedenis). De nieuwe ontdekking is gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
Record-breaking Galaxy Five Billion Light-Years Away Shows We Live in Magnetic Universe

23 augustus 2017
Voor het eerst is er röntgenstraling ontdekt van een supernova-explosie van Type Ia. Ia-supernova's ontstaan wanneer een compacte witte dwergster een catastrofale thermonucleaire explosie ondergaat. Omdat Ia-supernova's altijd dezelfde absolute lichtkracht hebben, zijn ze van groot belang in de astronomie, onder andere voor het in kaart brengen van de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. Tot nu toe was alleen röntgenstraling gedetecteerd van Type II-supernova's - ontploffingen van zware sterren die aan het eind van hun leven zijn gekomen. Zulke sterren hebben in een eerder stadium al grote hoeveelheden materie de ruimte in geblazen. Wanneer ze exploderen ontstaan er schokgolven in die omringende materiewolk. Het gas wordt daardoor zeer sterk verhit en zendt energierijke röntgenstraling uit. Omdat witte dwergen geen materie verliezen, zou je van Type Ia-supernova's niet verwachten dat ze röntgenstraling uitzenden. Toch is met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory nu een klein beetje röntgenstraling ontdekt van supernova 2012ca, die oplichtte in het sterrenstelsel ESO 336-G009, op ca. 260 miljoen lichtjaar van de aarde. Hoewel het om slechts enkele tientallen röntgenfotonen gaat, konden astronomen uit de waarnemingen afleiden dat zich rond de exploderende witte dwerg een wolk van materie bevonden moet hebben met een dichtheid die ca. één miljoen maal zo hoog is als wat je normaal gesproken zou verwachten. De herkomst van dat gas is onduidelijk. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
UChicago scientists detect first X-rays from mystery supernovas

16 augustus 2017
Waarnemingen van zeven ‘kwalsterrenstelsels’ met de Europese Very Large Telescope hebben het bestaan aan het licht gebracht van een tot nog toe onbekende manier om superzware zwarte gaten van brandstof te voorzien. Het lijkt erop dat het mechanisme dat de tentakels van gas en nieuwe sterren doet ontstaan waaraan deze sterrenstelsels hun bijnaam danken, er ook voor zorgt dat gas de centrale delen van de stelsels kan bereiken. Op die manier wordt het zwarte gat gevoed dat zich daar schuilhoudt, waardoor dit fel gaat stralen. De resultaten zijn vandaag in het tijdschrift Nature gepubliceerd. Een team onder leiding van Italiaanse astronomen heeft de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili gebruikt om te onderzoeken hoe sterrenstelsels gas kunnen kwijtraken. Daartoe zijn enkele extreme voorbeelden van zogeheten kwalsterrenstelsels in nabije clusters onder de loep genomen. Deze stelsels danken hun bijnaam aan hun opmerkelijk lange ‘tentakels’ van materie, die zich tot op tienduizenden lichtjaren van hun galactische schijven uitstrekken. De tentakels van de kwalsterrenstelsels ontstaan door een proces dat ram pressure stripping wordt genoemd. Door hun onderlinge zwaartekrachtsaantrekking duiken sterrenstelsels met hoge snelheid in clusters van soortgenoten. Daarbij stuiten ze onderweg op heet, dicht gas dat als een krachtige tegenwind fungeert. Hierdoor laten de stelsels lange staarten van gas achter en treden er starbursts – stellaire geboortegolven – in hun inwendige op. Zes van de zeven onderzochte kwalsterrenstelsels blijken een superzwaar zwart gat in hun centrum te hebben, dat zich voedt met gas uit de omgeving. Dat is een verrassend grote fractie: doorgaans is dit bij minder dan één op de tien sterrenstelsels het geval. ‘Dit sterke verband tussen ram pressure stripping en actieve zwarte gaten was niet voorspeld en is ook nooit eerder gemeld,’ zegt teamleider Bianca Poggianti van de INAF-sterrenwacht in Padua, Italië. ‘Het lijkt erop dat het centrale zwarte gat zich kan voeden doordat een deel van het gas niet wordt weggeblazen, maar het centrum van het stelsel bereikt.’ Een vraag waar astronomen al lang mee worstelen is waarom maar zo weinig superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels actief zijn. In bijna elk sterrenstelsel is wel een superzwaar gat te vinden, dus waarom weten slechts enkele daarvan materie aan te trekken en helder te stralen? De nieuwe resultaten laten zien dat er een tot nog toe onbekend mechanisme bestaat met behulp waarvan zulke zwarte gaten zich kunnen voeden. Yara Jaffé, een ESO-staflid dat aan het onderzoeksartikel heeft bijgedragen, legt het belang ervan uit: ‘Deze MUSE-waarnemingen wijzen erop dat er een manier bestaat waarop gas naar de omgeving van het zwarte gat kan terugstromen. Dat is een belangrijke ontdekking, omdat de verklaring van de slecht begrepen verbanden tussen superzware zwarte gaten en hun moederstelsels hiermee een stapje dichterbij is gekomen.’ De huidige waarnemingen maken deel uit van een veel omvangrijker onderzoek van kwalsterrenstelsels dat momenteel in uitvoering is. ‘Als deze survey is voltooid, zullen we weten hoeveel, en welke, gasrijke sterrenstelsels die clusters binnendringen een periode van verhoogde activiteit in hun kernen doorlopen,’ concludeert Poggianti. ‘De astronomie worstelt al lang met de vraag hoe sterrenstelsels ontstaan en veranderen in ons uitdijende en evoluerende heelal. Kwalsterrenstelsels zijn een sleutel tot een beter begrip van de evolutie van sterrenstelsels, omdat zij bezig zijn met een dramatische transformatie.’
Origineel persbericht

10 augustus 2017
Eerdere onderzoeken leken erop te wijzen dat de rotatiesnelheden van sterrenstelsels vooral door hun omgeving worden bepaald. Maar dat blijkt bij nader inzien toch niet zo te zijn. Astronomen hebben driehonderd sterrenstelsels onderzocht die deel uitmaken zogeheten clusters – dichtbevolkte groepen van stelsels. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van 4-meter Anglo-Australian Telescope op Siding Spring (Australië), die is uitgerust met een spectrograaf waarmee de rotatiesnelheden van dertien sterrenstelsels tegelijk kunnen worden gemeten.Het onderzoek, dat omvangrijker was dan zijn voorgangers, laat zien dat de omgeving van een sterrenstelsel er niet veel toe doet. Zijn rotatiesnelheid wordt geheel bepaald door zijn massa. Anders gezegd: galactische zwaargewichten ‘dansen’ trager dan hun lichtere soortgenoten. (EE)
Why massive galaxies don’t dance in crowds

31 juli 2017
Voor het eerst hebben sterrenkundigen een 'superlichtsterke supernova' ontdekt in een spiraalvormig sterrenstelsel. Tot nu toe werden deze extreem energierijke explosies uitsluitend waargenomen in kleine dwergsterrenstelsels. Supernova's zijn de explosies waarmee zware sterren hun leven beëindigen. De zogeheten superluminous supernovae zijn tientallen malen zo helder als normaal. Ze zijn bovendien erg zeldzaam. Er zijn er tot nu toe slechts een stuk of vijftig waargenomen. Die vonden allemaal plaats in ver verwijderde dwergstelsels. Die kleine sterrenstelsels bevatten verhoudingsgewijs weinig 'metalen' - elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Algemeen werd dan ook aangenomen dat een metaalarme omgeving nodig zou zijn voor de vorming van een superlichtsterke supernova. Op 23 mei 2017 werd door de Europese ruimtetelescoop Gaia echter een nieuw exemplaar ontdekt, op een afstand van 'slechts' 420 miljoen lichtjaar - de dichtstbijzijnde tot nu toe. Deze superlichtsterke supernova, SN 2017egm geheten, blijkt zich in een 'gewoon' spiraalsterrenstelsel te bevinden, met een veel hoger gehalte aan zware elementen. Uit vervolgwaarnemingen, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, blijkt bovendien dat de energie van de extreem heldere sterexplosie vermoedelijk geleverd wordt door een zogheten magnetar - een compacte neutronenster met een zeer sterk magnetisch veld. Een en ander doet vermoeden dat superlichtsterke supernova's op de een of andere manier gerelateerd zijn aan gammaflitsen, hoewel de ware aard van het buitengewoon energierijke verschijnsel nog steeds onopgehelderd is. (GS)
Astronomers Discover “Heavy Metal” Supernova Rocking Out

31 juli 2017
Quasars – de actieve kernen van verre sterrenstelsels – hebben een cruciale rol gespeeld bij het ‘uitdoven’ van de stervormingsactiviteit van sterrenstelsels. Dat blijkt uit waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een grote opstelling van radiotelescopen in het noorden van Chili. De grootste sterrenstelsels in het heelal zitten vol met oude, bijna opgebrande sterren. Maar bijna 12 miljard jaar geleden waren zulke stelsels nog kolossale sterfabrieken die miljarden sterren produceerden. ALMA-waarnemingen van vier van deze stofrijke ‘starburst-stelsels’ laten zien dat quasars voldoende energie produceren om gas uit het hen omringende sterrenstelsel te verdrijven. Op die manier ontstaat er een tekort aan ‘bouwmateriaal’ voor de vorming van nieuwe sterren. De opgewekte energie is afkomstig van een kolossaal zwart gat dat materie aantrekt en vervolgens deels weer terug de ruimte in blaast. Vermoed wordt dat de vier ontdekte gevallen het topje van de ijsberg zijn. Doorgaans zijn quasars in zulke stofrijke stelsels niet waarneembaar, omdat ze door het vele stof aan het zicht onttrokken worden. Het nu ontdekte viertal zou alleen maar waarneembaar zijn omdat de stelsels min of meer donutvormig zijn en we vanaf de aarde toevallig in het centrale ‘gat’ daarvan kijken. (EE)
Quasars may answer how starburst galaxies were extinguished

26 juli 2017
Een internationaal team van astronomen heeft gedetailleerde waarnemingen kunnen doen van een zogeheten gammaflits – een intense stoot gammastraling uit een ver sterrenstelsel. Daarbij zijn de wetenschappers veel te weten gekomen over de beginfase van het verschijnsel (Nature, 27 juli). Gammaflitsen zijn catastrofale gebeurtenissen waarbij een ongeveer vijftig zonsmassa’s zware ster ineenstort tot een zwart gat. Bij dat proces komt binnen enkele seconden net zoveel energie vrij als onze zon in de loop van haar hele bestaan uitzendt. Deze energie wordt deels afgevoerd in de vorm van twee tegengesteld gerichte ‘jets’ van materie en energie. Uit waarnemingen van gammaflits GRB 160625B is nu gebleken dat de extreem heldere beginfase van flits wordt aangedreven door zogeheten synchrotronstraling. Deze straling ontstaat wanneer versnellende elektronen worden gedwongen om een spiraalbaan te volgen. De ‘dwang’ komt in dit geval van een sterk magnetisch veld, dat door het pas gevormde zwarte gat wordt gegenereerd. Tot nu toe waren ook twee andere kandidaten in de race als energieleverancier van de beginfase van de gammaflits: ‘zwartlichaamstraling’ (de warmte-emissie van extreem hete materie) en inverse Comptonstraling (ontstaat wanneer versnellende elektronen energie overdragen aan fotonen). (EE)
Gamma-Ray Burst Captured in Unprecedented Detail

21 juli 2017
Astronomen hebben een supernova-explosie geregistreerd die tot de verste behoort die ooit zijn waargenomen. Bij de explosie is een ster op 10 miljard lichtjaar van de aarde aan flarden geblazen. Daarbij was de ster (kortstondig) driemaal zo helder als alle 100 miljard sterren van onze Melkweg bij elkaar. Daarmee behoort het object tot de ‘superheldere’ supernova’s (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 21 juli). Superheldere supernova’s zijn tien tot honderd keer zo helder als een ‘gewone’ supernova. Hoe deze extreme helderheid wordt bereikt en welke fysische processen erachter zitten is nog onduidelijk. Mogelijk is er een verband met het feit dat de explosie zich relatief vroeg in de kosmische geschiedenis – ruwweg 3,5 miljard jaar na de oerknal – afspeelde. In die tijd bereikte het tempo waarin nieuwe sterren worden geproduceerd in het heelal zijn hoogtepunt. De toenmalige sterren hadden gemeen dat ze relatief weinig ‘metalen’ – elementen zwaarder dan helium bevatten. Sterren van die samenstelling verliezen in de loop van hun bestaan minder massa, en dat zou de reden kunnen zijn waarom de explosie waarmee ze hun bestaan afsluiten heviger is dan die van latere, metaalrijkere sterren. (EE)
Superluminous supernova marks the death of a star at cosmic high noon

20 juli 2017
Australische en Amerikaanse astronomen hebben een methode ontwikkeld waarmee zelfs een kind een goede schatting kan maken van de massa van het superzware zwarte gat in de kern van een spiraalstelsel (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 19 juli). Bijna een eeuw geleden merkten de astronomen James Jeans en Edwin Hubble op dat spiraalstelsels met een grote kern doorgaans strak opgewonden spiraalarmen hebben, terwijl spiraalstelsels met een kleine kern wijde, open spiraalarmen vertonen. Sindsdien zijn vele honderdduizenden spiraalstelsels waargenomen en – op basis van hun spiraalarmen – in vier verschillende klassen ingedeeld. De Amerikaanse astronoom Marc Seigar kwam ongeveer tien jaar geleden een relatie op het spoor tussen de ‘strakheid’ van de spiraalarmen en de massa van het centrale zwarte gat. Samen met zijn Australische collega’s Benjamin Davis en Alister Graham heeft hij dat verband nu verder gepreciseerd. Door opnamen van een groot aantal sterrenstelsels te analyseren, hebben de onderzoekers een onverwacht sterk verband waargenomen dat voorspelt dat stelsels met open spiraalarmen lichtere zwarte gaten in hun centrum hebben. De correlatie is zo sterk dat deze massavoorspellingen minstens net zo nauwkeurig zijn als de gebruikelijke methode voor de bepaling van de massa van een centraal zwart gat: het meten van de snelheden waarmee sterren en gas om het object heen draaien. Volgens de astronomen wijst dit erop dat de evolutie van de centrale zwarte gaten gelijk op gaat met die van het schijfvormige deel van het sterrenstelsel, waar zich de spiraalarmen bevinden. Maar wat de diepere oorzaak is van dat verband is nog onduidelijk. (EE)
Spiral arms allow school children to weigh black holes

13 juli 2017
Een team van Italiaanse en Chinese astronomen heeft een verklaring gevonden voor het opmerkelijke verschil tussen de twee belangrijkste soorten sterrenstelsels in het heelal: de (schijfvormige) spiraalstelsels en de (min of meer bolvormige) elliptische stelsels. De sleutel lijkt te liggen bij de manier waarop de stelsels zijn ontstaan. Spiraalstelsels hebben veel meer ‘draaiing’ – de technische term is impulsmoment – dan elliptische sterrenstelsels. Uit waarnemingen concluderen de astronomen dat dit verschil wordt veroorzaakt door de hoeveelheid gas die naar het centrale deel van een stelsel-in-wording – waar de meeste sterren worden gevormd – stroomt. Bij elliptische stelsels komt slechts ongeveer veertig procent van het beschikbare gas in dat centrale gebied terecht. Maar belangrijker is dat dit gas wordt gekenmerkt door een klein impulsmoment. Dit staat in schril contrast met spiraalstelsels, waarbij het meeste toestromende gas een veel groter impulsmoment heeft. Tot voor kort werd de oorsprong van elliptische sterrenstelsels gezocht bij botsingen tussen spiraalstelsels in het vroege heelal. Recente waarnemingen met de infraroodsatelliet Herschel en de submillimeter-array ALMA hebben deze theorie echter in twijfel getrokken. Het nieuwe onderzoek wijst er nu op dat het grote verschil tussen elliptische en spiraalstelsel simpelweg het gevolg is van hun ontstaansproces. (EE)
Shedding light on galaxies' rotation secrets (pdf)

13 juli 2017
Indiase astronomen hebben een tot nog toe onbekende supercluster van sterrenstelsels ontdekt in de richting van het sterrenbeeld Vissen. De structuur, die ongeveer vier miljard lichtjaar van ons is verwijderd, behoort tot de grootste in het ‘nabije’ heelal. De ontdekking is gepubliceerd in de Astrophysical Journal. Superclusters zijn de grootste samenhangende structuren in het zogeheten kosmische web. Een supercluster is een keten van sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels, bijeengehouden door de zwaartekracht, die zich over honderden miljoenen lichtjaren kunnen uitstrekken en tienduizenden sterrenstelsels omvatten. De nu ontdekte supercluster, die Saraswati wordt genoemd (naar een grote mythische rivier), heeft een lengte van 600 miljoen lichtjaar. Hij bevat naar schatting 20 miljoen miljard zonsmassa’s aan materie. Het bestaan van extreem grote structuren als deze dwingt astronomen ertoe om de meest gangbare theorieën over de evolutie van het heelal nog eens goed tegen het licht te houden. Het populaire ‘koude donkere materie’-model voorspelt dat kleine structuren zoals sterrenstelsels het eerst zijn ontstaan, om zich vervolgens tot grotere structuren te verenigen. De meeste vormen van dit model voorspellen het bestaan grote structuren als de Saraswati-supercluster niet. (EE)
“Saraswati”- one of the most massive large-scale structures in the Universe discovered

11 juli 2017
Toen het heelal nog maar 800 miljoen jaar oud was (nog geen 6 procent van de huidige leeftijd), waren er al veel kleine sterrenstelsels ontstaan. Hun energierijke straling had op dat moment ongeveer de helft van het neutrale gas in de intergalactische ruimte geïoniseerd. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen met de Dark Energy Camera op de 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili. Een paar honderdduizend jaar na de oerknal was het heelal geheel donker: het afgekoelde waterstof- en heliumgas straalde zelf geen licht uit, en sterren of sterrenstelsels waren nog niet geboren. Toen de eerste sterrenstelsels ontstonden uit verdichtingen in het gas, raakte de intergalactische ruimte langzaam maar zeker geïoniseerd. Hoe, wanneer en hoe snel deze 'reïonisatie' precies plaatsvond is echter niet goed bekend. De ontdekking van 23 tot nu toe onbekende Lyman Alpha Emitting Galaxies (LAE's) toont nu echter aan dat het proces 800 miljoen jaar na de oerknal al volop gaande was, en dat de verantwoordelijke sterrenstelsels nog veel eerder moeten zijn ontstaan. Sterrenstelsels waarin veel nieuwe sterren geboren worden, zenden energierijke ultraviolette straling uit (zogeheten Lyman Alpha-straling), waardoor het omringende neutrale gas geïoniseerd wordt. Vóór die ionisatie zijn de sterrenstelsels nauwelijks te zien; ná de ionisatie zijn ze goed waarneembaar. De astronomen, die hun resultaten beschrijven in Astrophysical Journal Letters, concluderen bovendien dat het aantal zichtbare LAE's 200 miljoen jaar later al vier keer zo groot is. Mede op basis daarvan concluderen ze dat de reïonisatie 800 miljoen jaar na de oerknal voor ca. 50 procent was voltooid. Dat betekent dat de eerste sterrenstelsels al aanzienlijk eerder moeten zijn ontstaan. (GS)
Distant Galaxies ‘Lift the Veil’ on the End of the Cosmic Dark Ages

10 juli 2017
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili zijn grote hoeveelheden stof ontdekt op de plaats waar ruim 30 jaar geleden een supernova explodeerde. Astronomen gingen er altijd van uit dat moleculen volledig vernietigd zouden worden door de energierijke straling van zo'n catastrofale sterexplosie, maar dat blijkt niet het geval. Supernova 1987A explodeerde in februari 1987 op 163.000 lichtjaar afstand van de aarde, in de Grote Magelhaense Wolk, een kleine begeleider van ons eigen Melkwegstelsel. De uitdijende gasschil van de supernova is de afgelopen decennia uitgebreid bestudeerd. Astronomen van Cardiff University hebben nu met ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) de microgolfstraling gedetecteerd die wordt uitgezonden door de moleculen HCO+, SO, CO en SiO. Die moleculen vormen de bouwstenen voor stofdeeltjes zoals ze ook voorkomen in stervormingsgebieden. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Anders dan verwacht blijkt het binnenste deel van de supernovarest koud genoeg te zijn voor de vorming van moleculen en stofdeeltjes. Nieuwe 3D-modelberekeningen van de supernova lijken dat beeld te ondersteunen. (GS)
Cosmic “dust factory” reveals clues to how stars are born

6 juli 2017
Met behulp van een nieuwe computeranalyse hebben astronomen een afbeelding gereconstrueerd van een sterrenstelsel op 11 miljard lichtjaar van de aarde. Het eigenlijke beeld van het sterrenstelsel is vervormd en vergroot door de natuurlijke lenswerking van een dichterbij staande cluster van sterrenstelsels. En dat uitgerekte beeld is vastgelegd met de Hubble-ruimtetelescoop. De reconstructie laat zien dat het gaat om een schijfvormig sterrenstelsel dat we van opzij waarnemen. Omdat het licht van het stelsel er 11 miljard jaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken, zien we het stelsel zoals het er ongeveer 2,7 miljard jaar na de oerknal uitzag – relatief vroeg in de geschiedenis van het heelal dus. Verspreid over het stelsel zijn tientallen kluitjes van ‘recent’ gevormde sterren te zien. Deze stervormingsgebieden zijn slechts enkele honderden lichtjaren groot. Dat is in strijd met de theoretische voorspelling dat stervormingsgebieden in het vroege heelal afmetingen van meer dan 3000 lichtjaar zouden hebben. Het verre sterrenstelsel behoort tot een verzameling van meer dan zeventig stelsels die zijn geselecteerd bij de Sloan Giant Arcs Survey. Bij die ‘voorverkenning’ zijn stelsels opgespoord waarvan het licht opvallend sterk wordt afgebogen door de zwaartekracht van een tussengelegen cluster. (EE)
Hubble Pushed Beyond Limits to Spot Clumps of New Stars in Distant Galaxy

4 juli 2017
Nieuw onderzoek van het dubbele sterrenstelsel NGC 5194/5195 heeft een beter beeld gegeven van de ‘spijsverteringsproblemen’ die het superzware zwarte gat in het kleinste van de twee stelsels regelmatig ondervindt. Dat hebben Britse astronomen bekendgemaakt tijdens de National Astronomy Meeting die deze week in Hull wordt gehouden.Eens in de paar honderd miljoen jaar baant het kleine sterrenstelsel NGC 5195 zich een weg door de buitenste spiraalarmen van zijn grote begeleider NGC 5194 – beter bekend als het Draaikolkstelsel. De beide stelsels zijn verwikkeld in een trage dans die er over miljarden jaren toe zal leiden dat ze samengaan. Steeds als NGC 5195 in het Draaikolkstelsel duikt, stroomt er materie naar het 19 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat in het centrum van NGC 5195. Daarbij vormt zich een accretieschijf rond dat zwarte gat, die uiteindelijk een dermate grote omvang bereikt, dat het zwarte gat overvoerd raakt en materie terug de ruimte in blaast. Vorig jaar zijn met de ruimtetelescoop Chandra bogen van hete, röntgenstraling uitzendende materie ontdekt die het gevolg daarvan lijken te zijn. Nieuwe, detailrijke beelden van het hart van NGC 5195 die met een Brits netwerk van radiotelescoop zijn verkregen, hebben nu laten zien hoe deze uitbarstingen in hun werk gaan. Zodra het accretieproces hapert, ontstaat een krachtige schokgolf die materie de interstellaire ruimte in duwt. Elektronen die tot bijna de lichtsnelheid worden versneld, treden in wisselwerking met het interstellaire gas en zenden radiostraling uit. Vervolgens zwelt de schokgolf op, waardoor het gas dermate heet wordt dat het röntgenstraling gaat uitzenden. Deze opzwellende ‘bubbel’ is de oorzaak van de bogen die door Chandra zijn vastgelegd. (EE)
Shocking case of indigestion in supermassive black hole

4 juli 2017
In het sterrenbeeld Grote Beer zijn astronomen getuige van het 'stervensproces' van een primitief dwergsterrenstelsel. Het zeer kleine en zwakke stelseltje, officieel SDSS J1044+6306 geheten, is ontdekt in waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Het bevindt zich op ca. 200.000 à 300.000 lichtjaar afstand van een veel groter sterrenstelsel, NGC 3359. Beide stelsels staan op ongeveer 50 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. NGC 3359 lijkt qua afmetingen op ons eigen Melkwegstelsel; de massa van het naburige dwergstelsel bedraagt slechts een honderdste procent van die van het grote stelsel. Uit waarnemingen met verschillende grote telescopen blijkt dat het interstellaire gas uit het dwergstelsel wordt weggeveegd door de zwaartekracht van het grote stelsel. Dat betekent dat er in de toekomst vrijwel geen nieuwe sterren in het dwergstelsel meer zullen kunnen ontstaan. Uit onderzoek aan de chemische samenstelling van de sterren in SDSS J1044+6306 blijkt dat het dwergstelsel kort na de oerknal al is ontstaan. Metingen aan de relatieve hoeveelheden waterstof en helium in het interstellaire gas van het stelsel kunnen daarom informatie opleveren over de samenstelling van het vroege heelal. De hoop is dat er in de toekomst meer van dit soort 'primitieve' dwergsterrenstelsels ontdekt zullen worden op relatief geringe afstanden. De nieuwe resultaten zijn voor publicatie aangeboden aan Astrophysical Journal Letters en worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Hull. (GS)
A Rare Chance to See Galaxy Demise

29 juni 2017
Een team van sterrenkundigen met daarin Peter Barthel en Pece Podigachoski van de Rijksuniversiteit Groningen heeft een verklaring gevonden voor een vijftig jaar oud raadsel waarom koel gas uit hete quasars stroomt. Nieuwe waarnemingen duiden erop dat het koele gas hoogstwaarschijnlijk ontstaat bij de snelle vorming van sterren in het moedersterrenstelsel van de quasar en dat het door sterexplosies naar buiten wordt geblazen. Het artikel van de sterrenkundigen is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Astrophysical Journal Letters.Een quasar is een fel stralende kern van een sterrenstelsel. In het vroege heelal kwamen veel quasars voor. De kern van een quasar straalt fel door de invloed van een zwaar zwart gat in het centrum dat materie aanzuigt die daardoor heet gaat gloeien. De hittestraling is kenmerkend voor quasars. In 1966 ontdekten sterrenkundigen tot hun verrassing dat quasars niet alleen heet, maar ook koel gas herbergen. Dat gas bleek bovendien snel te bewegen. De astronomen proberen al vijftig jaar te ontrafelen waar het koele gas vandaan komt, hoeveel er is en waarom het snelheden van duizenden kilometers per seconde kan bereiken. Peter Barthel (Rijksuniversiteit Groningen): ‘Ook wilden we weten hoe belangrijk dit soort gaswinden zijn in het moederstelsel van de quasar en wat het netto effect ervan is in het vroege heelal. Deze sterrenstelsels groeien namelijk uiteindelijk tot stelsels als onze Melkweg en dat proces willen we begrijpen.’ Een internationaal team van sterrenkundigen besloot om met de Herschel-ruimtetelescoop naar een aantal quasars te kijken. Uit de waarnemingen blijkt dat het koele gas met name voorkomt in die quasars waarin ook veel sterren worden gevormd. Barthel: ‘Kennelijk heeft snelle stervorming in quasar-moederstelsels iets van doen met die koele gaswinden.’ Barthel werkte deze veronderstelling vervolgens nader uit samen met zijn promovendus Pece Podigachoski en met collega's Belinda Wilkes van de Harvard sterrenwacht en Martin Haas van de universiteit van Bochum. Ze vermoeden dat de winden wordt aangewakkerd door sterren die exploderen als er veel en snel sterren worden gevormd. De sterwinden zouden weleens een natuurlijke rem kunnen zijn op de vorming van veel meer sterren en van grotere sterrenstelsels. Barthel: ‘Want hoewel theoretisch gesproken sterrenstelsels heel groot zouden kunnen worden, komen we zulke stelsels in de praktijk niet tegen.’
Oorspronkelijk persbericht

28 juni 2017
Astronomen breken zich al meer dan tien jaar het hoofd over de ‘snelle radioflitsen’: korte pulsen radiostraling die op onvoorspelbare momenten uit het heelal komen. Nieuw onderzoek door een team astronomen onder leiding van de Nederlander Cees Bassa (ASTRON) biedt mogelijk uitkomst. Sinds 2007 zijn een stuk of twintig snelle radioflitsen waargenomen. In verreweg de meeste gevallen gaat het om eenmalige gebeurtenissen, maar object FRB 121102 heeft al tal van die korte radiopulsen geproduceerd. Hierdoor hebben astronomen de bron ervan kunnen achterhalen: een klein sterrenstelsel op drie miljard lichtjaar afstand. Bassa en zijn team hebben dat dwergstelsel nog eens goed bekeken met de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer en de Gemini North-telescoop op Hawaï. Uit de waarnemingen blijkt dat zich op de plek waar de radioflitsen van FRB 121102 vandaan komen een omvangrijk stervormingsgebied bevindt. Het onderzochte sterrenstelsel behoort tot een klasse die bekendstaat om zijn waterstof-arme, ‘superheldere’ supernova-explosies en langdurige gammaflitsen. Volgens Bassa en de zijnen zou de ‘radioflitser’ FRB 121102 dus wel eens het product kunnen zijn van zo’n explosieve gebeurtenis. Het zou bijvoorbeeld kunnen gaan om een sterk magnetische neutronenster of ‘magnetar’ – het restant van een krachtige supernova-explosie. Mogelijk ontwikkelen zulke supernova-restanten op enig moment de gewoonte om korte radiopulsen te produceren. Daarbij wordt dan wel aangetekend dat dit niet voor álle snelle radioflitsen hoeft te gelden. FRB 121102 is nu eenmaal een buitenbeentje. (EE)
A New Clue in the Mystery of Fast Radio Bursts

28 juni 2017
Een internationaal team van onderzoekers heeft aangetoond dat het hete, diffuse gas in de ruimte tussen de sterrenstelsels hetzelfde ijzergehalte heeft als alle clusters van sterrenstelsels die met de Japanse Suzaku-satelliet zijn onderzocht. Dat wijst erop dat het meeste ijzer in het intergalactische gas al lang voordat de eerste clusters werden gevormd is ontstaan. Dat wordt vrijdag bekendgemaakt tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society, EWASS2017. Het resultaat is in overeenstemming met eerdere aanwijzingen, waaruit blijkt dat het meeste ijzer in het heelal meer dan tien miljard jaar geleden door de ruimte is verspreid. Het ijzer werd, samen met tal van andere elementen, uit sterrenstelsels weggeblazen door de gezamenlijke kracht van miljarden supernova-explosies en uitbarstingen van actieve superzware zwarte gaten. (EE)
The first galaxies were even more violent than expected

27 juni 2017
Voor het eerst hebben sterrenkundigen twee superzware zwarte gaten in een ver sterrenstelsel echt om elkaar heen zien draaien. Uit de metingen, verricht met een uitgestrekt Amerikaans netwerk van radiotelescopen, blijkt dat de twee kosmische veelvraten één omloop voltooien in ca. 30.000 jaar, met een baansnelheid in de orde van 150 kilometer per seconde. In 1995 werd al ontdekt dat het sterrenstelsel 0402+379, op 750 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus, twéé opvallende puntvormige bronnen van radiostraling in de kern heeft in plaats van één. Alles leek te wijzen op twee superzware zwarte gaten die in een baan om elkaar heen draaien. Vermoedelijk is het sterrenstelsel ontstaan uit de botsing en versmelting van twee kleinere stelsels, die elk een centraal zwart gat hadden. De twee zwarte gaten, met een gezamenlijke massa van 15 miljard maal de massa van de zon, zouden zich op een onderlinge afstand van ongeveer 24 lichtjaar bevinden. Door nieuwe radiometingen te vergelijken met oude waarnemingen, is nu een kleine positieverandering aan het licht gekomen. Met andere woorden: de baanbeweging van het dubbele superzware zwarte gat is daadwerkelijk gemeten. Toekomstige waarnemingen zullen nog veel meer informatie over dit bijzondere duo opleveren. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Overigens verwachten de onderzoekers dat de twee superzware zwarte gaten naar elkaar toe spiraliseren, doordat het systeem energie verliest in de vorm van zwaartekrachtgolven. Over een paar miljoen jaar zullen ze met elkaar botsen, en blijft er één kolossaal zwart gat over. (GS)
Astronomers Detect Orbital Motion in Pair of Supermassive Black Holes

27 juni 2017
Als astronomen wat vaker een sterrenkaart ter hand hadden genomen, was deze ontdekking misschien al veel eerder gedaan: de snelle 'flikkeringen' van verre quasars worden veroorzaakt door slierten van heet gas, die de ruimte in geblazen zijn door nabije, hete sterren. Quasars zijn de extreem heldere kernen van sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. De radiostraling van quasars kan soms fluctueren. Dat 'twinkelen' wordt veroorzaakt door gas in de ruimte tussen de quasar en de aarde; het effect is vergelijkbaar met het tinkelen van sterren door trillingen in de aardse dampkring. Met een Australische radiotelescoop zijn nu onverwacht snelle radio-flikkeringen ontdekt in de quasar PKS 1322-110. Eerder werden zulke snelle fluctuaties ook al gevonden in de quasars J1819+3845 en PKS 1257-326. Nu blijkt dat die drie quasars aan de hemel dicht bij nabijgelegen hete sterren in ons eigen Melkwegstelsel staan, respectievelijk Spica (in het sterrenbeeld Maagd), Wega (in de Lier) en Alhakim (in de Centaur). Uit de waarnemingen blijkt dat de radiofluctuaties veroorzaakt worden door dunne slierten heet gas. Blijkbaar blazen deze sterren zulke gasslierten de ruimte in, zo schrijven de onderzoekers in The Astrophysical Journal. Radiale gasslierten zijn eerder ontdekt rond stervende sterren die hun buitenste gaslagen hebben weggeblazen in een zogeheten planetaire nevel. Nu blijkt echter dat jongere, hete sterren ook zulke dunne gasslierten produceren. (GS)
'Pompom' stars may solve quasar puzzle (Persbericht Manly Astrophysics)

26 juni 2017
In twee verre sterrenstelsels die op het punt staan met elkaar te versmelten - door astronomen gekscherend 'galactische goulash' genoemd - zijn veel röntgendubbelsterren gevonden. De twee stelsels, op 140 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, worden samen Arp 299 genoemd. Waarnemingen met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory en de eveneens Amerikaanse röntgenkunstmaan NuSTAR hebben het bestaan aan het licht gebracht van 25 heldere puntvormige bronnen van röntgenstraling, waarvan er maar liefst 14 gecatalogiseerd zijn als Ultra-Luminous X-ray Sources (ULX's). Zulke extreem energierijke röntgenbronnen zijn zo goed als zeker dubbelstersystemen die bestaan uit een zwart gat of een neutronenster in een baan rond een zware 'gewone' ster. Gas van die ster stroomt naar de begeleider, wordt enorm heet, en begint röntgenstraling uit te zenden. Het grote aantal ULX's in Arp 299 is het directe gevolg van de hoge stervormingsactiviteit. Die wordt weer veroorzaakt door de wederzijdse getijdenwerking van de twee botsende sterrenstelsels. De resultaten van het onderzoek zijn vorig jaar al gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Arp 299: Galactic Goulash

21 juni 2017
Astronomen hebben voor het eerst een compact, maar zeer massarijk en snel ronddraaiend schijfvormig sterrenstelsel ontdekt, dat luttele miljarden jaren na de oerknal is gestopt met de productie van nieuwe sterren. Volgens de ontdekkers is het ‘dode’ sterrenstelsel moeilijk in overeenstemming te brengen met de bestaande ideeën over de vorming en evolutie van zware sterrenstelsels. Toen de Hubble-ruimtetelescoop het sterrenstelsel fotografeerde, verwachtten de astronomen een chaotische bal van sterren te zullen zien: het resultaat van twee sterrenstelsels in botsing. In plaats daarvan bleek het stelsel, dat naar schatting drie keer zoveel massa heeft als onze Melkweg, zo plat als een pannenkoek. Daarmee is het eerste ‘tastbare’ bewijs gevonden dat op z’n minst sommige van de ‘dode’ elliptische sterrenstelsels in het huidige heelal afstammen van Melkweg-achtige schijfstelsels. Dat is verrassend, omdat elliptische stelsels doorgaans uit oude sterren bestaan, terwijl schijfstelsels veel jonge, blauwe sterren bevatten. Sommige van die vroege dode schijfstelsels hebben klaarblijkelijk een complete gedaanteverandering ondergaan. Om de vorm van een elliptisch stelsel aan te nemen, moeten de bewegingen van hun afzonderlijke sterren om de een of andere reden veel chaotischer zijn geworden. Mogelijk komt dit doordat ze talrijke kleine soortgenoten hebben ‘opgeslokt’. De vraag is nu hoe talrijk zulke dode schijfstelsels zijn. Het is denkbaar dat deze zwakke objecten tot nu toe simpelweg over het hoofd zijn gezien. Ook is nog onduidelijk waarom de sterproductie in het nu ontdekte stelsel is stilgevallen. De resultaten van het onderzoek van het verre dode sterrenstelsel verschijnen op 22 juni in het tijdschrift Nature. (EE)
Hubble Captures Massive Dead Disk Galaxy

13 juni 2017
De raadselachtige 'mini-halo' in het centrum van de Perseus-cluster van sterrenstelsels heeft zijn bestaan mogelijk deels te danken aan de activiteit van een superzwaar zwart gat in het centrale sterrenstelsel van de cluster. De Perseus-cluster telt duizenden sterrenstelsels en bevindt zich op ruim 250 miljoen lichtjaar afstand. Met radiotelescopen is in het centrum van de cluster een 'halo' van radiostraling waargenomen met afmetingen van ca. 1,3 miljoen lichtjaar. De radiostraling wordt geproduceerd door snel bewegende elektrisch geladen deeltjes, maar het was altijd onduidelijk hoe die deeltjes op zo'n grote afstand van het clustercentrum nog zulke hoge snelheden konden hebben - door het uitzenden van straling zouden ze hun energie al lang kwijt moeten zijn. Nieuwe, gedetailleerde waarnemingen van de 'mini-halo', verricht met de geüpgradede Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico, hebben nu een complexe structuur aan het licht gebracht die doet vermoeden dat er verschillende natuurkundige processen in het spel zijn. In een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society schrijven de onderzoekers dat de hoge snelheden van de geladen deeltjes in de mini-halo waarschijnlijk voor een deel te danken zijn aan krachtige straalstromen (jets), afkomstig uit de directe omgeving van het superzware zwarte gat in de kern van het centrale sterrenstelsel in de cluster. (GS)
VLA Gives New Insight Into Galaxy Cluster’s Spectacular “Mini-Halo”

12 juni 2017
Sterrenstelsels in clusters zijn meestal niet willekeurig georiënteerd. In plaats daarvan vertonen ze vaak een opmerkelijke onderlinge 'uitlijning'. Een internationaal team van astronomen onder leiding van Michael West van de Lowell-sterrenwacht in Arizona heeft nu ontdekt dat die uitlijning al lang geleden moet zijn ontstaan. Onderzoek aan 65 sterrenstelsels op zeer grote afstanden in het heelal, waar sterrenkundigen ver terug kijken in de tijd, wijst uit dat er 10 miljard jaar geleden al sprake was van een onderlinge voorkeursoriëntatie. De ontdekking, gepubliceerd door Nature Astronomy, betekent dat de oorzaak van de uitlijning in het verre verleden gezocht moet worden. Volgens één theorie is de uitlijning het gevolg van het feit dat sterrenstelsels in omvang toenemen door het opslokken van kleinere stelsels. Die zijn niet willekeurig in de ruimte verdeeld, maar zijn vooral afkomstig uit langgerekte filamenten van intergalactisch gas (het zogeheten kosmische web). De oriëntatie van de resulterende grote sterrenstelsels zou daardoor een afspiegeling vormen van de structuur van het kosmische web. Volgens een andere theorie is de onderlinge uitlijning van grote sterrenstelsels ontstaan door zwaartekrachteffecten en getijdenkrachten - een proces dat mogelijk meer tijd vergt. De waarnemingen van West en zijn collega's bieden nog geen definitief uitsluitsel, maar het team is van plan om het onderzoek uit te breiden naar sterrenstelsels op nog veel grotere afstanden. (GS)
Galaxy Alignments Traced Back Ten Billion Years

6 juni 2017
Met de infraroodcamera van de Hubble Space Telescope zijn gedetailleerde opnamen gemaakt van extreem lichtsterke sterrenstelsels op vele miljarden lichtjaren afstand. Het gaat om sterrenstelsels waarin enorme geboortegolven van nieuwe sterren plaatsvinden: in elk stelsel ontstaan tot wel tienduizend nieuwe sterren per jaar. Astronomen zien de stelsels zoals ze er 8 tot 11,5 miljard jaar geleden uitzagen, toen het heelal nog relatief jong was. Doordat de stelsels grote hoeveelheden stof bevatten, zijn ze met een gewone telescoop niet goed zichtbaar: het sterlicht wordt geabsorbeerd door de stofwolken. De stelsels zijn echter extreem helder op infrarode golflengten. Vermoedelijk zijn het de extreme soortgenoten van de Luminous Infra-Red Galaxies (LIRGs) die op kleinere afstanden in het heelal ook zijn ontdekt en bestudeerd. Dankzij de lenswerking van dichterbij gelegen sterrenstelsels en clusters zijn de beeldjes van de verre ultra-lichtsterke infraroodstelsels versterkt en vervormd. Die zwaartekrachtlenswerking maakt het mogelijk om details van slechts ca. 100 lichtjaar grooot te bestuderen. Waardoor de zeer zeldzame stelsels zo'n hoge stervormingsactiviteit vertonen, is niet bekend. Mogelijk is er sprake geweest van de botsing en versmelting van twee kleinere sterrenstelsels. Een andere mogelijkheid is dat er om de een of andere reden grote hoeveelheden intergalactisch gas 'neerregenen' in de stelsels. De nieuwe Hubble-resultaten zijn gepresenteerd op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas. (GS)
Cosmic Magnifying-Glass Effect Captures Universe's Brightest Galaxies

6 juni 2017
Ons Melkwegstelsel bevindt zich mogelijk in een gigantische kosmische 'holte' waarin de dichtheid van sterrenstelsels lager is dan gemiddeld. Deze KBC-holte (genoemd naar de astronomen Ryan Keenan, Amy Barger en Len Cowie) zou een middellijn van ca. 2 miljard lichtjaar hebben. Daarmee is het dan de grootst bekende 'superholte' in het heelal. Dat wij ons mogelijk in een extra leeg gebied van het heelal bevinden, werd in 2013 ontdekt door Keenan en Barger. Honderd procent overtuigend waren hun metingen echter niet. De resultaten zijn nu opnieuw geanalyseerd door een team van de University of Wisconsin. Daarbij bleek dat de conclusies van Keenan en Barger in elk geval niet in strijd zijn met andere bestaande waarnemingen. Het Wisconsin-team ontdekte ook dat het bestaan van de KBC-holte een verklaring oplevert voor een raadsel rond de uitdijingssnelheid van het heelal. Op basis van metingen aan relatief nabijgelegen supernova-explosies komen astronomen tot een hogere uitdijingssnelheid dan op basis van metingen aan de kosmische achtergrondstraling. Als ons Melkwegstelsel zich in een gigantische superholte bevindt, met een lager-dan-gemiddelde materiedichtheid, valt die discrepantie eenvoudig te verklaren: relatief lege gebieden in het heelal dijen sneller uit dan gebieden met een hogere materiedichtheid. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas. (GS)
Study Suggests We Live in Celestial Boondocks

6 juni 2017
Sterrenkundigen hebben een nieuwe atlas gepubliceerd met gedetailleerde infraroodfoto's van ca. 200 sterrenstelsels. Het gaat hierbij om zogeheten Luminous Infra-Red Galaxies (LIRGs) - sterrenstelsels die vooral op infrarode golflengten veel energie uitstralen. Ze werden in 1984 voor het eerst ontdekt door de Amerikaans-Nederlandse infraroodsatelliet IRAS. Van de 200 helderste LIRGs zijn nu gedetailleerde ver-infraroodopnamen gepubliceerd, gemaakt door de Europese ruimtetelescoop Herschel. De grote infraroodhelderheid van de stelsels wijst op de aanwezigheid van grote hoeveelheden warm stof. In vrijwel alle bestudeerde gevallen blijken de stelsels niet enkelvoudig te zijn, maar het resultaat van een recente botsing en versmelting van twee grote sterrenstelsels (ook ons eigen Melkwegstelsel en het naburige Andromedastelsels zullen over ca. 4 miljard jaar met elkaar in botsing komen). Het stof in de sterrenstelsels wordt opgewarmd door een enorme geboortegolf van nieuwe sterren, en door de groei van het centrale superzware zwarte gat in het centrum van het versmolten stelsel. Beide effecten zijn het directe gevolg van de botsing. Op basis van de nieuwe Herschel-waarnemingen zijn sterrenkundigen veel beter in staat om onderzoek te doen naar temperatuur, massa, en ruimtelijke verdeling van het stof in de LIRGs, en naar de snelle groei van superzware zwarte gaten in de nasleep van sterrenstelselbotsingen. De nieuwe infraroodopnamen zijn gepresenteerd op de 230ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas, en gepubliceerd in Astrophysical Journal Supplement Series. (GS)
Best-Ever Infrared Maps of Super-Luminous Galaxies

5 juni 2017
Nieuwe waarnemingen van het (relatief) nabije sterrenstelsel NGC 7582 laten zien dat het superzware zwarte gat in diens kern een krachtige ‘wind’ van gas produceert. Het zwarte gat zelf is aan het zicht onttrokken door een 2000 lichtjaar brede gordel van gas en stof, die de uitstroom van gas lijkt te bundelen. De ontdekking van de omvangrijke stofring komt als een verrassing. Doorgaans gaan astronomen ervan uit dat de meeste ‘verduisterde’ zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels schuilgaan achter gas en stof in hun naaste omgeving. Maar nu blijkt dat hetzelfde effect ook kan worden bereikt door grote hoeveelheden stof verderop in het omringende sterrenstelsel. Het bestaan van de omvangrijke stofring is overigens goed verklaarbaar. Computersimulaties laten zien dat zulke ringen ontstaan wanneer een sterrenstelsel een veel kleinere soortgenoot opslokt. De nieuwe ontdekking wordt deze week gepresenteerd tijdens de zomerbijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas. (EE)
Blowing the Cover of a Hidden Black Hole

1 juni 2017
Het Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory – beter bekend als LIGO – heeft voor de derde keer zwaartekrachtgolven gedetecteerd. Net als bij de twee eerste detecties, in 2015, zijn de rimpelingen in ruimte en tijd veroorzaakt door een botsing tussen twee zwarte gaten. Daarbij is een nieuw zwart gat van ongeveer 49 zonsmassa’s gevormd. Daarmee vult het gevormde zwarte gat de massakloof tussen de beide eerste detecties, waarbij het ging om de vorming van zwarte gaten van respectievelijk 62 en 21 zonsmassa’s. Het staat nu vrijwel vast dat er in het heelal een populatie van zwarte gaten bestaat met massa’s in de orde van enkele tientallen zonsmassa’s – een categorie waarvan het bestaan tot voor kort onbekend was. De nieuwe detectie – met ‘codenaam’ GW170104 – is gedaan op 4 januari van dit jaar. Een analyse van de zwaartekrachtgolven die de botsende zwarte gaten hebben geproduceerd, laat zien dat zij zich op een afstand van 3 miljard lichtjaar hebben bevonden. Dat is ruim twee keer zo ver weg als de zwarte gaten van de eerdere detecties. Verder is opvallend dat de meetgegevens erop wijzen dat de rotatie-assen van de twee zwarte gaten niet dezelfde oriëntatie hadden. Dat zou kunnen betekenen dat de sterren waaruit zij zijn voortgekomen niet als dubbelster zijn geboren, maar elkaar in een latere levensfase hebben ‘gevonden’. De nieuwe onderzoeksresultaten worden binnenkort gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters. (EE)
LIGO Detects Gravitational Waves for Third Time

31 mei 2017
De ASKAP-radiotelescoop (Australian SKA Pathfinder) heeft een begin gemaakt met het in kaart brengen van de verdeling van neutraal waterstofgas in zo'n vijfhonderdduizend sterrenstelsels. ASKAP is een netwerk van uiteindelijk 36 radioschotels in West-Australië, en een zogeheten 'pathfinder' voor de toekomstige Square Kilometre Array-radiotelescoop. Nog niet alle schotels zijn in gebruik genomen, maar toch hebben astronomen al de eerste resultaten geboekt in het kader van de WALLABY-survey (Wide-field ASKAP L-band Legacy All-Sky Blind surveY). Het doel van de survey, waaraan ruim honderd radioastronomen van over de hele wereld deelnemen, is om in detail te bestuderen wat de verdeling is van koud, neutraal waterstofgas in een half miljoen sterrenstelsels, verspreid over 75 procent van de zichtbare hemel. De eerste voorlopige survey-resultaten (o.a. van het sterrenstelsel IC5201 in het zuidelijke sterrenbeeld Kraanvogel) zijn vandaag gepresenteerd op CASCA 2017, de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society. (GS)
CASCA 2017

31 mei 2017
Een van de grote vraagstukken in de astronomie is hoe en wanneer de eerste superzware zwarte gaten zijn ontstaan. Nieuw theoretisch onderzoek wijst erop dat de geboorte van deze kolossen met horten en stoten verliep. Astronomen hebben vastgesteld dat het heelal ongeveer 13,8 miljard jaar oud is, en dat er een miljard jaar later al zwarte gaten bestonden die een miljard keer zoveel massa hadden als onze zon. Dat impliceert dat deze objecten heel snel moeten zijn gegroeid. Toch zijn tot nu toe maar weinig van deze vroege zwarte-gaten-in-wording ontdekt. Superzware zwarte gaten ontstaan niet vanzelf: ze moeten enorm veel materie aantrekken en dat kost tijd. Daarbij komt dat materie die naar een zwart gat toe valt, heel heet wordt en grote hoeveelheden energierijke straling uitzendt. Deze straling zou detecteerbaar moeten zijn met röntgensatellieten zoals Chandra, maar deze laatste heeft nog maar enkele voorbeelden van potentiële jonge, groeiende zwarte gaten weten op te sporen. Op basis van theoretische modellen hebben Italiaanse astronomen een mogelijke verklaring gevonden voor dit schijnbare tekort. Hun bevindingen wijzen erop dat de vorming van een superzwaar zwart gat niet zonder slag of stoot gebeurt: korte perioden van snelle groei en perioden van rust wisselen elkaar af. Dit heeft tot gevolg dat de groeifase van deze kolossen moeilijk waarneembaar is. (EE)
Early Black Holes May Have Grown in Fits and Spurts

30 mei 2017
Sterrenstelsels die zich verenigen in relatief kleine groepen, verliezen tot wel 30 of 40 procent van hun oorspronkelijke massa. Dat blijkt uit modelberekeningen van Gandhali Joshi van McMaster University die vandaag gepresenteerd worden op CASCA 2017, de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Edmonton. Verzamelingen van enkele tientallen sterrenstelsels worden groepen genoemd; afzonderlijke groepen kunnen zich later weer verenigen tot veel grotere clusters, met vele honderden leden. Dat er bij de vorming van een cluster veel massaverlies optreedt (in de vorm van 'tidal stripping' - de sterrenstelsels verliezen gas onder invloed van getijdenkrachten) was al bekend. Uit Joshi's berekeningen volgt nu echter dat het massaverlies van sterrenstelsels die deel gaan uitmaken van kleinere groepen nog groter is. De modelberekeningen zijn overigens wel gebaseerd op de aanname dat het grootste deel van de massa van een sterrenstelsel voor rekening komt van zogeheten donkere materie. Het bestaan daarvan is tot nu toe nog nooit direct aangetoond, en de ware aard van die mysterieuze donkere materie is onbekend. (GS)
Vakpublicatie over het onderzoek

25 mei 2017
Voor het eerst in de geschiedenis lijken astronomen getuige te zijn geweest van het ontstaan van een zwart gat. Een zware ster in het 22 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 6946 is als een nachtkaars uitgegaan – zo blijkt uit waarnemingen met de Large Binocular Telescope en de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 25 mei). De ster, die N6946-BH1 heet, viel op doordat hij in 2009 een beetje helderder werd. Maar toen astronomen in 2015 opnieuw een telescoop op hem richtten, was hij verdwenen. Alle pogingen om een zwak overblijfsel van de ster op te sporen, zijn op niets uitgelopen. Normaal gesproken eindigen zware sterren hun (korte) bestaan met een zeer heldere supernova-explosie. Maar het lijkt er dus op dat sommige heel zware sterren dat lot weten te ontlopen. Dat zou ook kunnen verklaren waarom maar relatief weinig supernova’s worden waargenomen die aan de explosie van een zware ster kunnen worden toegeschreven. Hoe vaak zo’n supernova ‘mislukt’, is nog onduidelijk. Bij een gerichte zoekactie naar zulke objecten is maar één exemplaar ontdekt – N6946-BH1 dus. In diezelfde periode zijn in de onderzochte sterrenstelsels zes normale supernova’s geregistreerd. Dat wijst erop dat tien tot dertig procent van alle zware sterren rechtstreeks ineenstorten tot een zwart gat. (EE)
The big star that couldn’t become a supernova

24 mei 2017
Astronomen hebben een nieuw soort sterrenstelsel ontdekt, dat al minder dan een miljard jaar na de oerknal bestond. De verre sterrenstelsels produceren sterren in een tempo dat meer dan honderd keer zo hoog ligt als dat van onze eigen Melkweg. De ontdekking, waarbij onder meer de Nederlander Bram Venemans betrokken is, kan een eerdere ontdekking helpen verklaren: die van een populatie verrassend zware sterrenstelsels in het vroege heelal (Nature, 25 mei). Toen astronomen een aantal jaren geleden ongewoon zware sterrenstelsels op afstanden van ruwweg 12 miljard lichtjaar ontdekten, ontstond een probleem. Hoe waren deze stelsels er, amper 1,5 miljard jaar na de oerknal, al in geslaagd om zoveel sterren te vormen? Het antwoord op deze vraag wordt gezocht bij de populatie van nog jongere, hyperactieve sterrenstelsels die nu is ontdekt. De nieuwe stelsels zijn bij toeval opgespoord met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili. Met deze opstelling van radioschotels wilden de astronomen eigenlijk de stervormingsactiviteit onderzoeken van de moederstelsels waarin quasars (actieve superzware zwarte gaten) huizen. Daarbij ontdekten zij in vier gevallen een naburig sterrenstelsel dat in hoog tempo nieuwe sterren vormt. Volgens de astronomen kan het haast geen toeval zijn dat deze productieve stelsels in de buurt van quasars te vinden zijn. Vermoed wordt dat quasars ontstaan in gebieden in het heelal waar de materiedichtheid veel hoger is dan gemiddeld. Diezelfde omstandigheid zou ook heel gunstig moeten zijn voor de vorming van nieuwe sterren. Bij de ALMA-waarnemingen is overigens ook een voorbeeld gevonden van twee sterrenstelsels die in botsing zijn. Dat is het bewijs dat fusies tussen sterrenstelsels al in de begintijd van het heelal optraden. (EE)
Newly Discovered Fast-Growing Galaxies Could Solve Cosmic Riddle

24 mei 2017
De jacht op supernova’s (exploderende sterren) waarvoor Australische astronomen onlangs vrijwilligers zochten, heeft al een eerste treffer opgeleverd. Twee ‘burgerwetenschappers’ uit België en Schotland hebben een supernova ontdekt die zich afspeelt – of eigenlijk: heeft afgespeeld – in een sterrenstelsel op 970 miljoen lichtjaar van de aarde. De ruim 700 vrijwilligers die zich tot nu toe bij het project hebben aangemeld, nemen recente hemelopnamen onder de loep die met de 1,3-meter SkyMapper-telescoop van het Australische Siding Spring Observatory zijn gemaakt. Door foto’s van hetzelfde stuk sterrenhemel die op verschillende tijdstippen zijn gemaakt met elkaar te vergelijken, kunnen sterrenstelsels worden onderzocht op ‘verdachte’ nieuwe heldere objecten. De supernova die nu door Elisabeth Baeten en Alan Craggs is opgespoord is van het type Ia. Dat is het type supernova dat kan worden gebruikt om de uitdijingssgeschiedenis van het heelal in kaart te brengen. Daarnaast zijn nog zeven andere potentiële supernova’s ontdekt, maar die moeten nog worden geverifieerd. (EE)
Volunteers help astronomers find star that exploded 970 million years ago

23 mei 2017
In de kern van Cygnus A, een groot radiosterrenstelsel op 800 miljoen lichtjaar van de aarde, is mogelijk een tweede superzwaar zwart gat ontdekt. Radioastronomen detecteerden met de Amerikaanse Very Large Array een opvallende bron van radiostraling op 1500 lichtjaar afstand van de kern van het stelsel, die in eerdere waarnemingen (1996) niet zichtbaar was. Metingen met andere instrumenten heeft het bestaan van de tweede bron bevestigd. Cygnus A is een van de bekendste radiosterrenstelsels, in het sterrenbeeld Zwaan. De radiostraling is afkomstig uit de omgeving en van de jets (straalstromen) van een kolossaal zwart gat in de kern van het stelsel. De nieuw ontdekte radiobron kan volgens de onderzoekers geen supernova-explosie zijn; daarvoor is hij te helder. Vermoedelijk gaat get om een tweede zwart gat dat in de afgelopen twintig jaar een grotere activiteit is gaan vertonen. De ontdekking zou erop kunnen wijzen dat Cygnus A in het astronomisch recente verleden een kleiner sterrenstelsels heeft opgeslokt. Na zo'n versmelting eindigen de centrale zwarte gaten van de twee botsende sterrenstelsels in een baan om elkaar heen. De ontdekking wordt gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
VLA Reveals New Object Near Supermassive Black Hole in Famous Galaxy

22 mei 2017
Met de Australian SKA Pathfinder-telescoop (ASKAP) is voor het eerst een zogeheten korte radioflits (fast radio burst, FRB) gevonden. Deze mysterieuze flitsen van radiostraling, die hooguit een paar milliseconden duren en afkomstig zijn van extreem grote afstanden in het heelal, komen vele tientallen malen per dag ergens aan de hemel voor, maar tot nu toe zijn er pas ruim twintig gedetecteerd - niemand weet van tevoren waar de volgende flits verschijnt, en vanwege hun korte duur zijn ze moeilijk waarneembaar. ASKAP, in West-Australië, is een in aanbouw zijnd netwerk van 36 onderling gekoppelde radioschotels; momenteel zijn er 12 standaard in gebruik. De ontdekking van FRB170107 (op 7 januari, in het sterrenbeeld Leeuw) werd gedaan met slechts 8 antennes. Die waren daartoe zodanig opgesteld dat ze elk in een net iets andere richting keken, zodat in totaal een gebied aan de hemel in de gaten werd gehouden dat ongeveer duizend maal zo groot is als het schijnbare oppervlak van de volle maan. De Australische astronomen, die hun ontdekking vandaag publiceren in Astrophysical Journal Letters, verwachten dat ASKAP in de nabije toekomst misschien wel een paar korte radioflitsen per week zal kunnen detecteren. De hoop is dat dan ook meer duidelijk zal worden over de herkomst - vermoedelijk gaat het om krachtige uitbarstingen op compacte neutronensterren. (GS)
ASKAP Telescope to Rule Radio-Burst Hun

18 mei 2017
Astronomen hebben voor het eerst een kaart van de grootschalige structuur van het heelal gemaakt die volledig is gebaseerd op de ruimtelijke posities van quasars. Quasars zijn de intens heldere kernen van verre sterrenstelsels, die hun energie ontlenen aan materie-verslindende superzware zwarte gaten. Omdat quasars zo helder zijn, zijn ze tot op kolossale afstanden waarneembaar. Het licht van veel van deze objecten is uitgezonden toen zon en aarde nog niet eens bestonden: meer dan 4,5 miljard jaar geleden dus. Bij het maken van de nieuwe kaart hebben de astronomen gebruik gemaakt van de Sloan Foundation Telescope, een betrekkelijk klein instrument dat staat opgesteld in New Mexico (VS). Met deze telescoop zijn de posities en afstanden van meer dan 147.000 quasars gemeten. Op die manier is de ruimtelijke verdeling van de quasars in kaart gebracht. De resultaten van het nieuwe onderzoek zijn in overeenstemming met het standaardmodel dat kosmologen sinds een jaar of twintig gebruiken. Volgens het standaardmodel volgt het heelal de voorspellingen van Einsteins algemene relativiteitstheorie, al bevat het componenten waarvan we de gevolgen wel kunnen meten, maar waarvan we de oorzaak niet begrijpen: donkere materie en donkere energie. (EE)
Astronomers make the largest map of the Universe yet

16 mei 2017
Zuid-Afrikaanse astronomen hebben nieuwe waarnemingen gepresenteerd die verricht zijn door het MeerKAT-observatorium, een netwerk van inmiddels 32 onderling gekoppelde radioschotels nabij Carnarvon. In de loop van het komende jaar zal deze zogeheten interferometer worden uitgebreid met nog eens 32 schotels; MeerKAT zal in de toekomst deel gaan uitmaken van de nog veel grotere Square Kilometre Array (SKA). Een van de waarnemingen (hier afgebeeld) betreft het spiraalvormige sterrenstelsel M83. In het centrum is het eigenlijke sterrenstelsel te zien; de rode slierten in de wijde omgeving markeren wolken van koud, neutraal waterstofgas. De presentatie van de nieuwe waarnemingen vond plaats in het Iziko-museum in Kaapstad, in aanwezigheid van Naledi Pandor, de Zuid-Afrikaanse minister van wetenschap en technologie, die gisteren de benodigde financiering toezegde voor de voltooing van MeerKAT. Voor de M83-waarnemingen werden zeven 'opnamen' van elk 50 minuten gemaakt. Andere resultaten die gepresenteerd zijn betreffen een ver radiostelsel, stervormingsgebieden in ons eigen Melkwegstelsel, en een sterrenstelsel op 230 miljoen lichtjaar afstand. (GS)
First Array Release 1.5 Images Taken with MeerKAT 32

15 mei 2017
Australische astronomen nodigen iedereen uit om mee te zoeken naar supernova's - exploderende sterren. De 1,3-meter SkyMapper-telescoop op het Australische Siding Spring Observatory legt elke week een gebied aan de hemel vast dat 10.000 keer zo groot is als de volle maan. Door foto's met elkaar te vergelijken die op verschillende tijdstippen gemaakt zijn van hetzelfde deel van de sterrenhemel, is het mogelijk om supernova's te ontdekken in ver verwijderde sterrenstelsels. Via het citizen science-portal Zooniverse kan iedereen nu deelnemen aan die zoektocht. Onderzoek aan supernova's is onder andere van belang voor een beter begrip van de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. (GS)
ANU invites everyone to join the search for exploding stars

11 mei 2017
Astronomen hebben drie zogeheten quasars ontdekt die een raadselachtige eigenschap hebben: ze hebben ongeveer een miljard keer zoveel massa als onze zon. En deze kolossale hoeveelheid materie lijken deze 13 miljard lichtjaar verre objecten in recordtempo te hebben verzameld (Astrophysical Journal, 2 mei). In het hart van elk volwaardig sterrenstelsel schuilt een superzwaar zwart gat. Hoe deze zwarte gaten zijn ontstaan en hoe ze massa’s van miljoenen of zelfs miljarden zonsmassa hebben verkregen, is nog onduidelijk. Wel zijn sommige fasen van deze sterke groei goed waarneembaar: steeds als er een aanzienlijke hoeveelheid materie naar het zwarte gat toe stroomt, zendt deze – eenmaal aangekomen in de directe omgeving van het zwarte gat – kolossale hoeveelheden straling uit. Tijdens deze fase wordt het zwarte gat aangeduid met de term ‘quasar’. De drie verre quasars die astronomen van het Max-Planck-Institut für Astronomie nu hebben ontdekt, lijken te spotten met de scenario’s die voor de groei van superzware zwarte gaten zijn bedacht. Volgens deze scenario’s zouden de quasars, om zoveel massa te verzamelen, minstens honderd miljoen jaar nodig moeten hebben gehad. Maar de waarnemingen wijzen erop dat dit in minder dan 100.000 jaar is gelukt. Dat laatste wordt afgeleid uit de afstand tot waarop elke quasar het hem omringende gas heeft verhit en geïoniseerd. Hoe groter dit gebied, des te langer heeft de quasarfase van het betreffende zwarte gat geduurd. Onduidelijk is nog of de drie jonge en uitzonderlijk zware quasars buitenbeentjes zijn, of dat er in de begintijd van het heelal heel veel van zulke objecten hebben bestaan. Maar nu al is duidelijk dat de bestaande inzichten over deze kosmische kolossen veel te wensen overlaten. (EE)
Discovery in the early universe poses black hole growth puzzle

9 mei 2017
Wanneer twee sterrenstelsels met elkaar botsen en versmelten, zullen hun centrale zwarte gaten ook samensmelten. Het resulterende superzware zwarte gat wordt tijdens en relatief kort na die versmelting aan het zicht onttrokken door een gigantische hoeveelheid omringend gas en stof. Dat blijkt uit nieuwe metingen van de Amerikaanse röntgensatelliet NuSTAR, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. NuSTAR detecteert de extreem energetische harde röntgenstraling van heet gas dat rond het superzware zwarte gat draait alvorens naar binnen te vallen. Voor enkele tientallen sterrenstelsels die het resultaat zijn van recente botsingen, werd die harde röntgenstraling wél ontdekt, maar werd er (met andere röntgensatellieten) geen zachtere röntgenstraling gedetecteerd. Dat wijst erop dat die minder energierijke straling geabsorbeerd wordt door een kolossale verhullende wolk van gas en stof. Het idee is nu dat interstellair gas en stof in de twee botsende sterrenstelsels wordt afgeremd en naar binnen valt, waar het zich ophoopt in een grote wolk rond de samengesmolten zwarte gaten. Dat betekent bovendien dat superzware zwarte gaten de grootste groeispurt doormaken kort nadat ze met soortgenoten zijn versmolten in botsende sterrenstelsels. (GS)  
Merging Galaxies Have Enshrouded Black Holes

4 mei 2017
NASA en ESA hebben de laatste Hubble-opname gepresenteerd die gemaakt is in het kader van ‘Frontier Fields’. Daarmee is een einde gekomen aan dit driejarig onderzoeksprogramma waarbij uiterst ‘diepe’ opnamen zijn gemaakt van zes specifieke hemelgebiedjes. Het gaat daarbij om even zovele verre clusters van sterrenstelsels die via het zogeheten zwaartekrachtlens het licht van nog verder weg staande stelsels versterken. De nu gepresenteerde foto toont de verre cluster Abell 370, waarvan het licht er ongeveer zes miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Met zijn enorme massa buigt deze cluster het licht van verre achtergrondstelsels zodanig af, dat hun beelden vervormd raken tot boogjes van licht. Dankzij dit lenseffect is de Hubble-ruimtetelescoop in staat om sterrenstelsels te ‘zien’ die eigenlijk te ver weg staan om waarneembaar te zijn. Via opnamen als deze kunnen astronomen een kijkje nemen in het vroege heelal. Daarnaast kunnen de beelden worden gebruikt om meer te weten te komen over de verdeling van zowel de normale als de donkere materie in de onderzochte cluster. Uit een analyse van de laatste Frontier Fields-opname blijkt dat Abell 370 in feite twee concentraties van donkere materie vertoont. Dat wijst erop dat de cluster uit twee kleinere clusters bestaat die met elkaar ‘gefuseerd’ zijn. (EE)
The final frontier of the Frontier Fields

3 mei 2017
Met de Europese surveytelescoop VISTA is een indrukwekkend grote infraroodopname gemaakt van de Kleine Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg. Vanwege het rijkelijk aanwezige interstellaire stof in dit sterrenstelsel kunnen normale telescopen geen duidelijk beeld krijgen van wat zich daarbinnen afspeelt. Maar in het infrarood kunnen astronomen door dat stof heen kijken en de miljoenen sterren van het stelsel onderzoeken. De opname is gemaakt in het kader van de VISTA Survey of the Magellanic Clouds (VMC) – een grote verkenning van zowel de Kleine als de Grote Magelhaense Wolk. Deze survey is gericht op het in kaart brengen van de stervormingsgeschiedenis en de ruimtelijke structuren van de beide dwergstelsels. De reuzenfoto telt 43.223 bij 38.236 beeldpunten en is daarmee de grootste infraroodopname die ooit van de Kleine Magelhaense Wolk is gemaakt. Een analyse van het beeldmateriaal heeft onder meer uitgewezen dat de meeste sterren in de Kleine Magelhaense Wolk aanzienlijk korter geleden zijn gevormd dan die in grotere naburige sterrenstelsels. (EE)
Volledig persbericht

2 mei 2017
In de Perseus-cluster van sterrenstelsels is een reusachtige golfstructuur ontdekt, vermoedelijk veroorzaakt door de zwaartekrachtwerking van een kleinere, passerende cluster. De ontdekking wordt beschreven in het juni-nummer van Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De Perseus-cluster bevat vele duizenden sterrenstelsels, heeft een middellijn van ca. 11 miljoen lichtjaar, en bevindt zich op een afstand van 240 miljoen lichtjaar. Net als in andere clusters het geval is, is de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels gevuld met ijl, extreem heet gas, dat energierijke röntgenstraling uitzendt. Op röntgenfoto's van de Perseus-cluster die gemaakt zijn met NASA's Chandra X-ray Observatory is een merkwaardige golfstructuur ontdekt. Computersimulaties laten zien dat de golf goed verklaard kan worden door aan te nemen dat een kleinere cluster een paar miljard jaar geleden op zo'n 650.000 lichtjaar afstand van de Perseus-cluster langs vloog. De kenmerkende golfstructuur ontstaat doordat er snelheidsverschillen bestaan tussen kolossale stromen van heet en koud gas. Zulke Kelvin-Helmholtz-golven komen ook voor in de aardse dampkring en aan het oceaanoppervlak. De golfstructuur in de Perseus-cluster is mogelijk de grootste Kelvin-Helmholtz-golf die ooit is waargenomen. Overigens zijn vergelijkbare structuren ook waargenomen in twee andere clusters: de Centaurus-cluster en Abell 1795. (GS)
Scientists Find Giant Wave Rolling Through the Perseus Galaxy Cluster

28 april 2017
Een internationaal team van astronomen onder Britse leiding heeft een mogelijk zwart gat ontdekt in de bolvormige sterrenhoop NGC 6624. Het zou gaan om een zwart gat van middelbare massa – een categorie waar nog maar weinig voorbeelden van gevonden zijn. De sterrenhoop in kwestie staat op een afstand van ongeveer 26.000 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter. Het bestaan van het zwarte gat wordt afgeleid uit het gedrag van de snel rondtollende neutronenster PSR B1820-30A. Dat gedrag wijst erop dat deze zogeheten pulsar om een (niet waarneembaar) object in het centrum van NGC 6624 draait dat ongeveer 7500 keer zoveel massa heeft als onze zon. Het zou voor het eerst zijn dat er een pulsar is ontdekt die om een zwart gat draait. De pulsar is in 1990 ontdekt met de Lovell-radiotelescoop van Jodrell Bank (VK). Hij produceert korte pulsen radiostraling die op korte tijdschalen weliswaar een grote regelmaat vertonen, maar op langere tijdschalen een periodiek verloop laten zien. Een analyse van gegevens die de afgelopen 25 jaar zijn verzameld laat zien dat dit verloop zich laat verklaren als de pulsar een omloopbaan om een zwart gat volgt. (EE)
Astronomers find black hole in Sagittarius constellation (via Phys.org)

20 april 2017
Een astronomische onderzoeksteam onder Zweedse leiding heeft met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop gekeken naar een supernova-explosie die door een natuurlijk lenseffect viervoudig is afgebeeld. De vier afzonderlijke beelden van de ontploffende ster zullen worden gebruikt om de uitdijingssnelheid van het heelal te meten (Science, 21 april). Het licht van de supernova, die de aanduiding iPTF16geu heeft gekregen, heeft er 4,3 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Onderweg is dat licht afgebogen door het zwaartekrachtsveld van een tussenliggend sterrenstelsel dat bijna half zo ver weg staat. Dit zogeheten zwaartekrachtlenseffect heeft ervoor gezorgd dat er rond dat sterrenstelsel vier afbeeldingen van de ontploffende ster te zien zijn. De waargenomen supernova is van een type dat een voorspelbare intrinsieke helderheid heeft. Dat betekent dat astronomen uit de helderheid van iPTF16geu kunnen afleiden hoe ver deze van ons is verwijderd. Het voor het eerst dat een viervoudig afgebeelde supernova van dit ‘type Ia’ is waargenomen. Momenteel zijn de astronomen bezig om heel nauwkeurig te meten hoe lang het licht van de vier beeldjes van de supernova onderweg is geweest. Dat licht heeft ons immers langs afzonderlijke wegen bereikt en zal dus kleine verschillen in ‘reistijd’ vertonen. Deze verschillen kunnen worden gebruikt om heel nauwkeurig de zogeheten Hubble-constante uit te rekenen – een grootheid die aangeeft hoe snel het heelal uitdijt. (EE)
Hubble observes first multiple images of explosive distance indicator

20 april 2017
Op 24 april a.s. is het 27 jaar geleden dat de Hubble-ruimtetelescoop uit het laadruim van de spaceshuttle Discovery werd gezet. De ruimteagentschappen ESA (Europa) en NASA (VS) vieren dat feit elk jaar met de presentatie van een spectaculaire nieuwe opname. Op de foto van dit jaar staan twee zeer verschillende spiraalstelsels die buren van elkaar zijn: NGC 4302 en NGC 4298. NGC 4302, die we van opzij zien, en NGC 4298 staan beide op een afstand van ongeveer 55 miljoen lichtjaar in het noordelijke sterrenbeeld Haar van Berenice. Het tweetal, dat in 1784 door de Britse astronoom William Herschel is ontdekt, maakt deel uit van de zogeheten Virgo-cluster, een samenscholing van bijna tweeduizend afzonderlijke sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. NGC 4302 is net iets kleiner dan onze eigen Melkweg, NGC 4298 maar half zo groot. De kleinste afstand tussen de beide stelsels bedraagt slechts 7000 lichtjaar. Maar merkwaardig genoeg lijken ze elkaar nauwelijks te verstoren. Naar verwachting zal dit niet de laatste verjaardagsfoto van de Hubble-ruimtetelescoop zijn. Hoewel zijn opvolger – de James Webb-ruimtetelescoop – bijna in de startblokken staat, wordt er nog volop onderzoek gedaan met Hubble. Als er geen groot defect optreedt zal hij nog jaren in bedrijf kunnen blijven. (EE)
Hubble Celebrates 27 Years With Two Close Friends

12 april 2017
Astronomen van de universiteit van Waterloo (Canada) hebben de eerste compositiefoto gemaakt van de ‘brug’ van donkere materie die sterrenstelsels met elkaar verbindt. De foto bevestigt de voorspelling dat de sterrenstelsels in ons heelal met elkaar verbonden zijn door een kosmisch ‘web’ van donkere materie (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 april). Donkere materie is een mysterieuze substantie die ongeveer een kwart van de totale hoeveelheid energie en materie in ons heelal voor zijn rekening neemt. Deze substantie straalt geen licht uit en absorbeert of weerkaatst ook geen licht. Zij verraadt haar bestaan alleen door de aantrekkingskracht die zij op haar omgeving uitoefent. Het is die zwaartekracht die de Britse onderzoekers in staat heeft gesteld om het bestaan van bruggen van donkere materie aan te tonen. De kracht zorgt ervoor dat de afbeeldingen van verder weg staande sterrenstelsels enigszins vervormd raken. Omdat het beeld-vervormende effect van één enkele donkeremateriebrug heel gering is, zijn voor het nieuwe onderzoek opnamen van meer dan 23.000 paren sterrenstelsels op 4,5 miljard lichtjaar bij elkaar opgeteld. Door middel van een statistische analyse laten de onderzoekers zien dat dergelijke bruggen het sterkst zijn tussen stelsels die minder dan 40 miljoen lichtjaar van elkaar verwijderd zijn. (EE)
Waterloo researchers capture first “image” of a dark matter web that connects galaxies

11 april 2017
Astronomen hebben de helderheid van het heelal gemeten. Anders gezegd: ze hebben de helderheid bepaald van de zogeheten 'optische achtergrond' - de gezamenlijke zichtbare straling van alle sterren en sterrenstelsels in het heelal. De metingen zijn uitgevoerd met de LORRI-camera aan boord van de Amerikaanse ruitmesonde New Horizons, die in 2015 op kleine afstand langs de verre dwergplaneet Pluto vloog. Metingen van de optische achtergrond vanuit de binnendelen van het zonnestelsel zijn moeilijk, omdat ze verstoord worden door lichtverstrooiing aan microscopisch kleine stofdeeltjes. In de buitendelen van het zonnestelsel komt enorm veel minder stof voor, waardoor de metingen veel 'schoner' zijn. Uit de waarnemingen blijkt dat de gemeten helderheid van de optische achtergrond in goede overeenstemming is met de verwachtingen op basis van het aantal sterrenstelsels op grote afstanden in het heelal. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications. (GS)
RIT scientist measures brightness of the universe with NASA’s New Horizons spacecraft

11 april 2017
Een relatief dichtbij gelegen actief melkwegstelsel heeft flarden van processen in zijn binnenste kern laten zien. Die flarden geven astronomen nieuwe hints over wat er gebeurt bij superzware zwarte gaten, die behoren tot de meest exotische en tegelijk fundamentele objecten in het universum. Mogelijk betekenen de waarnemingen zelfs dat de onderzoekers materie zagen, die direct naar het zwarte gat viel. De kern van NGC 2617, een zogenoemde Active Galaxy Nucleus (AGN) in een melkwegstelsel op 200 miljoen lichtjaar van de aarde, trok de aandacht van Margherita Giustini van SRON, Netherlands Institute for Space Research en haar mede-onderzoekers. De kern veranderde namelijk van een relatief rustige AGN in een behoorlijk felle. Waarnemingen van NGC 2617 met de telescoop Integral voor gammastralen en vooral met röntgentelescoop XMM-Newton, lieten iets zien wat nog niet vaak is waargenomen dicht bij superzware zwarte gaten: het signaal van materie die z’n energie verliest. Bij het analyseren van de spectroscopische data uit de telescopen stelden Giustini en haar collega’s vast dat de samenstelling van de materie hoofdzakelijk ijzer betrof. Ze presenteerden drie natuurkundige scenario’s die het waargenomen signaal konden verklaren. Een mogelijkheid is dat aanvankelijk weggeblazen materie terug word getrokken door de sterke zwaartekracht van het superzware zwarte gat. Een andere mogelijkheid is dat het sterke zwaartekrachtsveld het signaal verstoort omdat de materie zo dicht bij het zwarte gat zelf is. En als laatste mogelijkheid hebben we misschien voor het eerst waargenomen dat materie direct naar de waarneemhorizon van het actieve zwarte gat is gevallen vanaf de accretieschijf, de omringende schijf met stof. Dit laatste scenario is iets anders, met ook een wezenlijk andere 'vingerafdruk' in het waargenomen signaal,dan zogeheten 'tidal disruption events' waarbij een inactief zwart gat wakker wordt om een voorbijganger uit elkaar te trekken en te verslinden. Dat was namelijk wel al eerder waargenomen. In elk geval hebben Giustini en haar collega’s naar dat gedeelte van de schijf met materie rond het zwarte gat gekeken, dat het dichtste bij het zwarte gat zelf zit. En misschien dus zelfs wel naar materie die er vanaf de zogeheten accretieschijf in viel: een voor astronomen spannende en veelbelovende waarneming om meer te weten te komen over hoe de natuurkundige wetten luiden, zo dicht in de buurt van zo’n een extreem kosmisch object. Gevestigd in het centrum van melkwegstelsels, blijken superzware zwarte gaten grote invloed te hebben op de eigenschappen van het melkwegstelsel waar ze in vertoeven, wat astronomen erg fascineert. Er moet een complexe diepgaande kosmische interactie zijn tussen melkwegstelsels en hun centrale superzware zwarte gat. De studie van zwarte gaten helpt astronomen dan ook het ontstaan en de evolutie van de kosmische structuren als geheel beter te begrijpen.
Origineel persbericht

5 april 2017
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie de Leidse astronomen Corentin Schreiber en Ivo Labbé, heeft een reusachtig sterrenstelsel ontdekt uit de tijd dat het heelal pas 1,6 miljard jaar jong was. Het stelsel moet kort na de oerknal extreem snel gegroeid zijn, wat ingaat tegen alle heersende theorieën. De onderzoekers publiceren hun bevindingen donderdag in Nature. "Het reuzenstelsel is te vergelijken met een baby van honderd kilo met een baard", zegt co-auteur Ivo Labbé (Universiteit Leiden). "Het stelsel is zwaarder dan onze Melkweg en stopte met het vormen van nieuwe sterren toen het heelal pas zo'n 1 miljard jaar jong was. Ter vergelijking, onze Melkweg is al meer dan twintig keer zo lang aan het groeien." Enkele jaren geleden kregen Caroline Straatman (nu werkzaam bij het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland) en Labbé het sterrenstelsel in het vizier in afbeeldingen van de ZFOURGE-survey. Het sterrenstelsel, ZF-COSMOS-20115, bleek een bijzonder rode kleur te hebben die mogelijk was veroorzaakt door een ophoping van oude sterren. Om meer bewijs te vinden voor deze bewering waren spectroscopische waarnemingen nodig die de vingerafdruk van oude sterren aantonen. Labbé regelde daarom samen met Karl Glazebrook (Swinburne University, Australië) waarneemtijd op de Keck-telescopen in Hawaï voor januari en februari 2016. Uit de analyse van de waarnemingen blijkt dat er diepe absorptielijnen van waterstofgas te zien zijn. Die lijnen duiden op oude sterren en leveren het bewijs voor de unieke aard van het sterrenstel. Corentin Schreiber (Universiteit Leiden) analyseerde de gegevens: "Het lijkt erop dat het stelsel al 500 miljoen jaar eerder tot rust is gekomen. Dus het moet binnen een miljard jaar na de oerknal zo zijn gegroeid. Dat is echt ongelofelijk." Het is onduidelijk hoe het sterrenstelsel zo snel heeft kunnen groeien. Het stelsel zou dan namelijk om sterren te vormen bijna al het gas in zijn omgeving moeten hebben gebruikt, terwijl de huidige theorieën ervan uitgaan dat sterrenstelsels minder dan tien procent van het gas benutten. De onderzoekers denken dat er nog meer van zulke sterrenstelsels zijn. Die verschuilen zich mogelijk achter stofwolken of zijn te zwak om vanaf de aarde te zien. Met de James Webb-ruimtelescoop, die eind 2018 wordt gelanceerd, en met het ALMA-observatoriumin Chili hopen de onderzoekers in de toekomst meer duidelijkheid te krijgen.
Origineel persbericht

3 april 2017
Snelle radioflitsen zijn één van de grootste mysteries van de moderne sterrenkunde. Na tien jaar onderzoek werd er zelfs nog aan getwijfeld of ze wel echt uit het heelal komen: aardse storingen konden nog niet als bron worden uitgesloten. Manisha Caleb, een promovenda aan de Australian National University, Swinburne University of Technology en het ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics (CAASTRO), heeft nu echt aangetoond dat deze straling uit de ruimte komt.  Snelle radioflitsen werden tien jaar geleden ontdekt met de Parkes radiotelescoop in Australië. Het zijn intense pulsen radiostraling die maar enkele milliseconden duren. Ze lijken afkomstig van zeer grote afstand en zijn miljarden malen helderder dan alles wat we in ons eigen Melkwegstelsel kennen. Er is ook wel eens gesuggereerd dat het signalen zijn van buitenaardse beschavingen.  Conventionele radioschotels hebben moeite om vast te stellen dat dit soort flitsen afkomstig zijn van buiten de dampkring. Dat kan echter wel met de Molonglo-radiotelescoop, 40 km buiten Canberra in Australië. Dit is geen schotel, maar een lange antenne met een zeer grote brandpuntsafstand. De telescoop moest echter wel worden aangepast om dit soort flitsen te kunnen waarnemen. Manisha Caleb was verantwoordelijk voor de ontwikkeling van het computerprogramma nodig om de 1000 TB aan data te doorzoeken, die dagelijks door de telescoop wordt verzameld. Op die manier ontdekte ze drie nieuwe snelle radioflitsen. Van één van die flitsen kon nu worden vastgesteld dat de positie samenvalt met een ver sterrenstelsel. De hoop is nu dat dit in de toekomst met nog veel meer flitsen gaat lukken. (EM) 
Mysterious bursts of energy do come from outer space

3 april 2017
Met NASA’s Chandra röntgensatelliet is een merkwaardige flits gezien in de langbelichtste röntgenopname die ooit is gemaakt. Deze kan zijn veroorzaakt door een soort explosie die al vaker is waargenomen, maar het is goed mogelijk dat het een om een geheel nieuw verschijnsel gaat.  De Chandra-telescoop is bedoeld om röntgenstraling waar te nemen van zeer hete objecten: exploderende sterren, clusters van sterrenstelsels en heet gas rond zwarte gaten. Met Chandra worden ook geregeld opnamen gemaakt van het zogeheten Chandra Deep Field-South (CDF-S): een klein maar zeer goed bestudeerd gebiedje aan de zuidelijke sterrenhemel waarvan we zo steeds meer te weten komen. Gedurende de afgelopen zeventien jaar is er alles bij elkaar al twee en halve maand naar dit gebied gekeken. In oktober 2014 was daar plotseling een felle bron te zien die nog niet eerder was waargenomen. Binnen enkele uren werd de bron minstens duizend keer helderder dan eerst om een dag later al niet meer waarneembaar te zijn. Door zeer veel oude data van de Hubble- en de Spitzer-ruimtetelescopen te verwerken, is uiteindelijk vastgesteld dat de flits afkomstig is van een klein, zwak sterrenstelsel op 10,7 miljard lichtjaar afstand.  Op dit moment zijn er drie mogelijke verklaringen. Twee van deze verklaringen gaan uit van een gammaflits. Dit zijn gebundelde explosies die veroorzaakt worden door de ineenstorting van een zeer zware ster of door het samensmelten van een neutronenster met een andere neutronenster of een zwart gat. Wijst de ‘jet’ van zo’n uitbarsting in onze richting, dan zien we een korte maar zeer felle uitbarsting van gammastraling. En terwijl de jet expandeert zien we ook straling op röntgengolflengtes en nog langere golflengtes. Mogelijk is de CDF-S-flits veroorzaakt door een gammaflits die niet in onze richting wees. Of de gammaflits stond achter het kleine sterrenstelsel, dat de gammastraling blokkeerde. Een derde optie is dat we getuige waren van het opslokken van een witte dwerg door een zwart gat. Geen van deze drie verschijnselen lijkt een perfecte match met de data, maar aan de andere kant weten we nog niet zo heel veel van deze verschijnselen. Het is ook niet uit te sluiten dat we een geheel nieuw type uitbarsting gezien hebben.  Astronomen zijn nu bezig met het doorzoeken van de archieven van Chandra en andere röntgensatellieten in de hoop meer van deze objecten te vinden, die tot nog toe gemist waren. En nog mooier zou zijn om nieuwe waarnemingen te kunnen doen aan soortgelijke objecten. Is het verschijnsel gerelateerd aan het samensmelten van een neutronenster met een andere neutronenster of een zwart gat, dan worden er ook zwaartekrachtgolven opgewekt. Dit object stond te ver weg om met LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) waarneembaar te zijn, maar gebeurt dit een volgende keer dichterbij, dan moet dat zeker mogelijk zijn. (EM)
Mysterious cosmic explosion puzzles astronomers

27 maart 2017
Met de Murchison Widefield Array in West-Australië is de laagfrequente radiostraling in kaart gebracht die afkomstig is uit de halo van het Sculptor-sterrenstelsel (NGC 253). De nieuwe waarnemingen zijn verkregen in het kader van de GLEAM-survey (GaLactic and Extragalactic All-sky MWA) en gepubliceerd in The Astrophysical Journal. NGC 253 is een zogeheten starburst-stelsel, op een relatief kleine afstand van 11,5 miljoen lichtjaar. De hoge stervormingsactiviteit in het stelsel produceert ook gasfonteinen en krachtige sterrenwinden, waardoor NGC 253 wordt omgeven door een ijle halo van heet gas. Die halo is nu voor het eerst waargenomen op laagfrequente radiogolflengten. De straling is o.a. afkomstig van elektronen die langs magnetische veldlijnen bewegen. De metingen zijn verricht met de Murchison Widefield Array (MWA), een groot netwerk van vele honderden eenvoudige dipoolantennes, vergelijkbaar met de LOFAR-telescoop in Drenthe. De MWA is een van de voorlopers van de toekomstige Square Kilometre Array (SKA), het grootste radio-observatorium ter wereld. (GS)
Astronomers Probe Swirling Particles in Halo of Starburst Galaxy

27 maart 2017
Met de Amerikaanse röntgentelescoop NuSTAR is een bijzondere versmelting van twee sterrenstelsels bestudeerd op zeer grote afstand van de aarde. Het gaat om het grote schijfvormige sterrenstelsel Was 29a, dat aan het versmelten is met het kleinere dwergstelsel Was 29b. Het dwergstelsel draiit momenteel rond de kern van het grote stelsel, op een afstand van ca. 26.000 lichtjaar (dezelfde afstand waarop de zon rond de kern van ons eigen Melkwegstelsel beweegt). NuSTAR heeft nu een krachtige bron van röntgenstraling ontdekt die samenvalt met de kern van het dwergstelsel. Uit de waarnemingen leiden astronomen af dat het dwergstelsel een superzwaar zwart gat herbergt dat honderden malen zo zwaar is als wat je zou verwachten voor zo'n klein sterrenstelsel. De energierijke röntgenstraling heeft het gas in de omgeving geïoniseerd, wat zichtbaar is als het roze gebied op de optische foto, die gemaakt is met de Discovery Telescope in Arizona. Het is ongebruikelijk dat het zwarte gat in een klein dwergstelsel vermoedelijk zwaarder en in ieder geval veel actiever is dan het superzware zwarte gat dat zich zo goed als zeker in de kern van het grotere schijfvormige stelsel bevindt. Over een paar honderd miljoen jaar zullen de twee zwarte gaten naar verwachting versmelten tot één reusachtig zwart gat. (GS)
NuSTAR Probes Puzzling Galaxy Merger (origineel [persbericht)

27 maart 2017
Bij waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope is ontdekt dat in de krachtige materiestromen die door superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels worden uitgestoten sterren kunnen ontstaan. Het is voor de eerst dat waarnemingen hebben bevestigd dat in zo’n extreme omgeving stervorming kan optreden. De ontdekking heeft allerlei gevolgen voor ons begrip van de eigenschappen en de evolutie van sterrenstelsels. De resultaten worden in het tijdschrift Nature gepubliceerd. Een team van Europese astronomen, onder Britse leiding, heeft de instrumenten MUSE en X-shooter van de Very Large Telescope (VLT) van de ESO-sterrenwacht op Paranal, in het noorden van Chili, gebruikt om een botsing te onderzoeken die aan de gang is tussen twee sterrenstelsels. De intergalactische botsing, die IRAS F23128-5919 wordt genoemd, speelt zich af op ongeveer 600 miljoen lichtjaar van de aarde. De astronomen hebben de kolossale winden of uitstromen van materie waargenomen die ontstaan in de omgeving van het superzware zwarte gat in het hart van het meest zuidelijke stelsel van de twee. Daarbij hebben zij duidelijke bewijzen gevonden dat daarin sterren worden geboren. Zulke galactische uitstromen worden aangedreven door de enorme hoeveelheid energie die door de turbulente actieve kernen van sterrenstelsels worden geproduceerd. In de kernen van de meeste sterrenstelsels houden zich superzware zwarte gaten schuil, en bij het opslokken van materie verhitten zij het omringende gas zodanig, dat het in de vorm van krachtige, dichte winden het moederstelsel uit wordt geblazen. ‘Astronomen vermoedden al een tijdje dat de omstandigheden in deze uitstromen geschikt konden zijn voor stervorming, maar nog niemand had het zien gebeuren, omdat het zeer moeilijk waarneembaar is,’ aldus teamleider Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge. ‘Onze resultaten zijn opwindend, omdat ze ondubbelzinnig aantonen dat er sterren in deze uitstromen ontstaan.’ Het team stelde zich tot doel om eventuele sterren in de uitstroom, en het gas dat hen omhult, rechtstreeks waar te nemen. Met behulp van twee van de spectroscopische instrumenten van wereldklasse van de VLT – MUSE en X-shooter – konden zij de eigenschappen van het uitgezonden licht heel gedetailleerd onderzoeken en zo de bron ervan bepalen. Van de straling van jonge sterren is bekend dat zij nabije gaswolken op een karakteristieke manier aan het gloeien brengt. De extreme gevoeligheid van X-shooter stelde het team in staat om andere mogelijke oorzaken van deze gloed, zoals schokgolven in het gas of de actieve kern van het sterrenstelsel zelf, uit te sluiten.Vervolgens wist het team een onmiskenbare rechtstreekse detectie te doen van een populatie van jonge sterren in de uitstroom. Vermoed wordt dat deze sterren hooguit enkele tientallen miljoenen jaren oud zijn, en een voorlopige analyse wijst erop dat ze heter en helderder zijn dan sterren die in een minder extreme omgeving, zoals de schijf van een sterrenstelsel, ontstaan. Als verder bewijs hebben de astronomen ook de beweging en snelheid van deze sterren gemeten. Het licht van de meeste sterren in het gebied wijst erop dat zij zich met zeer grote snelheden van het centrum van het sterrenstelsel verwijderen – precies wat je verwacht bij objecten die deel uitmaken van een stroom van snel bewegende materie. Mede-auteur Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, VK) licht toe: ‘De sterren die in de wind nabij het centrum van het stelsel ontstaan, zouden kunnen afremmen en zelfs rechtsomkeert kunnen maken, maar de sterren die zich verderop in de uitstroom vormen worden minder hard afgeremd en zouden uit het stelsel kunnen ontsnappen.’ De ontdekking verschaft nieuwe, spannende informatie die aantal astrofysische vraagstukken kan helpen oplossen, zoals de vraag hoe bepaalde sterrenstelsels hun vorm weten te houden; hoe de intergalactische ruimte verrijkt kan zijn met zware elementen; en zelfs waar de raadselachtige kosmische infrarood-achtergrondstraling vandaan zou kunnen komen.
Origineel persbericht

23 maart 2017
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen een tweetal Melkweg-achtige sterrenstelsels waargenomen waarvan het licht er ruim 12 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. De vroege voorlopers van de huidige spiraalstelsels, waartoe ook onze Melkweg behoort, lijken omgeven te zijn door reusachtige halo’s van waterstofgas die zich tot op vele tienduizenden lichtjaren van het eigenlijke stelsel uitstrekken (Science, 24 maart). Astronomen hebben de twee uiterst zwakke stelsels oorspronkelijk ontdekt door het licht te analyseren van twee quasars – de heldere kernen van actieve sterrenstelsels die nog eens honderden miljoenen lichtjaren verder weg staan. Wanneer dit licht onderweg naar de aarde door een tussenliggend sterrenstelsel heen gaat, laat het in dit stelsel aanwezige gas een spectrale ‘vingerafdruk’ achter. Op die manier kan indirect allerlei informatie worden verkregen over de tussenliggende stelsels, maar rechtstreeks waarneembaar waren ze tot nu toe niet. Hun zwakke gloed ‘verdronk’ in het veel helderdere schijnsel van de achtergrondquasars. Met ALMA is het astronomen nu voor het eerst gelukt om ver-infraroodstraling van de beide stelsels op te vangen. Deze gloed wordt toegeschreven aan actieve, gasrijke stervormingsgebieden. Het merkwaardige is dat de betreffende stervormingsgebieden vanaf de aarde gezien een flink stuk naast de quasars liggen. Bij het ene stelsel bedraagt de onderlinge afstand 137.000 lichtjaar, bij het andere 59.000 lichtjaar. De meest voor de hand liggende verklaring is dat de eerder waargenomen vingerafdrukken in het licht van de verre quasars worden veroorzaakt door een omvangrijke halo van waterstofgas. Het is echter ook denkbaar dat het gaat om gas dat vanuit de omgeving naar de beide sterrenstelsels toe stroomt. De nieuwe ALMA-gegevens laten zien dat de twee jonge sterrenstelsels al roteren, net als de grote spiraalstelsels die we in het huidige heelal waarnemen. Ook blijkt uit de gegevens dat de stelsels productieve ‘sterfabrieken’ zijn: het ene levert ongeveer 100 zonsmassa’s aan sterren per jaar af, het andere ongeveer 25 zonsmassa’s per jaar. (EE)
Milky Way-like Galaxies in Early Universe Embedded in 'Super Halos'

23 maart 2017
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, een superzwaar zwart gat ontdekt dat uit het centrum van het verre sterrenstelsel 3C186 is weggeschoten. Het vermoeden bestaat dat dit is gebeurd onder invloed van zwaartekrachtgolven. Het is voor het eerst dat een superzwaar zwart gat op zo’n grote afstand van het centrum van zijn moederstelsel is aangetroffen. De astronomen schatten dat het zwarte gat een miljard keer zoveel massa heeft als onze zon. Om zo’n kolos uit een sterrenstelsel te ‘schoppen’ is een hoeveelheid energie nodig die overeenkomt met 100 miljoen supernova’s die tegelijk afgaan. De opnamen die Hubble van 3C186 maakte, lieten direct al zien dat er iets bijzonders aan de hand is met het 8 miljard lichtjaar verre stelsel. De beelden laten een heldere quasar zien – een actief zwart gat dat enorm veel energie produceert – maar dat bevindt zich niet in de kern van het bijbehorende sterrenstelsel. Spectroscopisch onderzoek van het gas rond het zwarte gat (dat zelf niet rechtstreeks waarneembaar is) laat zien dat het object zich met een snelheid van 7,5 miljoen kilometer per uur uit de voeten maakt. Het is inmiddels ongeveer 35.000 lichtjaar van het centrum van het sterrenstelsel verwijderd. Hoewel ook andere scenario’s mogelijk zijn, vermoeden de astronomen dat één à twee miljard jaar geleden twee sterrenstelsels – elk met een centraal zwart gat – met elkaar in botsing zijn gekomen. De beide zwarte gaten, van ongelijke massa, spiraalden geleidelijk naar elkaar toe, waarbij ze steeds krachtigere zwaartekrachtgolven opwekten. Toen ze uiteindelijk samensmolten, zou de niet-symmetrische massaverdeling en dito zwaartekrachtgolven erin hebben geresulteerd dat het uiteindelijke zwarte gat uit het centrum van zijn stelsel wegschoot. Een aanzienlijk minder spectaculaire mogelijkheid is dat de heldere quasar helemaal niet bij het stelsel 3C186 hoort, maar daar toevallig precies achter staat. (EE)
Hubble detects supermassive black hole kicked out of galactic core

23 maart 2017
De meest energierijke röntgenstraling van het Andromedastelsel, de meest nabije grote buur van onze Melkweg, is waarschijnlijk afkomstig van een object dat Swift J0042.6+4112 heet. Dat blijkt uit waarnemingen met de NASA-satelliet NuSTAR, die laten zien dat het röntgenspectrum van dit object sterke overeenkomsten vertoont met dat van een pulsar – het sterk magnetische, rondtollende restant van een ontplofte ster. Vermoedelijk maakt de kandidaat-pulsar deel uit van een dubbelstersysteem waarin materie van een stellaire begeleider naar de pulsar stroomt. Daarbij kan de overgedragen materie dermate hoge temperaturen bereiken, dat zij röntgenstraling gaat uitzenden.Doorgaans gingen astronomen ervan uit dat zulke energierijke röntgenstraling afkomstig moet zijn van zwarte gaten die materie opslokken. Maar Swift J0042.6+4112, die aanzienlijk minder massa heeft, is in dit deel van het elektromagnetische spectrum helderder dan alle zwarte gaten in het Andromedastelsel bij elkaar. Zelfs het superzware zwarte gat in de kern van het stelsel is geen sterke bron van hoogenergetische röntgenstraling. (EE)
Andromeda's Bright X-Ray Mystery Solved by NuSTAR

22 maart 2017
Duitse astronomen hebben met de 100-meter radiotelescoop van Effelsberg een aantal clusters van sterrenstelsels onder de loep genomen. Aan de grenzen van deze grote samenscholingen van sterrenstelsels, gas en donkere materie hebben ze buitengewoon gelijkmatige magnetische velden ontdekt die zich over vele miljoenen lichtjaren uitstrekken. Daarmee zijn het de omvangrijkste magnetische velden die tot nu toe in het heelal zijn waargenomen (Astronomy & Astrophysics, 22 maart). Clusters zijn de grootste structuren in het heelal die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Met karakteristieke afmetingen van ongeveer 10 miljoen lichtjaar – honderd keer de middellijn van onze Melkweg – bieden ze plaats aan grote aantallen sterrenstelsels die ingebed zijn door heet gas en magnetische velden. Onderlinge botsingen tussen clusters leiden tot schokgolven die dat hete clustergas en de magnetische velden samendrukken. Daarbij ontstaan boogvormige structuren, ‘relicten’ geheten, die opvallen door de radio- en röntgenstraling die zij uitzenden. Sinds de eerste ontdekking in 1970 zijn bij ongeveer zeventig clusters van zulke relicten opgespoord. De samendrukking van de magnetische velden heeft een ordenend effect op de veldlijnen. Dat heeft ook gevolgen voor de radiostraling van het magnetische veld: dat wordt lineair gepolariseerd. Met de Effelsberg-telescoop is dit polarisatie-effect nu bij vier clusters waargenomen – bij één daarvan voor het eerst. Uit de metingen blijkt dat de magnetische velden, die zich over vijf tot zes miljoen lichtjaar uitstrekken, van vergelijkbare sterkte zijn als die in onze Melkweg. Ook kon worden vastgesteld dat de botsingen waarbij de onderzochte relicten zijn ontstaan zich hebben voltrokken met snelheden van 2000 kilometer per seconde – wat sneller is dan uit eerdere röntgenmetingen was afgeleid. Verder zijn er aanwijzingen gevonden dat de geordende magnetische velden zich tot ver buiten de clusters uitstrekken. (EE)
Giant Magnetic Fields in the Universe

22 maart 2017
Het ontbreken van grote aantallen kleine dwergsterrenstelsels in het heelal is vermoedelijk te wijten aan de energierijke ultraviolette achtergrondstraling in de kosmos. Dat schrijven astronomen in Montly Notices of the Royal Astronomical Society, op basis van spectroscopische waarnemingen die verricht zijn met het MUSE-instrument op de Europese Very Large Telescope in Chili. Volgens de gangbare kosmologische modellen moeten grote sterrenstelsels zoals het Melkwegstelsel omgeven worden door talloze kleine dwergstelseltjes. Daarvan zijn er echter veel minder waargenomen dan voorspeld. Sterrenkundigen van Durham University in het Verenigd Koninkrijk denken nu dat dat komt doordat de vorming van nieuwe sterren in de kleine dwergstelsels al in een vroeg stadium tot stilstand wordt gebracht door de alomtegenwoordige ultraviolette straling in het heelal. Als er te weinig nieuwe sterren ontstaan in de dwergstelsels, blijven ze onzichtbaar voor aardse telescopen. De kosmische UV-achtergrondstraling wordt geproduceerd door hete reuzensterren en superzware zwarte gaten. De energierijke straling verhit het waterstofgas in de kleine sterrenstelsels, waarbij het gas zelf zichtbaar begint te 'fluoresceren' op rode golflengten. Gaswolken met een te hoge temperatuur kunnen minder gemakkelijk ineenstorten tot nieuwe sterren. In grotere sterrenstelsels speelt dat effect een veel kleinere rol. Het fluoresceren van waterstofgas onder invloed van de kosmische UV-achtergrondstraling is waargenomen rond het sterrenstelsel UGC 7321, op 30 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. (GS)
Universe’s ultraviolet background could provide clues about missing galaxies

20 maart 2017
Een uitbarsting van zichtbaar licht en ultraviolette straling in een ver sterrenstelsel, waargenomen in november 2014, is vermoedelijk veroorzaakt doordat langgerekte gasslierten van een uiteengerukte ster met elkaar in botsing kwamen. Dat schrijven Amerikaanse astronomen in Astrophysical Journal Letters, op basis van metingen met NASA's röntgen- en gammakunstmaan Swift. De uitbarsting, die plaatsvond in het centrum van een sterrenstelsel op 290 miljoen lichtjaar afstand, is ASASSN-14li genoemd (naar het telescopennetwerk waarmee hij werd ontdekt). Swift detecteerde ongeveer een maand later ook variabele röntgenstraling uit hetzelfde gebied. Alles lijkt erop te wijzen dat een zonachtige ster te dicht in de buurt is gekomen van het centrale zwarte gat van het sterrenstelsel, dat naar schatting 3 miljoen maal zo zwaar is als de zon. Bij zo'n tidal disruption event wordt de ster uiteengerukt; het gas hoopt zich uiteindelijk op in een afgeplatte en snel roterende 'accretieschijf', die zo heet wordt dat hij röntgenstraling uitzendt. De eerdere uitbarsting van zichtbaar licht en ultraviolette straling is volgens de auteurs waarschijnlijk veroorzaakt doordat het gas van de uiteengerukte ster aanvankelijk een sterk elliptische baan rond het zwarte gat beschreef. Verschillende langgerekte gasslierten kwamen daarbij met elkaar in botsing, wat leidde tot schokvolgen en uitbarstingen van sttraling op optische en ultraviolette golflengten. (GS)
NASA's Swift Mission Maps a Star's 'Death Spiral' into a Black Hole

17 maart 2017
Japanse astronomen die gebruik maken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zijn erin geslaagd om een ‘radiogat’ rond een 4,8 miljard lichtjaar verre cluster van sterrenstelsels in beeld te brengen. Het resultaat is de meest nauwkeurige afbeelding van zo’n gat, dat wordt veroorzaakt door het Soenjajev-Zeldovitsj-effect, die ooit is verkregen. De astronomen gebruikten ALMA om het hete gas in de cluster RX J1347.5-1145 in kaart te brengen. Hoewel dat gas zelf geen radiostraling uitzendt die detecteerbaar is met ALMA, verstrooit het wel de radiostraling van de kosmische achtergrondstraling – een overblijfsel van de oerknal. Hierdoor vertoont de kosmische achtergrondstraling – vanaf de aarde gezien – in en rond deze cluster van sterrenstelsels een lagere intensiteit. Het Soenjajev-Zeldovitsj-effect in RX J1347.5-1145 is al veel vaker waargenomen met radiotelescopen. Daarbij is ontdekt dat het hete gas in de cluster een ongelijkmatige verdeling vertoont, die op röntgengolflengten niet waarneembaar is. De ALMA-waarnemingen, die de verdeling van het gas veel duidelijker en gedetailleerder laten zien, bevestigen de eerdere bevindingen. De discrepantie tussen radio- en röntgenwaarnemingen brengt de astronomen tot de conclusie dat er sprake is van een botsing tussen twee clusters, waarbij een samenballing van zeer heet gas is ontstaan. (EE)
ALMA’s ability to see a “cosmic hole” confirmed

15 maart 2017
Nieuwe waarnemingen met de Europese Very Large Telescope wijzen erop dat tijdens de hoogtijdagen van het ontstaan van sterrenstelsels, 10 miljard jaar geleden, sterrenstelsels voornamelijk uit baryonische oftewel ‘normale’ materie bestonden. Dat is in schril contrast met de huidige sterrenstelsels, waarin de geheimzinnige donkere materie de overhand lijkt te hebben. Dit verrassende resultaat suggereert dat donkere materie in het vroege heelal minder invloedrijk was dan nu (Nature, 16 maart). De materie die wij in het heelal zien bestaat uit helder stralende sterren, gloeiend gas en wolken van stof. Maar de ongrijpbare donkere materie straalt geen licht uit en absorbeert of weerkaatst het ook niet – zij is alleen waarneembaar via de zwaartekracht die zij op haar omgeving uitoefent. De aanwezigheid van donkere materie kan verklaren waarom de buitenste delen van nabije spiraalstelsels sneller draaien dan je zou verwachten als de stelsels volledig uit normale materie zouden bestaan. Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, heeft nu de rotatie gemeten van zes zware, sterren-vormende stelsels in het verre heelal. Daarbij hebben de astronomen een intrigerende ontdekking gedaan: anders dan bij spiraalstelsels in het huidige heelal, lijken de buitenste delen van deze verre stelsels langzamer te draaien dan de delen dichter bij de kern. Genzel wijst daar twee oorzaken voor aan: ‘Allereerst worden de meeste van deze vroege zware sterrenstelsels gedomineerd door normale materie, en speelt donkere materie een veel kleinere rol dan in het lokale heelal. Op de tweede plaats waren de schijven van deze vroege stelsels veel turbulenter dan de spiraalstelsels die we in onze kosmische nabijheid zien.’ De beide effecten lijken sterker tot uiting te komen naarmate astronomen dieper het vroege heelal in kijken – verder naar het verleden dus. Dit wijst erop dat het aanwezige gas zich drie tot vier miljard jaar na de oerknal al op efficiënte wijze had georganiseerd in platte, draaiende schijven, terwijl de omhullende halo’s van donkere materie zich nog over een veel groter volume uitstrekten. Kennelijk deed de donkere materie er miljarden jaren langer over om zich te verdichten, waardoor haar dominante uitwerking pas nu tot uiting komt. Deze verklaring is in overeenstemming met waarnemingen die laten zien dat vroege sterrenstelsels veel gasrijker en compacter waren dan de huidige sterrenstelsels. Modelberekeningen laten zien dat waar de onderzochte stelsels bij elkaar voor ongeveer de helft uit normale materie bestaan, het rotatiegedrag van de verste sterrenstelsels volledig door normale materie wordt gedomineerd. Het nieuwe resultaat zet overigens geen vraagtekens bij de noodzaak van donkere materie als fundamenteel bestanddeel van het heelal. Het wijst er alleen op dat de donkere materie in en rond schijfstelsels vroeger anders was verdeeld dan nu. (EE)
Volledig persbericht

14 maart 2017
Een supernova-achtige explosie die voorjaar 2015 werd waargenomen in het sterrenstelsel NGC 2770 is vermoedelijk een zware uitbarsting geweest van een luminous blue variable (LBV) die op weg is te evolueren tot een zogeheten Wolf Rayet-ster. Dat schrijft een internationaal team van astronomen onder leiding van Christina Thöne van het Instituut voor Astorfysica in Andalusië in Astronomy & Astrophysics. Uit archiefonderzoek blijkt dat de ster in kwestie al minstens sinds 1994 opmerkelijke helderheidsuitbarstingen vertoont. In februari 2015 werd de eerste zware uitbarsting van de ster geklassificeerd als een 'supernova impostor' - een 'fake'-supernova, die de aanduiding SN 2015bh kreeg. Op 16 mei van dat jaar vond een nog veel krachtiger uitbarsting plaats, waarbij ongeveer even veel energie vrijkwam als tijdens een reguliere supernova. Bij een supernova is echter sprake van de volledige destructie van de exploderende ster. Daar is in het geval van SN 2015bh geen sprake van. De explosieve ster is wel zwakker en blauwer geworden. Volgens de onderzoekers gedraagt de ster zich vrijwel hetzelfde als enkele andere lichtsterke blauwe veranderlijke sterren (LBV's); het helderheidsverloop van SN 2015bh - met een extreem zware explosie die 40 tot 80 dagen eerder voorafgegaan wordt door een iets zwakkere uitbarsting - is zelfs vrijwel identiek aan dat van SN 2009ip, een andere 'fake'-supernova. Ook de heldere ster Èta Carinae in ons eigen Melkwegstelsel vertoont vergelijkbaar gedrag, met een zeer krachtige explosie in 1843. De sterrenkundigen vermoeden dat de explosies van LBV-sterren ertoe kunnen bijdragen dat ze in korte tijd evolueren tot zogeheten Wolf Rayet-sterren - de laatste fase in het leven van een extreem zware, hete en heldere ster. (GS)
SN2015bh: the end of a star or an "impostor" supernova?

13 maart 2017
Een internationaal team van theoretici denkt een verklaring gevonden te hebben voor het bestaan van relatief veel superzware zwarte gaten in de jeugd van het heelal. In de afgelopen jaren zijn ca. 25 zwarte gaten ontdekt in de kernen van verre sterrenstelsels die we waarnemen zoals ze er in de eerste 800 miljoen jaar na de oerknal uitzagen. Deze superzware zwarte gaten hebben massa's van ca. één miljard zonsmassa's. Lange tijd was onduidelijk hoe ze in zo'n korte tijd zo sterk gegroeid kunnen zijn. De oplossing, volgens de onderzoekers in Nature Astronomy, ligt in de aanwezigheid van een groot naburig sterrenstelsel dat veel ultraviolette straling produceert. Waterstofmoleculen (H2) in koude gaswolken in het gaststelsel van het zwarte gat (waaruit normaal gesproken veel sterren zouden ontstaan) vallen onder invloed van die energierijke straling uiteen in afzonderlijke waterstofatomen. De stervorming in het gaststelsel komt tot stilstand, en het atomaire waterstofgas wordt door het zwarte gat opgeslokt. Simulaties wijzen uit dat het op die manier mogelijk is om in slechts 100.000 jaar een groot, zwaar zwart gat te doen ontstaan. De astronomen hopen hun theorie in de nabije toekomst te kunnen toetsen aan de hand van gedetailleerdere waarnemingen van de James Webb Space Telescope, die eind 2018 wordt gelanceerd. (GS)
New Study Finds Radiation from Nearby Galaxies Helped Fuel First Monster Black Holes

13 maart 2017
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Andreas Schruba (MPE), heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikt om in te zoomen op stervormingsgebieden in het nabijgelegen sterrenstelsel NGC 6822. De nieuwe ALMA-waarnemingen geven een dermate gedetailleerd beeld van de structuur van sterren-vormende gaswolken, dat het mogelijk is om deze te vergelijken met soortgelijke gebieden in ons eigen Melkwegstelsel. De onderzoekers, onder wie Ewine van Dishoeck van de Sterrewcht Leiden, wijzen erop dat de fysica van de stervorming in lichte, maagdelijke sterrenstelsels – de bouwstenen van grotere stelsels – gelijk is aan die in onze eigen Melkweg. Het onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. Waarnemingen in de Melkweg hebben laten zien dat sterren ontstaan in de dichte kernen van reusachtige gaswolken, waar het gas temperaturen kan bereiken die laag genoeg zijn om de wolk onder invloed van zijn eigen zwaartekracht te doen samentrekken. Dezelfde omstandigheden stimuleren de vorming van moleculen die onmisbaar zijn voor het kunnen opsporen van gas in sterrenstelsels. Tot nu toe was het niet gelukt om afzonderlijke stervormingsgebieden buiten de Melkweg op te sporen. Andere sterrenstelsels zijn veel verder weg, waardoor ze veel kleiner lijken. Daarbij komt nog dat de stelsels die zich het dichtst bij de Melkweg bevinden maar weinig massa hebben en in een traag tempo nieuwe sterren vormen, wat de verrijking van hun gasvoorraad met zware elementen beperkt en de waarnemingen verder bemoeilijkt. Deze maagdelijke omstandigheden resulteren niet alleen in een gebrek aan moleculen, maar mogelijk ook in een omgeving waar zich minder makkelijk koud gas vormt, wat de vorming van sterren veel moeilijker maakt. ALMA heeft deze observationele beperking overwonnen door opnamen te maken die twee ordes van grootte scherper zijn dan doorgaans het geval is. Doelwit was het nabije, lichte sterrenstelsel NGC 6822, een klein sterrenstelsel op een afstand van 1,5 miljoen lichtjaar dat 500 keer zo weinig massa heeft als de Melkweg. De beelden van de stervormingsgebieden laten een overvloed aan kleine, dichte kernen zien, waarbij alleen de meest compacte exemplaren sporen van moleculen vertonen. Deze zijn veel minder omvangrijk dan stervormingsgebieden in onze Melkweg, zoals de Orionwolk. “De uiterlijke verschillen tussen de sterren-vormende gaswolken in NGC 6822 en die in onze Melkweg zijn frappant,” merkt Andreas Schruba, die vanuit het MPE leiding gaf aan het onderzoeksteam, op. “De waargenomen moleculen zijn alleen te vinden in zeer kleine, dichte kernen, wat verklaart waarom ze bij eerdere waarnemingen vaak onopgemerkt bleven.” De hoge spectrale resolutie van ALMA leverde nog een tweede belangrijke ontdekking op. Geheel onverwacht blijken de dichte gaskernen, ondanks de verschillende verdeling van moleculen, dezelfde kinematica te vertonen als structuren van vergelijkbare afmetingen in onze Melkweg. “Uit de breedte van de moleculaire lijnen kunnen we de kinematische eigenschappen van het gas in deze kernen afleiden,” legt coauteur Ewine van Dishoeck uit. “Dat is het sterkste observationele bewijs tot nu toe dat de fysica van het stervormingsproces in deze lichte sterrenstelsels op die in onze Melkweg lijkt.” Deze waarnemingen dragen daarmee in belangrijke mate bij aan een beter begrip van de vorming van sterren in lichte sterrenstelsels, die de bouwstenen zijn van zwaardere sterrenstelsels zoals de Melkweg. Ze kunnen als voorbeeld dienen voor de interpretatie van de minder detailrijke waarnemingen van verder weg staande sterrenstelsels.
Origineel persbericht

8 maart 2017
Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van de ALMA-telescoop in het noorden van Chili, een enorme hoeveelheid gloeiend sterrenstof gedetecteerd in een sterrenstelsel dat we zien op het moment dat het heelal nog maar 600 miljoen jaar oud was. Daarmee is ‘A2744_YD4’ het verste stelsel ooit waarin stof – materiaal dat door een eerdere generatie van sterren is gevormd – is aangetroffen.  Kosmisch stof bestaat voornamelijk uit silicium, koolstof en aluminium, in de vorm van korreltjes die vaak nog geen miljoenste centimeter groot zijn. De chemische elementen in deze korreltjes zijn aangemaakt in het inwendige van sterren en worden na de dood van de sterren over de ruimte verspreid, bijvoorbeeld bij supernova-explosies. Tegenwoordig is zulk stof, dat een sleutelrol speelt bij de vorming van sterren, planeten en complexe moleculen, alom aanwezig. Maar in het vroege heelal – voordat de eerste generaties van sterren uitstierven – was het schaars. De detectie van stof in het vroege heelal levert informatie op over wanneer de eerste supernova’s explodeerden en daarmee ook over de tijd dat de eerste hete sterren het heelal in licht deden baden. De bepaling van het tijdstip waarop deze ‘kosmische dageraad’ plaatsvond is een van de hoofddoelen van de moderne astronomie, en de speurtocht naar vroeg interstellair stof is een van de manieren om dit doel te bereiken. Het onderzoeksteam schat dat A2744_YD4 een hoeveelheid stof bevatte die overeenkomt met 6 miljoen keer de massa van onze zon, en de totale massa van alle sterren in het stelsel bedroeg naar schatting 2 miljard zonsmassa’s. Het team heeft ook gemeten hoe snel A2744_YD4 nieuwe sterren produceerde en is daarbij uitgekomen op een tempo van 20 zonsmassa’s per jaar. (Dat is twintig keer zo snel als ons Melkwegstelsel.)Hieruit leiden de onderzoekers af dat de vorming van nieuwe sterren ongeveer 200 miljoen jaar vóór het moment waarop we het stelsel waarnemen goed op gang is gekomen. (EE)
Volledig persbericht

6 maart 2017
In enkele open sterrenhopen in de Grote Magelhaense Wolk zijn pasgeboren sterren ontdekt. Dat doet vermoeden dat de sterrenhopen meerdere generaties van sterren bevatten. De ontdekking is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Open sterrenhopen zijn verzamelingen van enkele tientallen tot vele duizenden sterren die tegelijkertijd zijn ontstaan en door hun onderlinge zwaartekracht bijeen worden gehouden. Pas na lange tijd valt zo'n sterrenhoop uiteen. Op infraroodopnamen die gemaakt zijn door de ruimtetelescopen Spitzer en Herschel zijn nu echter in totaal 15 pasgeboren sterren ontdekt die veel jonger zijn dan de sterrenhopen waar ze deel van uitmaken. Radiowaarnemingen hebben uitgewezen dat de jonge sterren niet zijn ontstaan uit gas dat in een later stadium in de sterrenhoop terecht is gekomen. In plaats daarvan denken de onderzoekers dat de jonge sterren gevormd zijn uit materiaal dat de ruimte in geblazen is door zware sterren in de sterrenhoop die hun leven al hebben voltooid. In dat geval zou er sprake zijn van tweede-generatiesterren in de sterrenhoop. (GS)
Star Clusters Discovery Could Upset the Astronomical Applecart

1 maart 2017
Ruimtetelescopen van ESA en NASA hebben gedetailleerde waarnemingen gedaan van een ‘wind’ van deeltjes die met bijna een kwart van de lichtsnelheid wegstroomt uit de omgeving van een superzwaar zwart gat in de kern van een sterrenstelsel (Nature, 2 maart). De zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels trekken doorgaans in een vrij gelijkmatig tempo gas uit hun omgeving aan. Maar soms zijn ze te ‘gulzig’ en braken ze een deel van de aangetrokken materie weer met grote snelheid uit. De deeltjeswind die daarbij ontstaat is van grote invloed op de ontwikkeling van het omringende sterrenstelsel, omdat zij het daarin aanwezige gas wegblaast en de vorming van nieuwe sterren tegengaat. Met de ruimtetelescoop XMM-Newton en NuStar hebben wetenschappers recent de uitstroom van gas waargenomen van het actieve sterrenstelsel IRAS 13224–3809. Daarbij is geconstateerd dat de wind die het centrale zwarte gat produceert een snelheid van 71.000 kilometer per seconde kan bereiken. De waarnemingen, die een periode van zeventien dagen bestreken, laten verder zien dat deze wind van uur tot uur sterk kan variëren – niet alleen in snelheid, maar ook in temperatuur. De oorzaak van die temperatuurfluctuaties wordt gezocht bij de veranderlijke röntgenstraling die afkomstig is van de ziedend hete schijf van materie die zich rond het zwarte gat heeft verzameld. (EE)
Rapid changes point to origin of ultra-fast black hole winds

27 februari 2017
In botsende sterrenstelsels worden sterren veel vaker uiteengerukt door de getijdenkrachten van zwarte gaten dan in enkelvoudige stelsels. Dat concluderen Britse astronomen op basis van de ontdekking van zo'n tidal disruption event in een steekproef van slechts 15 botsende stelsels. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy. Vrijwel alle sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat in de kern. Een ster die te dicht in de buurt van zo'n zwart gat komt, kan uiteengerukt worden door de sterke getijdenkrachten, waarna het materiaal van de ster in hte zwarte gat wordt gezogen. Zulke tidal disruption events (TDE's) produceren karakteristieke uitbarstingen van straling. Astrononen gaan er vanuit dat een gemiddeld sterrenstelsel ongeveer eens in de tienduizend tot honderdduizend jaar zo'n TDE vertoont. De Britse astronomen hebben nu onderzoek gedaan aan een kleine steekproef van slechts vijftien botsende sterrenstelsels. Uit archiefwaarnemingen blijkt dat één daarvan, F01004-2237 geheten (op 1,7 miljard lichtjaar afstand van de aarde) in 2010 een TDE vertoonde. Dat doet volgens de astronomen vermoeden dat TDE's in botsende sterrenstelsels veel vaker voorkomen: eens in de paar eeuw. De vermoedelijke oorzaak: in de nasleep van de botsing en de versmelting van twee sterrenstelsels ontstaan er in de directe omgeving van het eveneens versmolten superzware zwarte gat grote aantallen nieuwe sterren, waardoor er ook veel meer sterren in de 'gevarenzone' terecht komen. (GS)
Stars Regularly Ripped Apart by Black Holes

24 februari 2017
Dertig jaar geleden, op 23 februari 1987, ontdekten sterrenkundigen een 'nieuwe ster' in de Grote Magelhaense Wolk, een relatief kleine begeleider van ons eigen Melkwegstelsel op 167.000 lichtjaar afstand. Supernova 1987A, zoals de explosie is genoemd, was tijdens het maximum ongeveer honderd miljoen maal zo helder als de zon. In de afgelopen drie decennia is de supernova uitgebreid bestudeerd, op alle mogelijke golflengten. Ter gelegenheid van de dertigste verjaardag zijn nieuwe foto's, filmpjes en 3D-modellen gepresenteerd van de sterexplosie. De exploderende ster had ca. 20.000 jaar vóór de fatale ontploffing al een ring van gas uitgestoten, die op het moment van de supernova een middellijn van ongeveer één lichtjaar had. Die gasring werd tot gloeien gebracht door de uitbarsting van energierijke straling van de sterexplosie. Materiaal van de geëxplodeerde ster werd met snelheden van 30 miljoen kilometer per uur de ruimte in geslingerd in een uitdijende wolk die inmiddels ongeveer een half lichtjaar in middellijn is. Een eerste schokgolf in de ijle interstellaire materie kwam rond de eeuwwisseling in botsing met de gasring, waardoor die ook röntgenstraling begin uit te zenden. De röntgenhelderheid is inmiddels aan het afnemen, wat erop wijst dat de schokgolf wel volledig gepasseerd is. Sinds 2012 is Supernova 1987A ook bestudeerd met de 66 schotelantennes van het ALMA-observatorium. ALMA heeft vooral onderzoek gedaan aan de stofdeeltjes die in de nasleep van de explosie zijn gevormd. Supernova's zoals SN1987A hebben in de kosmische geschiedenis het grootste deel van al het stof in het heelal geproduceerd. (GS)
The Dawn of a New Era for Supernova 1987A

23 februari 2017
In het hart van een kolossale ‘cluster-in-aanbouw’ – een samenscholing van verre, jonge sterrenstelsels – is een reusachtige wolk van gloeiend gas ontdekt. De structuur lijkt deel uit te maken van het kosmische web van filamenten dat sterrenstelsels met elkaar verbindt. Maar wat de gaswolk ‘MAMMOTH-1’ doet oplichten is onduidelijk: er is geen voor de hand liggende lichtbron in de buurt. De gaswolk behoort tot de ‘enorme Lyman-alfa-nevels’ (ELAN’s), een categorie van objecten waar nog maar een handjevol van is waargenomen. ELAN’s zijn grote gaswolken in de intergalactische ruimte – de ruimte tussen de sterrenstelsels dus. (Lyman-alfa is een karakteristiek soort straling die wordt uitgezonden door waterstofgas.)Eerder ontdekte ELAN’s worden ogenschijnlijk tot lichten gebracht door de intense straling van quasars – de heldere kernen van actieve sterrenstelsels. Maar wat de oorzaak is van de gloed van het pas ontdekte exemplaar is een raadsel. Er lijkt geen quasar in de buurt te zijn, maar mogelijk gaat deze schuil achter dichte wolken van stof. De protocluster waar MAMMOTH-1 deel van uitmaakt, bestaat uit duizenden sterrenstelsels die zijn verspreid over een gebied dat ongeveer 50 miljoen lichtjaar groot is. Het kosmische gezelschap is ongeveer 10 miljard lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
Vast luminous nebula poses a cosmic mystery

21 februari 2017
Net als de kern van ons eigen Melkwegstelsel blijkt ook het centrum van het naburige Andromedastelsel een bron van hoogenergetische gammastraling te zijn. Dat is ontdekt door de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Gammastraling kan op allerlei manieren ontstaan, bijvoorbeeld wanneer hoogenergetische elektrisch geladen deeltjes (kosmische straling) in wisselwerking treden met interstellair gas of met sterlicht. De gammastraling in het Andromedastelsel - op 2,5 miljoen lichtjaar afstand van het Melkwegstelsel - is echter voornamelijk afkomstig uit het kerngebied, en ontstaat dan ook vermoedelijk op een andere manier. Eerder ontdekte Fermi dat ook de kern van ons eigen Melkwegstelsel veel gammastraling produceert. Vermoedelijk gaat het in beide gevallen om hetzelfde verschijnsel. Er is echter nog geen zekerheid over de bron van de gammastraling. Volgens sommige natuurkundigen zou het straling kunnen zijn die ontstaat wanneer donkere-materiedeeltjes met elkaar botsen en elkaar annihileren. Het is echter ook denkbaar dat de waargenomen diffuse gammastraling eigenlijk afkomstig is van een groot aantal discrete bronnen, zoals snel roterende pulsars met een sterk magnetisch veld. (GS)
NASA's Fermi Finds Possible Dark Matter Ties in Andromeda Galaxy

21 februari 2017
Als je wilt weten in welk tempo er nieuwe sterren worden geboren in een ver sterrenstelsel, hoef je alleen maar de radiostraling van dat stelsel te meten. Die conclusie trekken radioastronomen in een artikel in The Astrophysical Journal, op basis van een onderzoek aan 52 uiteenlopende sterrenstelsels. Het stervormingstempo in een sterrenstelsel is niet altijd gemakkelijk te achterhalen. Optische straling van pasgeboren sterren kan geabsorbeerd worden door stofwolken; infraroodwaarnemingen worden soms verstoord door andere effecten. Een team onder leiding van Fatemeh Tabatabaei van het Spaanse IAC-instituut op Tenerife heeft nu ontdekt dat de hoeveelheid radiostraling in het frequentiegebied tussen 1 en 10 gigahertz een betrouwbare indicatie is voor het stervormingstempo in een sterrenstelsel. De astronomen gebruikten de 100-meter radiotelescoop in Effelsberg, bij Bonn, om de radiostraling van 52 stelsels op te meten en in kaart te brengen. De stelsels maakten deel uit van de KINGFISH-survey (Key Insights on Nearby Galaxies: a Far-Infrared Survey with Herschel); hun stervormingstempo was goed bekend. Radiostraling wordt niet geabsorbeerd door interstellair gas en stof, en wordt uitgezonden door stervormingsgebieden, zware protosterren, en supernovaresten. Al met al blijkt de hoeveelheid radiostraling van een stelsel een nauwkeurige indicatie te vormen van de stervormingsactiviteit. (GS)
Tune your radio: galaxies sing while forming stars

21 februari 2017
Met de Europese röntgenruimtetelescoop XMM-Newton is een verre pulsar ontdekt die ongeveer duizend maal zoveel energie produceert als tot nu toe voor mogelijk werd gehouden. De ultra-lichtsterke röntgenbron bevindt zich in het sterrenstelsel NGC 5907, op een afstand van ca. 50 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Draak. Daarmee is het bovendien de verste pulsar die ooit is ontdekt. Röntgenstraling wordt geproduceerd wanneer gas op een compact object valt en daarbij sterk wordt verhit. Hoe zwaarder het compacte object (een neutronenster of een zwart gat), hoe meer röntgenstraling er wordt gegenereerd. Ultra-lichtsterke röntgenbronnen zijn dan ook meestal geassocieerd met zware zwarte gaten. In het geval van NGC 5907 X-1 is nu echter ontdekt dat het om een pulsar moet gaan - een snel roterende neutronenster, die maximaal een paar keer zo zwaar kan zijn als de zon. Er zijn namelijk duidelijk pulsen van röntgenstraling ontdekt, die karakteristiek zijn voor dit soort objecten. Op theoretische gronden is altijd aangenomen dat neutronensterren een maximale röntgenhelderheid kunnen bereiken waarbij in één seconde ongeveer evenveel energie wordt uitgestraald als de zon produceert in één dag. NGC 5907 X-1 produceert in één seconde echter evenveel energie als de zon in 3,5 jaar. De pulsar werd ontdekt door een gedetailleerde analyse van bestaande röntgenwaarnemingen van XMM-Newton en van de Amerikaanse ruimtetelescoop NuSTAR. De rotatietijd van de snel rondtollende neutronenster is in elf jaar tijd afgenomen van 1,43 seconde in 2003 tot 1,13 seconde in 2014 - ook die versnellende rotatie wijst erop dat er enorme hoeveelheden materiaal op het oppervlak van de ster neerdalen. In een artikel dat deze week in Science verschijnt opperen de onderzoekers dat de pulsar een heel complex magnetisch veld moet hebben. Alleen dan is het in principe mogelijk dat er zulke grote hoeveelheden gas op het oppervlak terechtkomen. (GS)
The brightest, furthest pulsar in the Universe

14 februari 2017
Het lijkt een vroege aprilgrap, maar mobiele telefoons zouden wel eens een rol kunnen gaan spelen bij de ontraadseling van de zogeheten snelle radioflitsen – korte stoten radiostraling uit het verre heelal waar nog geen goede verklaring voor is. Alle snelle radioflitsen die tot nu toe zijn geregistreerd – het zijn er slechts enkele tientallen – speelden zich af buiten ons Melkwegstelsel. Ze zijn opgepikt met enkele van de grootste radiotelescopen op aarde. Er is echter geen enkele reden om aan te nemen dat de Melkweg gevrijwaard blijft van deze uitbarstingen van radiostraling. En als er dan eentje in onze eigen kosmische achtertuin optreedt, zou deze wel eens zo krachtig kunnen zijn dat hij door een mondiaal netwerk van mobieltjes kan worden ‘gehoord’. De frequenties waarop snelle radioflitsen hoorbaar zijn, liggen namelijk dicht bij de frequenties die worden gebruikt voor mobiele telefonie, wifi en vergelijkbare toepassingen. Twee astronomen van de universiteit van Tel-Aviv (Israël) en de Harvard-universiteit (VS) denken dan ook dat het mogelijk moet zijn om een op de achtergrond draaiende app te ontwikkelen die naar mogelijke kosmische radioflitsen luistert. Eventuele registraties kunnen automatisch naar een dataverwerkingscentrum worden doorgestuurd. Het vinden van de snelle radioflits in onze Melkweg zou wel veel geduld kosten. Op basis van de beschikbare gegevens schatten de astronomen dat er maar eens in de 30 tot 1500 jaar zo’n flits in ons sterrenstelsel afgaat. Anderzijds zijn er ook al gevallen ontdekt van objecten die vrij kort na elkaar meerdere radioflitsen produceren. (EE)
Astronomers Propose a Cell Phone Search for Galactic Fast Radio Bursts

8 februari 2017
Astronomen van de universiteit van Texas in Austin hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om zeer zwakke sterrenstelsels in het vroege heelal op te sporen. Met de nieuwe techniek kan de periode rond 1 miljard jaar na de oerknal worden onderzocht, toen de eerste sterrenstelsels het heelal in licht lieten baden. Bij de zoektocht is gebruik gemaakt van de opnamen die de Hubble-ruimtetelescoop heeft gemaakt voor de Frontier Fields-survey. Daarbij zijn een aantal grote clusters van sterrenstelsels onderzocht die met hun grote massa’s het licht van verder weg staande stelsels afbuigen en versterken. Dankzij dat zwaartekrachtlenseffect kunnen astronomen verre sterrenstelsels waarnemen die normaal gesproken onzichtbaar zwak zouden zijn. Het probleem is echter dat de clusters die dit lenseffect veroorzaken het zicht op veel verre achtergrondstelsels benemen. Om dat probleem te omzeilen hebben de astronomen een manier ontwikkeld om de voorgrondstelsels uit de Hubble-opnamen weg te poetsen. Bij deze werkwijze wordt het licht van de voorgrondstelsels gescheiden van het licht van de achtergrondstelsels. Met behulp van de nieuwe methode zijn sterrenstelsels opgespoord die honderd keer zwakker zijn dan de zwakste stelsels die in het befaamde Hubble Ultra Deep Field zijn aangetroffen. De zwakke stelsels zijn bijzonder talrijk en hebben waarschijnlijk een cruciale rol gespeeld bij de reïonisatie – het ‘doorzichtig maken’ – van het heelal. (EE)
Texas Astronomers Find Faintest Early Galaxies Yet

8 februari 2017
De Magelhaense Wolken, twee kleine sterrenstelsels in de naaste omgeving van de Melkweg, lijken verbonden te zijn door een 43.000 lichtjaar lange ’brug’ van sterren. Dat blijkt uit gegevens van de Europese satelliet Gaia, die door een internationaal team van astronomen zijn geanalyseerd (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 8 februari). Bij het onderzoek is gekeken naar een specifiek soort pulserende sterren: zogeheten RR Lyrae-sterren. Deze sterren zijn heel oud en hebben daardoor een ‘primitieve’ chemische samenstelling. Bovendien kunnen uit hun pulseergedrag hun afstanden worden afgeleid. Deze RR-Lyrae-sterren zijn gebruikt om de ware omvang van de Grote Magelhaense Wolk (GWM) te bepalen. Daarbij is vastgesteld dat dit stelsel is omgeven door een uitgestrekte, zwakke halo van sterren. De GMW kan zo’n omvangrijke halo alleen in stand houden als zijn massa beduidend groter is dan tot nu toe werd aangenomen – misschien wel tien procent van de massa van onze Melkweg. Verrassender nog is de ontdekking van een vrij smalle brugachtige structuur die de beide Magelhaense Wolken met elkaar verbindt. Het bestaan van zo’n structuur was al voorspeld, maar hij was nog nooit waargenomen. Vermoed wordt dat de brug voor een belangrijk deel bestaat uit sterren die door de Grote Magelhaense Wolk aan de Kleine Magelhaense Wolk (KMW) zijn onttrokken. De rest zou bestaan uit sterren die door de Melkweg aan de GMW zijn ontfutseld. Computersimulaties geven aan dat veel van de sterren in de brug uit de KMW zijn ontsnapt toen dit stelsel 200 miljoen jaar geleden vrij dicht langs zijn grotere soortgenoot scheerde. (EE)
A bridge of stars connects two dwarf galaxies

6 februari 2017
Een superzwaar zwart gat in de kern van een ver verwijderd sterrenstelsel heeft er meer dan tien jaar over gedaan om een ster volledig te verorberen. Daarbij is de ster uiteengerukt door de sterke getijdenkrachten van de ster. Het sterrengas werd vervolgens het zwarte gat in getrokken, waarbij het zo sterk werd verhit dat het energierijke röntgenstraling uitzond. Zo'n tidal disruption event is wel vaker waargenomen, maar meestal duurt het verschijnsel niet langer dan een jaar. De röntgenstraling die afkomstig is uit de kern van het sterrenstelsel, op 1,8 miljard lichtjaar afstand van de aarde, werd in 2005 voor het eerst gedetecteerd door de Amerikaanse röntgenruimtetelescoop Chandra. Drie jaar later bereikte de röntgenstraling een honderd maal zo hoog niveau. Sindsdien is de intensiteit slechts heel geleidelijk afgenomen, zo blijkt uit waarnemingen van Chandra, de Amerikaanse röntgensatelliet Swift en de Europese kunstmaan XMM-Newton. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. Waarom het uiteenrukken en opslokken van deze ster zo onwaarschijnlijk lang duurt is niet goed bekend. Mogelijk gaat het om een uitzonderlijk zware ster. Het is ook denkbaar dat in andere gevallen een groot deel van de massa van de ster de ruimte in wordt geblazen, terwijl hier de ster volledig is opgeslokt. (GS)
Black Hole Meal Sets Record for Length and Size

31 januari 2017
Met de twee LIGO-detectoren (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) in de Amerikaanse staten Washington en Lousiana zijn in de afgelopen maanden twee nieuwe kandidaatbronnen van zwaartekrachtgolven ontdekt. Dat meldt de LIGO-collaboratie in een reeks van vier Twitterberichten. Op 14 september 2015 registreerde LIGO voor het eerst minieme rimpelingen in de ruimtetijd, veroorzaakt door de versmelting van twee relatief zware zwarte gaten op 1,3 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Ook in oktober en december 2015 werden signalen geregistreerd; de eerste waarnemingscyclus liep tot half januari 2016. Op 30 november begon de tweede waarnemingscyclus, met een hogere detectorgevoeligheid. Kennelijk zijn inmiddels twee mogelijke signalen gedetecteerd. Details zijn nog niet bekendgemaakt. De analyse is nog in volle gang, meldt het team. Later dit voorjaar zal hopelijk ook de Europese Virgo-detector in Italië aan de speurtocht deelnemen; het is dan eenvoudiger om de herkomstrichting van de zwaartekrachtgolven nauwkeurig vast te stellen. (GS)
LIGO

30 januari 2017
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi is energierijke gammastraling gedetecteerd van extreem ver verwijderde 'blazars'. Dat zijn sterrenstelsels met een superzwaar zwart gat in het centrum dat twee tegenovergesteld gerichte bundels van straling en geladen deeltjes de ruimte in blaast, waarvan er één min of meer op de aarde is gericht. De vijf extreem verre en energierijke blazars werden gevonden bij een nieuwe, gedetailleerde analyse van bestaande Fermi-metingen. Ze bevinden zich op afstanden van 11,9 tot 12,4 miljard lichtjaar. Dat betekent dat we straling ontvangen die werd uitgezonden toen het heelal 'slechts' 1,4 tot 1,9 miljard jaar oud was. In twee van de vijf gevallen is afgeleid dat het centrale zwarte gat minstens één miljard maal zo zwaar moet zijn als de zon. Vooralsnog is onduidelijk hoe er zo vroeg in de geschiedenis van het heelal al zulke zwarte gaten kunnen zijn ontstaan. Ook dichter bij huis deed Fermi een bijzondere ontdekking: gammastraling van de zon die indirect afkomstig is van zonnevlammen op de achterzijde. Die 'verborgen' zonnevlammen gingen gepaard met zogeheten coronale massa-ejecties - kolossale uitbarstingen van elektrisch geladen deeltjes. Via magnetische veldlijnen komen sommige van die deeltjes kennelijk op de voorzijde van de zon terecht, waar ze 'inslaan' op het zonsoppervlak en daarbij energierijke gammastraling genereren. De drie 'verborgen' zonnevlammen werden waargenomen in 2013 en 2014; ze zijn overigens wel gezien door de STEREO-ruimtesondes, die de zon van opzij en schuin van achteren bekijken. De nieuwe Fermi-resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de jaarbijeenkomst van de American Physical Society in Washington, D.C., en worden morgen gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
NASA's Fermi Discovers the Most Extreme Blazars Yet

30 januari 2017
Astronomen denken een groot gebied in de ruimte te hebben opgespoord, waar zich bijna geen sterrenstelsels bevinden. Samen met de zwaartekrachtsaantrekking van de zogeheten Shapley-supercluster, lijkt deze leemte bepalend te zijn voor de ruimtelijke beweging van ons Melkwegstelsel (Nature Astronomy, 30 januari). Rekening houdend met de uitdijing van het heelal beweegt de Melkweg met een snelheid van ongeveer 630 kilometer per seconde, ruwweg in de richting van de 700 miljoen lichtjaar verre Shapley-supercluster. Heel verrassend is dat niet: deze kolossale samenscholing van sterrenstelsels oefent immers een grote aantrekkingskracht uit. Een analyse van de bewegingen van sterrenstelsels in onze omgeving, uitgevoerd door astronomen uit Israël, Frankrijk en de VS, laat echter zien dat de Shapley-supercluster niet allesbepalend is voor de snelheden waarmee de Melkweg en zijn naaste buren door de ruimte bewegen. Ergens ver ‘achter’ ons lijkt een gebrek aan aantrekkingskracht te bestaan, die de stroom van sterrenstelsels in de richting van Shapley vergemakkelijkt. Dat geeft de Melkweg en zijn soortgenoten als het ware een duw in de rug. Het is nu de kunst om deze hypothetische extragalactische leegte op te sporen. Eenvoudig zal dat niet zijn: iets wat er wel is (een grote samenscholing van sterrenstelsels) laat zich nu eenmaal gemakkelijker opsporen dan iets was er niet is (een groot tekort aan sterrenstelsels). (EE)
Both push and pull drive our Galaxy’s race through space

24 januari 2017
Vlak voordat hij zijn leven beëindigde in een catastrofale uitbarsting heeft een zware ster in een ver sterrenstelsel in korte tijd één zonsmassa aan gas de ruimte in geblazen. Dat gebeurde enkele tientallen of hooguit enkele honderden jaren vóór de supernova-explosie. Sterrenkundigen hebben nog geen sluitende verklaring voor het merkwaardige gedrag van de ster. In 2014 werd een supernova ontdekt in het sterrenstelsel NGC 7331, op ca. 40 miljoen lichtjaar afstand. De supernova werd aanvankelijk geklassificeerd als Type I (met weinig waterstof). Ongeveer een jaar na de explosie veranderde het licht van de langzaam dovende supernova echter, en bleek uit spectroscopische waarnemingen dat er juist véél waterstof aanwezig was (Type II). Het kameleon-achtige gedrag van de supernova lijkt veroorzaakt te worden doordat de exploderende ster wordt omgeven door een waterstofrijke schil van gas. Nieuwe metingen met de Amerikaanse röntgentelescoop NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) hebben nu uitgewezen dat die gasschil ongeveer één zonsmassa aan materiaal bevat, en hooguit enkele eeuwen vóór de explosie uitgestoten moet zijn. In een artikel in The Astrophysical Journal opperen de NuSTAR-astronomen dat er mogelijk nog wat ontbreekt aan onze kennis van de allerlaatste evolutiestadia van zware sterren, want zo'n groot en snel massaverlies wordt niet door de huidige theorieën voorspeld. Het is ook mogelijk dat de evolutie van de ster op de een of andere manier beïnvloed is geraakt door de aanwezigheid van een begeleider. (GS)
NuSTAR Finds New Clues to 'Chameleon Supernova'

23 januari 2017
Astronomen hebben zeven afgelegen groepjes dwergstelsels ontdekt die uiteindelijk tot evenzovele grotere sterrenstelsels kunnen samensmelten. De dwergstelsels hebben honderd tot duizend keer zo weinig massa hebben als de Melkweg en zijn 200 tot 650 miljoen lichtjaar van ons verwijderd (Nature Astronomy, 23 januari). De ontdekking onderbouwt de hypothese dat grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg zijn gevormd door het samengaan van (talrijke) kleinere stelsels. Berekeningen laten zien dat de nu opgespoorde dwergstelsels, die honderd tot duizend keer zo weinig massa hebben als de Melkweg, zich binnen ongeveer miljard jaar zullen samenvoegen. De dwergstelsels zijn opgespoord in de grote database van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Vervolgonderzoek met de grote Gemini-telescoop op Hawaï heeft uitgewezen dat de stelsels van elk groepje even ver van ons verwijderd zijn. Op die manier is aangetoond dat ze ook werkelijk door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. (EE)
Astronomers find seven dwarf-galaxy groups, the building blocks of massive galaxies

17 januari 2017
Astronomen denken een oplossing gevonden te hebben voor het raadsel van de snelle 'dood' van sommige sterrenstelsels. Normaal gesproken vindt er in een sterrenstelsel gedurende zeer lange tijd stervorming plaats: sterren ontstaan uit het interstellaire gas in het stelsel. In veel stelsels lijkt die stervormingsactiviteit echter tot stilstand te zijn gekomen, of in elk geval fors te zijn 'afgeknepen'. Voor stelsels die deel uitmaken van grote clusters (verzamelingen van duizenden sterrenstelsels) was al bekend dat zij hun interne gasvoorraad kwijt kunnen raken door ram pressure stripping: het gas wordt uit het stelsel weggeveegd door de 'tegenwind' die het ondervindt van de hete, ijle materie in de ruimte tussen de sterrenstelsels - het zogeheten intraclustergas. Op basis van waarnemingen aan 11.000 sterrenstelsels, verricht als onderdeel van de Sloan Digital Sky Survey en de ALFA Survey (Arecibo Legacy FAst survey), komen de astronomen nu tot de conclusie dat datzelfde proces van ram pressure stripping ook een belangrijke rol speelt voor sterrenstelsels die wat geïsoleerder door het leven gaan - stelsels die deel uitmaken van veel kleinere groepen. Deze sterrenstelsels bewegen af en toe door (onzichtbare) halo's van donkere materie, waarin zich ook extreem heet en ijl gas bevindt. Op die manier kunnen ze in een tijdsbestek van slechts enkele tientallen miljoenen jaren een groot deel van hun gasvoorraad verliezen, aldus de astronomen in een publicatie die vandaag verschijnt in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Galaxy Murder Mystery

11 januari 2017
Een team van astronomen onder leiding van Jorryt Matthee van de Universiteit Leiden en David Sobral van de University of Lancaster (VK) heeft ontdekt dat zich rond alle vroege sterrenstelsels gigantische halo’s van zogeheten Lyman-alfafotonen bevinden. Bovendien hebben de astronomen met behulp van een speciale telescoop-afstelling voor het eerst gemeten dat deze Lyman-alfafotonen veel moeite hebben gehad om uit deze sterrenstelsels te ontsnappen. Om meer te weten over de ontstaansgeschiedenis van onze eigen Melkweg kijken astronomen vaak naar verafgelegen sterrenstelsels. Het licht van verre sterrenstelsels doet er miljarden jaren over om ons te bereiken en vormt als het ware een tijdmachine om terug te kijken. Er was tot nu toe echter een groot probleem. De zogeheten Lyman-alfastraling die door verre sterrenstelsels wordt geproduceerd, ontsnapt vaak maar mondjesmaat van de sterrenstelsels. Het was tot nu toe lastig om op basis van de hoeveelheid straling die uiteindelijk op de aarde wordt waargenomen, iets te zeggen over de werkelijke omstandigheden op 11 miljard lichtjaar ter plekke. Daarop hebben de onderzoekers nu een oplossing bedacht. Jorryt Matthee legt uit: ‘Normaal gesproken meten we in het nabije heelal H-alfastraling en in het vroege heelal Lyman-alfa. Het is extreem lastig om beide tegelijk waar te nemen. Maar dat is ons bij een aantal sterrenstelsels wel gelukt. Daardoor konden we de telescopen kalibreren voor Lyman-alfastraling.’ De astronomen keken tientallen nachten met behulp van de Isaac Newton Telescope (INT) op La Palma naar bijna duizend verre sterrenstelsels. Ze gebruikten daarbij de Wide Field Camera, een soort stereobril voor de telescoop. Op de camera hadden de onderzoekers hun op maat gemaakte, gekalibreerde filters gezet. Daardoor konden ze nu wel goed meten hoeveel Lyman-alfastraling er aanwezig was. Wat blijkt? Slechts één tot twee procent van de Lyman-alfastraling ontsnapt uit het centrum van een sterrenstelsel en maximaal tien procent weet het omliggende gebied te verlaten. De zich vormende sterrenstelsels in het verre heelal houden dus een immense halo van Lyman-alfafotonen gevangen die tot nu toe onopgemerkt was gebleken. Een paar maanden geleden zagen sterrenkundigen al halo’s rond quasars.
Oorspronkelijk persbericht

7 januari 2017
In de jeugd van het heelal hadden sterrenstelsels een overwegend groene kleur. Dat concludeert Matt Malkan van de Universiteit van Californië in Los Angeles op basis van metingen aan duizenden van die sterrenstelsels. Het gaat om relatief kleine stelsels die zo ver weg staan dat we ze zien zoals ze er ca. 11 miljard jaar geleden uitzagen - minder dan 3 miljard jaar na de oerknal. Met de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, zijn vele duizenden van die verre sterrenstelseltjes gedetecteerd in het zogeheten Subaru Deep Field. Een groot aantal van die stelsels is door Malkan en zijn collega's vervolgens waargenomen met de UKIRT-infraroodtelescoop (eveneens op Mauna Kea) en met de Amerikaanse ruimtetelescoop Spitzer. Door de zwakke signalen van de afzonderlijke sterrenstelsels bij elkaar op te tellen, ontdekte het team dat er op een infrarood-golflengte van 2 micrometer veel meer straling wordt gedetecteerd dan je zou verwachten. Die straling werd 11 miljard jaar geleden uitgezonden in het groene deel van het zichtbare spectrum - de lichtgolven zijn uitgerekt door de uitdijing van het heelal, waardoor ze als infrarode golven op aarde aankomen. De groene tint van de stelsels is vermoedelijk afkomstig van twee maal geïoniseerde zuurstofatomen. Ook in planetaire nevels is die groene tint zichtbaar. Zuurstofatomen kunnen twee elektronen verliezen (twee maal geïoniseerd raken) wanneer ze beschenen worden door extreem-ultraviolette straling. In planetaire nevels is die straling afkomstig van hete witte dwergen. Maar drie miljard jaar na de oerknal kwamen die in het heelal nog praktisch niet voor - witte dwergen zijn de eindstadia van sterren met een levensduur van miljarden jaren. Malkan en zijn collega's veronderstellen nu dat er in de vroege, jonge sterrenstelsels veel zware, superhete sterren voorkwamen, met oppervlaktetemperaturen van ca. 50.000 graden. Die zouden voldoende extreem-ultraviolette straling produceren om de groene tint van de stelsels te verklaren. Mogelijk konden zulke superhete sterren lang geleden gemakkelijker ontstaan dan nu, omdat het heelal toen nog weinig elementen bevatte die zwaarder zijn dan waterstof en helium. (GS)
The Universe Going Green

7 januari 2017
In de kernen van twee relatief nabijgelegen spiraalvormige sterrenstelsels zijn superzware zwarte gaten ontdekt. Het gaat om IC 3639, op 170 miljoen lichtjaar afstand, en NGC 1448, op slechts 38 miljoen lichtjaar afstand. De zwarte gaten slokken materie uit hun omgeving op. Die materie hoopt zich eerst op in een hete accretieschijf, alvorens in het zwarte gat te verdwijnen. De straling van die accretieschijf wordt in het geval van deze twee sterrenstelsels echter geabsorbeerd door verduisterende stofwolken rond het zwarte gat. De stelsels zijn dan ook niet geklassificeerd als AGN-stelsels (active galacic nucleus). Met de NuSTAR-ruimtetelescoop (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) is nu echter de energierijke röntgenstraling gedetecteerd die afkomstig is uit de directe omgeving van de twee superzware zwarte gaten. Die röntgenstraling heeft weinig tot geen last van absorptie door stof. De ontdekking van de twee nabije kosmische 'monsters' is vandaag gepresenteerd op de 229ste bijeenkomst van de American Astronomical Society. Het vermoeden bestaat dat er nog veel meer van dit soort 'verborgen' actieve kernen in het heelal voorkomen. (GS)
Black Holes Hide in Our Cosmic Backyard

5 januari 2017
Met de Amerikaanse röntgensatelliet is een ongekend ‘diepe’ opname gemaakt van een stukje hemel ongeveer ter grootte van de volle maan: het Chandra Deep Field-South. Voor deze opname heeft Chandra bijna drie maanden lang röntgenfotonen verzameld, waarvan de meeste afkomstig zijn van de hete materie in de naaste omgeving van superzware zwarte gaten in de kernen van verre sterrenstelsels. Uit de Chandra-opname blijkt dat elk stukje hemel ter grootte van de volle maan ongeveer vijfduizend röntgenobjecten telt. Vertaald naar de volledige hemel kom je dan uit op een miljard objecten. Voor ongeveer driekwart zijn dat zwarte gaten met massa’s uiteenlopend van 100.000 tot tien miljard zonsmassa’s. Gas dat naar deze zwarte gaten toe stroomt wordt dermate heet dat het röntgenstraling gaat uitzenden. De nieuwe röntgenfoto stelt astronomen in staat om te onderzoeken hoe superzware zwarte gaten tijdens de eerste een tot twee miljard jaar na de oerknal zijn ‘gegroeid’. Uit een analyse blijkt dat deze ontwikkeling met horten en stoten is gegaan – dus niet door het gelijkmatig opslokken van gas uit de omgeving. Ook zijn er aanwijzingen dat de ‘kiemen’ waaruit de superzware zwarte gaten zijn voortgekomen al massa’s van tienduizend tot honderdduizend zonsmassa’s hadden. Dat kan verklaren waarom deze objecten al vroeg in de geschiedenis nog veel meer materie hebben kunnen verzamelen. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd tijdens de 229ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Texas wordt gehouden. (EE)
Deepest X-Ray Image Ever Reveals Black Hole Treasure Trove

5 januari 2017
Een nieuwe foto, gebaseerd op gegevens van onder meer de röntgensatelliet Chandra, de Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India en de Very Large Array-radiotelescoop in de VS, laat duidelijk zien dat Abell 3411 en Abell 3412, twee grote clusters van sterrenstelsels, met elkaar in botsing zijn. De foto toont hoe heet gas van de ene cluster zich een weg baant door de andere cluster. Hierdoor is een kolossale structuur ontstaan die qua vorm aan een komeet doet denken. Bij de botsing zijn enorme schokgolven ontstaan – het kosmische equivalent van de schokgolven die ontstaan wanneer een straalvliegtuig door de geluidsbarrière gaat. Elders zijn drie verschillende superzware zwarte gaten te zien die deel uitmaken van sterrenstelsels in de samensmeltende clusters. Deze rondtollende zwarte gaten genereren strak opgewonden magnetische velden die als deeltjesversnellers fungeren. Deze deeltjes krijgen nog een extra boost van de schokgolven die bij de botsingen zijn ontstaan. Een analyse laat zien dat de schokgolven die door de cluster trekken honderden miljoenen jaren kunnen standhouden. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd tijdens de 229ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Texas wordt gehouden. (EE)
Astronomers Discover Powerful Cosmic Double Whammy

4 januari 2017
Astronomen hebben de exacte locatie vastgesteld van een zogeheten fast radio burst (FRB). Deze FRB’s zijn snelle radioflitsen met een raadselachtige oorsprong, waarvan nu voor het eerst het gast-sterrenstelsel is geïdentificeerd. Het onderzoeksteam (met astronomen van ASTRON, JIVE, Universiteit van Amsterdam en Universiteit Leiden) heeft het resultaat vandaag gepresenteerd op de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Grapevine, Texas, VS. Het onderzoek is gepubliceerd in drie artikelen in Nature en Astrophysical Journal Letters. Met hun bevindingen hebben de astronomen bewezen dat de repeterende FRB 121102 een extragalactische oorsprong heeft. Zowel de exacte afstand van het gast-sterrenstelsel waar FRB 121102 vandaan komt als de totale energie die de flits produceert is nauwkeurig vastgesteld. FRB’s zijn slechts een fractie van een seconde zichtbaar en waren sinds ze een decennium geleden voor het eerst opdoken een raadsel. De precieze lokalisatie vergde de inzet van de Arecibo-radiotelescoop en een groep samenwerkende radiotelescopen, op grote afstand van elkaar. Met dit zogeheten European VLBI Network (EVN) konden na de aanvankelijke waarneming van de FRB met de Amerikaanse VLA-radiotelescoop, beelden worden gemaakt met een factor tien grotere nauwkeurigheid. Met de Gemini North-telescoop op Hawaï is het spectrum van het gast-sterrenstelsel bepaald en daarmee de roodverschuiving van het licht. De bron blijkt op een afstand van drie miljard lichtjaar te staan. Daarmee is het bewijs geleverd dat de bron zich diep in de extragalactische ruimte bevindt. Mogelijk zijn de snelle radioflitsen afkomstig van het ineengestorte overblijfsel van een zware ster (een neutronenster). Een alternatieve hypothese is dat FRB’s worden gegenereerd in de nabijheid van een zwart gat dat gas uit zijn omgeving opslokt. Om hier uitsluitsel over te krijgen is meer onderzoek nodig met de beste radio-, optische, röntgen- en gammatelescopen die voorhanden zijn.
Volledig persbericht

4 januari 2017
Astronomen van de universiteit van Minnesota hebben ontdekt dat het onbeduidende sterrenstelsel PGC 1000714, 359 miljoen lichtjaar van ons vandaan, een bijzonder kenmerk heeft. Net als het vergelijkbare sterrenstelsel PGC 54559, alias ’Hoag’s Object’, is het omgeven door een ring van sterren. Maar in dit geval blijkt die ring uit twee sterpopulaties van verschillende leeftijden te bestaan. Minder dan een op de duizend sterrenstelsels is van het Hoag-type. Zulke stelsels bestaan uit een ronde kern met een wijde ring van sterren daaromheen. Het gebied daartussen is zo goed als leeg. Uit nieuwe opnamen blijkt dat het buitenste gedeelte van de ring van PGC 1000714 bestaat uit sterren die ruwweg 130 miljoen jaar oud zijn. Daarbinnen bevindt zich echter een tweede, veel vagere ring van sterren die aanzienlijk ouder zijn. Aangenomen wordt dat de ringen die zulke stelsels vertonen, zijn ontstaan uit gas waar een schokgolf doorheen is gegaan. Maar wat ook de oorzaak van die schokgolf is geweest, in het geval van PGC 1000714 lijkt de geschiedenis zich te hebben herhaald. Volgens de onderzoekers zou de buitenring het restant kunnen zijn van een klein, gasrijk sterrenstelsel dat is opgeslokt. Over het ontstaan van de binnenring bestaat nog veel (meer) onduidelijkheid. (EE)
Researchers get first look at new, extremely rare galaxy

20 december 2016
De meeste sterren die nu in het heelal voorkomen, ontstonden miljarden jaren geleden. De kosmische geboortepiek van nieuwe sterren lag zo'n 10 miljard jaar in het verleden, toen het heelal nog maar een paar miljard jaar oud was. Dankzij gevoelige waarnemingen van de Amerikaanse Very Large Array radiotelescoop (VLA) en het internationale ALMA-observatorium zijn de geboorteplaatsen van die sterren nu in kaart gebracht. Ook nu nog bestaan er sterrenstelsels die een hoge stervormingsactiviteit vertonen. In zulke starburst-stelsels vindt de geboorte van nieuwe sterren vooral in relatief kleine, gelokaliseerde gebiedjes plaats. Dat blijkt tien miljard jaar geleden echter niet het geval te zijn geweest. Uit de VLA-waarnemingen - de gevoeligste die ooit zijn uitgevoerd - blijkt dat er indertijd vrijwel overal in de betreffende stelsels een hoge stervormingsactiviteit plaatsvond. De waarnemingen zijn verricht aan extreem ver verwijderde sterrenstelsels in het zogeheten Hubble Ultra Deep Field. Met de Hubble Space Telescope zijn in dit gebiedje aan de hemel veel zwakke, verre sterrenstelseltjes ontdekt, die grote hoeveelheden stof bevatten. Op de Hubble-foto's is dan ook niet te zien waar de meeste stervorming plaatsvindt in deze stelsels, die als gevolg van hun grote afstand waargenomen worden zoals ze er vele miljarden jaren geleden uitzagen. Met de VLA zijn de gebieden van actieve stervorming in de verre stelsels nu voor het eerst wél in kaart gebracht - radiostraling dringt gemakkelijk door stof heen. Het ALMA-observatorium bracht bovendien de verdeling van koud moleculair gas in de verre stelsels aan het licht. De nieuwe resultaten zijn beschreven in een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
VLA, ALMA Team Up to Give First Look at Birthplaces of Most Current Stars

19 december 2016
De diffuse achtergrond van energetische gammastraling die overal aan de sterrenhemel wordt waargenomen, kent vermoedelijk twee verschillende soorten bronnen. Dat blijkt uit een analyse van zes jaar waarnemingsgegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi, uitgevoerd door een internationaal team onder leiding van Mattia Fornasa van de Universiteit van Amsterdam. De resultaten van de analyse zijn vandaag gepubliceerd in Physical Review D. De meeste gammastraling die door Fermi wordt opgevangen is afkomstig uit ons eigen Melkwegstelsel (de heldere horizontale band in de hierboven afgebeelde hemelkaart). Daarnaast heeft Fermi echter ook ruim 3000 extragalactische bronnen van gammastraling ontdekt - voornamelijk blazars (energierijke kernen van sterrenstelsels). Tot slot is er sprake van een diffuse gamma-achtergrond. Uit onderzoek aan de kleine fluctuaties in die gamma-achtergrond concluderen Fornasa en zijn collega's dat er sprake is van twee typen bronnen. De hoogenergetische gamma-achtergrond bestaat vermoedelijk uit een groot aantal ver verwijderde blazars die niet afzonderlijk waarneembaar zijn. Voor de minder energetische achtergrondstraling (met energieën minder dan 1 giga-elektronvolt) is echter nog geen goede verklaring gevonden. Overigens is in de Fermi-metingen geen enkele aanwijzing gevonden voor gammastraling die zou ontstaan bij de botsing en wederzijdse annihilatie van donkere-materiedeeltjes in het heelal. (GS)
Fluctuations in extragalactic gamma rays reveal two source classes but no dark matter

19 december 2016
Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili zijn grote hoeveelheden koolmonoxide ontdekt in ver verwijderde, jeugdige sterrenstelsels. Koolmonoxide wordt gezien als een goede 'tracer' van koud moleculair gas (voornamelijk moleculair waterstof). De nieuwe resultaten, die in januari gepubliceerd worden in Nature Astronomy, bevestigen de theorie dat de kleine, chaotische voorlopers van sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel veel gas bevatten, waardoor ze een enorm hoge stervormingsactiviteit vertonen. Een team van astronomen onder leiding van Casey Papovich van Texas A&M University kwam anderhalf jaar geleden al met aanwijzingen voor grote stervormingsactiviteit in dit soort jonge stelsels. De nieuwe ALMA-waarnemingen vormen een overtuigende bevestiging van de theorie. De metingen zijn verricht aan relatief kleine en vaak enigszins vormeloze sterrenstelseltjes op afstanden in de orde van 9 miljard lichtjaar, waar astronomen terugkijken naar een periode waarin de vorming van grote, statige spiraalstelsels nog in gang was. Volgens de astronomen ligt het tempo van stervorming in de verre stelsels enkele tientallen malen hoger dan in ons eigen Melkwegstelsel. Bovendien maakt koud gas een veel groter deel uit van de totale massa van de verre stelsels dan reeds gevormde sterren; in het Melkwegstelsel is dat net andersom. Dit alles doet vermoeden dat sterrenstelsels in de eerste paar miljard jaar van hun bestaan voldoende gas 'verzamelen' voor de latere vorming van grote hoeveelheden sterren. (GS)→ Texas A&M-Led Study Helps Prove Galaxy Evolution Theory

16 december 2016
Astronomen hebben ingezoomd op de dikke stofschijf of torus rond het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel NGC 1068. Uit de waarnemingen blijkt de materie in deze stofschijf klonteriger is dan gedacht. De zwaarste zwarte gaten in het heelal zijn vaak omringd door een dikke, donut-vormige schijf van gas en stof die het zicht op het centrale zwarte gat ontneemt. Waarnemingen met de röntgensatellieten NuSTAR en XMM-Newton hebben nu laten zien dat zelfs de aller dikste torussen niet zo ondoordringbaar zijn als lange tijd werd aangenomen. NuSTAR en XMM-Newton hebben het superzware zwarte gat in NGC 1068 op twee momenten gezamenlijk waargenomen. Bij een van die gelegenheden, in augustus 2014, registreerde NuSTAR een piek in de helderheid van het zwarte gat. NuSTAR kan energierijkere röntgenstraling waarnemen dan XMM-Newton, en die hoogenergetische röntgenstraling heeft minder hinder van stof dan de straling die XMM-Newton registreert. De astronomen denken dat de röntgenpiek is veroorzaakt door een wat dunnere plek in het materiaal rond het zwarte gat. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen hoe die ongelijkmatige verdeling van het materiaal tot stand komt. Mogelijk is deze het gevolg van turbulenties die worden veroorzaakt door het zwarte gat zelf of door jonge sterren in de naaste omgeving. Een andere mogelijkheid is dat de torus op onregelmatige tijden wordt aangevuld met materiaal van buitenaf. (EE)
NuSTAR Finds Cosmic Clumpy Doughnut Around Black Hole

12 december 2016
Sterrenkundigen hebben een alternatieve verklaring gevonden voor de hoge stervormingsactiviteit van sommige lichtgewicht-sterrenstelsels. Algemeen wordt aangenomen dat die veroorzaakt wordt door voorafgaande botsingen en versmeltingen van kleinere stelseltjes, maar volgens astronomen van de International School for Advanced Studies (SISSA) in Triëst moet de oorzaak gezocht worden in de relatieve jeugdigheid van de stelsels, en de nog onvoltooide groei van het centrale zwarte gat. Voor verreweg de meeste sterrenstelsels geldt dat het tempo waarin nieuwe sterren ontstaan hoger is naarmate het stelsel zelf meer sterren bevat en dus zwaarder is. Er zijn echter uitzonderingen op die regel gevonden: lichtgewicht-sterrenstelsels (die dus weinig sterren bevatten) waarin de stervormingsactiviteit toch uitzonderlijk hoog is. Volgens de SISSA-astronomen, die hun ideeën binnenkort publiceren in The Astrophysical Journal, is dat niet het gevolg van botsingen, maar van het prille evolutiestadium waarin het stelsel zich nog bevindt. In zo'n jong sterrenstelsel komen grote hoeveelheden gas voor waaruit in hoog tempo nieuwe sterren ontstaan, maar omdat dat proces nog maar net op gang is gekomen, is het aantal reeds geboren sterren nog vrij klein, waardoor de 'stellaire massa' van het stelsel nog gering is. In een later evolutiestadium neemt ook de massa van het centrale zwarte gat in de kern van het stelsel toe. Vanuit de omgeving van het zwarte gat begint een krachtige wind te waaien, die een groot deel van het gas en stof in het stelsel naar buiten drijft. Daardoor neemt de stervormingsactiviteit af, om uiteindelijk zelfs vrijwel geheel tot stilstand te komen. Waarnemingen aan enkele 'starburst'-stelsels lijken inderdaad te bevestigen dat het vrijwel altijd om jonge objecten gaat. Toekomstige metingen moeten aanvullende ondersteuning bieden voor het nieuwe scenario. (GS)
Young, Thin & Hyperactive - That's What Outlier Galaxies Look Like

12 december 2016

Een buitengewoon helder punt van licht in het verre heelal, met de aanduiding ASASSN-15lh, werd beschouwd als de helderste supernova-explosie die ooit is waargenomen. Maar nieuwe waarnemingen vanuit diverse sterrenwachten, waaronder ESO, hebben deze interpretatie in twijfel getrokken. Een team van astronomen suggereert nu dat de oorzaak een nog veel extremer en zeldzamer verschijnsel was: een snel ronddraaiend zwart gat dat een passerende ster aan flarden heeft getrokken.
In 2015 detecteerde de All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASASSN) een verschijnsel, ASASSN-15lh genoemd, dat als helderste supernova aller tijden de boeken in ging. Het werd ondergebracht in de categorie van ‘superheldere supernova’ – de explosie van een extreem massarijke ster die aan het einde van zijn leven is gekomen. De explosie was twee keer zo helder als de vorige recordhouder en op zijn hoogtepunt zelfs twintig keer zo helder als al het licht van de hele Melkweg bij elkaar.
Een internationaal team, onder leiding van Giorgos Leloudas van het Weizmann Institute of Science, Israël, en het Dark Cosmology Centre, Denemarken, heeft nu aanvullende waarnemingen gedaan van het verre sterrenstelsel, op ongeveer 4 miljard lichtjaar van de aarde, waarin de explosie plaatsvond. Daarbij zijn de astronomen tot een nieuwe verklaring voor deze uitzonderlijke gebeurtenis gekomen. ‘We hebben de bron in de tien maanden na de gebeurtenis waargenomen en zijn tot de conclusie gekomen dat de verklaring waarschijnlijk niet moet worden gezocht bij een buitengewoon heldere supernova. Onze resultaten wijzen erop dat het verschijnsel is veroorzaakt door een snel rondtollend superzwaar zwart gat dat een lichte ster heeft verwoest,’ legt Leloudas uit. Volgens dit scenario is een zonachtige ster in het centrum van het sterrenstelsel te dicht in de buurt van het daar aanwezige superzware zwarte gat gekomen en door diens extreme gravitationele krachten aan flarden getrokken – een zogeheten tidal disruption event. Bij een gebeurtenis van dit type, waarvan er pas een stuk of tien zijn waargenomen, wordt de ster tot een lange sliert ‘spaghetti’ uit elkaar getrokken. Bij dat proces ontstaan talrijke schokgolven en wordt de naar het zwarte gat toe stromende stermaterie extreem heet. Het gevolg is een intense uitbarsting van licht die op een zeer heldere supernova-explosie lijkt, maar dat niet was, omdat de ster in kwestie niet genoeg massa had om in zijn eentje een supernova-explosie te kunnen veroorzaken. Het team baseert zijn nieuwe conclusies op waarnemingen met een scala aan telescopen, zowel op aarde als in de ruimte, waaronder de Very Large Telescope van de ESO-sterrenwacht op Paranal, de New Technology Telescope van de ESO-sterrenwacht op La Silla en de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA. De waarnemingen met de NTT zijn gedaan in het kader van de Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects (PESSTO). Hoewel het team zegt dat het onwaarschijnlijk is dat het een supernova is geweest, moeten de astronomen ook erkennen dat het verschijnsel ook niet volledig past in het klassieke beeld van een tidal eruption event. Teamlid Nicholas Stone van Columbia University, VS, licht dat toe: ‘Het tidal eruption event zoals wij die voorstellen kan niet worden verklaard met een niet-roterend superzwaar zwart gat. Volgens ons is ASASSN-15lh veroorzaakt door een zeer specifiek soort zwart gat.’ De massa van het moederstelsel impliceert dat het superzware zwarte gat in zijn centrum minstens 100 miljoen keer zoveel massa heeft als de zon. Een zwart gat van deze massa zou normaal gesproken niet in staat moeten zijn om sterren buiten zijn waarnemingshorizon – de grens waarbinnen niets meer in staat is om aan zijn zwaartekrachtsaantrekking te ontsnappen – aan flarden te trekken. Als het zwarte gat echter van het soort is dat snel om zijn as tolt – een zogeheten Kerr-zwart gat – verandert dat de zaak. In dat geval is die beperking niet van toepassing.
‘Zelfs met alle verzamelde gegevens kunnen we niet met 100% zekerheid zeggen dat ASASSN-15lh een tidal eruption event was,’ concludeert Leloudas. ‘Maar het is verreweg de meest waarschijnlijke verklaring.’
Origineel persbericht

12 december 2016
Een team onder leiding van de Leidse astronoom Margot Brouwer heeft voor het eerst de nieuwe theorie van de Amsterdamse theoretisch natuurkundige Erik Verlinde getest door middel van de lenswerking van zwaartekracht. Brouwer heeft de zwaartekracht rond meer dan 33.000 sterrenstelsels gemeten om Verlindes voorspelling te toetsen. Ze concludeert dat Verlindes theorie goed overeenkomt met de waargenomen zwaartekrachtverdeling. De resultaten zijn geaccepteerd voor publicatie in het Britse vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De zwaartekracht van sterrenstelsels kromt de ruimte, waardoor het licht dat door deze ruimte reist wordt afgebogen, net als door een lens. Achtergrond-sterrenstelsels die ver achter een voorgrond-sterrenstelsel (de lens) staan, lijken daardoor iets vervormd. Dit effect kan worden gemeten om zo de verdeling van zwaartekracht rondom een voorgrond-sterrenstelsel te bepalen. Op afstanden tot honderd keer de straal van het sterrenstelsel meten astronomen echter veel meer zwaartekracht dan Einsteins zwaartekrachttheorie kan verklaren. Deze theorie klopt alleen wanneer er onbekende, onzichtbare deeltjes, zogeheten donkere materie, worden toegevoegd. Erik Verlinde claimt nu dat hij met zijn alternatief voor Einsteins theorie niet alleen het mechanisme achter de zwaartekracht verklaart, maar ook de herkomst van deze mysterieuze extra zwaartekracht in en rondom sterrenstelsels, die astronomen momenteel toeschrijven aan donkere materie. Verlindes nieuwe theorie voorspelt hoeveel zwaartekracht er moet zijn, enkel op basis van de massa van de zichtbare materie. Brouwer berekende de door Verlinde voorspelde hoeveelheid zwaartekracht van 33.613 sterrenstelsels, op basis van hun zichtbare massa. Ze vergeleek deze voorspelling met de waarnemingen van de zwaartekrachtverdeling door middel van lenswerking, om zo Verlindes theorie te testen. Haar conclusie is dat Verlindes voorspelling goed overeenkomt met de waargenomen zwaartekrachtverdeling, maar ze benadrukt dat ook donkere materie de extra zwaartekracht kan verklaren. De massa van de donkere materie-wolk is echter een vrije parameter, die aan de waarneming moet worden aangepast. Wat Verlindes theorie onderscheidt is dat hij een directe voorspelling geeft, zonder vrije parameters. Omdat Verlindes nieuwe theorie veel waarnemingen nog níet kan verklaren, is het bestaan van donkere materie zeker niet ontkracht. De theorie is momenteel alleen toepasbaar op geïsoleerde, bolvormige, statische systemen, terwijl het heelal een dynamisch en complex geheel is. Brouwer: “De vraag is nu hoe de theorie zich verder ontwikkelt, en hoe we deze verder kunnen testen. Het resultaat van deze eerste test is in elk geval interessant.” Het onderzoek is gebaseerd op waarnemingen van GAMA- (Galaxy And Mass Assembly) en KiDS- (Kilo-Degree Survey), met wetenschappers uit Nederland (Leiden, Groningen), Duitsland, Schotland, Engeland en Australië. De KiDS-waarnemingen worden uitgevoerd met de Nederlandse camera OmegaCAM op ESO’s VLT Survey Telescope op Cerro Paranal in Noord-Chili.
Origineel persbericht

8 december 2016
Uit waarnemingen met onder meer de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra blijkt dat een recent ontdekt sterrenstelsel een buitengewoon productieve sterrenfabriek is. Het stelsel, dat de aanduiding SPT 0346-52 draagt, zet jaarlijks ongeveer 4500 zonsmassa’s aan gas om in sterren. Ter vergelijking: de sterproductie van onze eigen Melkweg blijft steken bij ongeveer één zonsmassa per jaar. SPT 0346-52 is 12,7 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Het licht dat we nu van het stelsel waarnemen is dus uitgezonden toen het heelal amper een miljard jaar oud was. Daarmee kijken we terug naar een moment in de kosmische geschiedenis dat de sterrenstelsels nog volop in ‘aanbouw’ waren. Eerdere waarnemingen met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili hadden al uitgewezen dat SPT 0346-52 een krachtige bron van infraroodstraling is. Onduidelijk was echter nog of die straling het gevolg was van grote stervormingsactiviteit of moest worden toegeschreven aan een superzwaar zwart gat in de kern van het stelsel dat bezig was om gaswolken uit zijn omgeving op te slokken. Waarnemingen met Chandra en de Australia Telescope Compact Array – een Australische radiotelescoop – hebben daar nu uitsluitsel over gegeven. Uit die waarnemingen blijkt namelijk dat SPT 0346-52 geen röntgen- of radiostraling uitzendt. En dat betekent dat het eventuele zwarte gat in de kern van het stelsel niet erg actief kan zijn. Het staat dus vast dat SPT 0346-52 een echte sterrenfabriek is. Zijn hoge productieniveau wijst erop dat het stelsel over een grote voorraad koel gas beschikt dat op zeer efficiënte wijze in sterren worden omgezet. (EE)
Under Construction: Distant Galaxy Churning Out Stars at Remarkable Rate

7 december 2016
Een grote survey van sterrenstelsels, uitgevoerd met de Europese VLT Survey Telescope in Chili, wijst erop dat de donkere materie een geringere dichtheid heeft en gelijkmatiger over de ruimte is verdeeld dan tot nu toe werd gedacht. Dat blijkt uit de zogeheten Kilo Degree Survey (KiDS), waarbij is onderzocht hoe het licht van ongeveer 15 miljoen verre sterrenstelsels is beïnvloed door de zwaartekracht van de grootschalige materieverdeling in het heelal. Bij de KiDS-survey zijn metingen gedaan van een effect dat cosmic shear (‘kosmische verschuiving’) wordt genoemd. Dit is een subtiele variant van het zwakke zwaartekrachtlenseffect, waarbij het licht van verre sterrenstelsels een beetje wordt afgebogen door de zwaartekrachtswerking van grote hoeveelheden materie, zoals clusters van sterrenstelsels. Bij cosmic shear zijn het geen clusters die het licht afbuigen, maar grootschaligere structuren in het heelal. Het uiteindelijke effect is nóg kleiner. Daarom hebben astronomen zeer omvangrijke en diepe surveys zoals KiDS nodig om het zeer zwakke signaal van de cosmic shear te kunnen meten en aan de hand daarvan de verdeling van de kosmische materie in kaart te brengen. De uitkomsten van de analyse van de KiDS-survey lijken in strijd te zijn met de conclusies van de Planck-missie, de Europese ruimtemissie waarbij de fundamentele eigenschappen van het heelal zijn gemeten. Met name de KiDS-meting van de ‘klonterigheid’ van de kosmische materie komt aanzienlijk lager uit dan de waarde die uit de Planck-gegevens is afgeleid. Dat kan betekenen dat astronomen hun inzichten omtrent enkele fundamentele aspecten van de kosmische evolutie zullen moeten bijstellen. (EE)
Donkere materie mogelijk gelijkmatiger verdeeld dan gedacht

1 december 2016
De grootste sterrenstelsels in ons heelal halen ‘voedsel’ uit kosmische oceanen van koud gas en groeien zo nog verder. Dat vermoedt een internationaal team van wetenschappers met daarin twee Leidse sterrenkundigen op basis van uitgebreide waarnemingen aan het Spinnenwebstelsel (Science, 2 december). Een internationaal team van astronomen, onder wie George Miley en Huub Röttgering van de Universiteit Leiden, hebben radiotelescopen in Australië en de VS op het Spinnenwebstelsel gericht. Dat is een enorm sterrenstelsel op ongeveer tien miljard lichtjaar van onze Melkweg. Het bevindt zich in het centrum van een cluster van honderden sterrenstelsels en lijkt nog steeds te groeien. Tot hun verrassing ontdekten de astronomen dat het ‘superstelsel’ zich wentelt in een kosmische wolk van zeer koud gas. Dat gas bestaat voor het grootste deel uit waterstof, het basismateriaal waaruit sterren en sterrenstelsels worden gevormd. De enorme gaswolk bevat ongeveer honderd miljard keer zoveel massa als onze zon. Er lijkt dus genoeg gas aanwezig om veel sterren te vormen. Tot nu toe dachten wetenschappers dat superstelsels ontstaan doordat kleine sterrenstelsels samensmelten. Dat is ook waar het Spinnenwebstelsel zijn naam aan ontleent: het lijkt te zijn opgebouwd uit een ‘web’ van kleine sterrenstelsels. Maar het lijkt er nu dus op dat dit superstelsel zich niet alleen voedt met dwergstelsels, maar ook met het gas uit een enorme gaswolk. Dat kan ook verklaren waarom niet alleen in het centrum van het Spinnenwebstelsel grote aantallen jonge sterren ontstaan, maar ook ver daarbuiten. Waar het koude gas vandaan komt, is overigens nog een raadsel. De onderzoekers vermoeden dat het afkomstig is van eerdere, al gestorven sterren. Naast waterstof is er in de gaswolk namelijk ook koolmonoxide aanwezig – een restproduct van vergane sterren. Om meer te weten te komen over die eerdere sterren, willen de onderzoekers dieper het heelal in kijken met de nieuwe generatie telescopen die nu in aanbouw is. 
Oorspronkelijk persbericht

1 december 2016
Sterren zijn grote producenten van stof. Dat blijkt uit waarnemingen van een sterrenstelsel op 33 miljoen lichtjaar van de aarde, waarbij gebruik is gemaakt van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili. De ALMA-telescoop is bij uitstek geschikt om kosmisch stof op te sporen. Het onderzochte sterrenstelsel, dat de aanduiding II Zw 40 draagt, bevat een van de grootste stervormingsgebieden in het ‘lokale’ heelal. In dat gebied bevinden zich twee jonge sterrenhopen die elk ongeveer een miljoen sterren bevatten. Door deze sterrenhopen op verschillende golflengten te onderzoeken, hebben astronomen de verdeling van het stof in het stelsel in kaart gebracht. Kosmisch stof bestaat uit verbindingen van voornamelijk koolstof, silicium en zuurstof – zeg maar roet. Uit de waarnemingen blijkt dat bijna al het stof in II Zw 40 is geconcentreerd in en rond de beide sterrenhopen. Daarmee is de hypothese bevestigd dat de grote hoeveelheden stof die in veel sterrenstelsels worden aangetroffen – óók in onze Melkweg – door sterren zijn geproduceerd. (EE)
UCLA astronomers watch star clusters spewing out dust

1 december 2016
De vreemde donkere filamenten in het reusachtige elliptische sterrenstelsel NGC 4696 zijn waarschijnlijk het werk van het superzware zwarte gat dat in de kern van het stelsel schuilgaat. Dat blijkt uit nieuwe detailrijke waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. NGC 4696 maakt deel uit van de Centaurus-cluster, een samenscholing van honderden sterrenstelsels op ongeveer 150 miljoen lichtjaar van de aarde. Het behoort tot de grootste en helderste sterrenstelsels in het heelal. Een opvallend kenmerk van NGC 4696 zijn de donkere filamenten van gas en stof rond zijn kern. De astronomen die de Hubble-waarnemingen hebben geanalyseerd hebben vastgesteld dat deze draderige structuren ongeveer 200 lichtjaar breed zijn en een tien keer zo grote dichtheid hebben als het omringende gas. De filamenten zijn met elkaar verweven tot een spiraal die uitkomt in het centrum van NGC 4696. Daar huist een actief superzwaar zwart gat dat enorme hoeveelheden energie in het omringende sterrenstelsel pompt. Daardoor ontstaan stromen van heet gas die zich een weg naar buiten banen. Deze gasstromen en het magnetische veld dat zij meesleuren lijken verantwoordelijk te zijn voor de bizarre vormen van de filamenten. De interactie tussen het centrale zwarte gat en het omringende gas en stof kan helpen verklaren waarom grote sterrenstelsels als deze zo weinig nieuwe sterren produceren. Het lijkt erop dat de magnetische structuur van NGC 4696 de vorming van nieuwe sterren verhinderd. (EE)
Tangled Threads Weave Through Cosmic Oddity

29 november 2016
Astronomen van het Niels Bohr Institute in Kopenhagen hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het bestaan van zogeheten ultra-diffuse sterrenstelsels. Dat zijn sterrenstelsels die net zo groot zijn als onze Melkweg, maar soms wel duizend keer zo weinig sterren bevatten. Dat zou het gevolg zijn van supernova-explosies (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 29 november). De eerste ultra-diffuse stelsels zijn pas vorig jaar ontdekt. Dat ze zo weinig sterren bevatten, maakt ze nu eenmaal moeilijk waarneembaar. En dat niet alleen: ze passen maar moeilijk in het plaatje van de evolutie van sterrenstelsels zoals astronomen dat nu voor ogen hebben. Volgens de meest gangbare theorie zijn grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg geleidelijk gegroeid door constant nieuwe sterren te vormen en met kleine soortgenoten te fuseren. Maar blijkbaar bestaat er dus een categorie van sterrenstelsels die wél omvangrijk zijn, maar desondanks niet veel sterren bevatten. De oorzaak daarvan werd tot nu toe gezocht bij een overdaad aan donkere materie – materie die wel aantrekkingskracht uitoefent, maar niet bijdraagt aan de vorming van sterren. De Deense onderzoekers hebben nu met behulp van computersimulaties laten zien dat zulke sterrenarme stelsels ook op andere wijze kunnen zijn ontstaan. Als er tijdens het stervormingsproces in een klein sterrenstelsel veel supernova-explosies plaatsvinden, kan dat ertoe leiden dat sterren en donkere materie naar buiten worden verdreven. Hierdoor neemt de omvang van het stelsel toe, zonder dat er meer sterren bij komen. Als dit model klopt, zou het heelal moeten wemelen van de ultra-diffuse sterrenstelsels. Maar ondanks hun grote omvang zouden het simpelweg dwergstelsels zijn, die tien tot zestig keer zo weinig massa hebben als onze Melkweg. (EE)
Mystery of ultra-diffuse faint galaxies solved

22 november 2016
Grote sterrenstelsels komen ruwweg voor in twee vormen: spiraalstelsel met een platte schijf met sterren, rijk aan gas en stof, waaruit nog steeds nieuwe sterren ontstaan, en elliptische stelsels, arm aan gas en stof, waarin de stervorming is gestopt en oude, rode sterren de overhand hebben. Maar sinds enige tijd zien we dat er in elliptische sterren nog best wat stervorming op kan treden. Een team van het Portugese Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço gebruikte waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey en de CALIFA survey om zeer moeilijk waarneembare stervorming in elliptische sterrenstelsels in kaart te brengen. En deze stervormingsgebieden laten een spiraalstructuur zien die weer doet denken aan die van spiraalstelsels. Waarschijnlijk zijn dezelfde soort processen verantwoordelijk voor het ontstaan van de spiraalstructuur in beide soorten stelsels. (EM)
Spiral-like patterns of star formation discovered in old galaxies

17 november 2016
Waarnemingen van de helderste ‘snelle radioflits’ die tot nu toe is waargenomen, hebben meer inzicht gegeven in de kenmerken van de ijle materie waarmee de ruimte tussen de sterrenstelsels gevuld is (Science, 17 november). Over de oorzaak van deze korte uitbarstingen van radiostraling zelf bestaat nog veel onduidelijkheid. De onderzochte radioflits, die de aanduiding FRB 150807 heeft gekregen, werd in 2015 gespot door de Parkes-radiotelescoop in Australië. Dat gebeurde toen de radiotelescoop net bezig was met waarnemingen van een pulsar – een snel roterende neutronenster die eveneens radiostraling uitzendt – in onze eigen Melkweg. Vanaf de aarde gezien vond de radioflits vlak naast de pulsar plaats, maar in werkelijkheid trad hij op in een sterrenstelsel dat een miljoen keer verder weg staat. Snelle radioflitsen hebben een reis van miljarden (licht)jaren achter de rug. Daarbij zijn ze onderweg de nodige intergalactische materie tegengekomen, en daardoor vertoont de opgevangen twinkelingen die vergelijkbaar zijn met het twinkelen van een ster waarvan het licht door de aardatmosfeer is gegaan. Door deze radioflitsen te onderzoeken, kunnen astronomen dus meer te weten komen over dat deel van de ruimte waar de radioflits doorheen is gegaan. De radiostraling van FRB 150807 lijkt slechts zwak te zijn verstoord door de materie binnen zijn eigen sterrenstelsel. Dat is in strijd met het vermoeden dat sommige astronomen hebben dat snelle radioflitsen ontstaan in een materierijke omgeving met sterke magnetische velden. Een andere vaststelling is dat de radiostraling onderweg niet veel hinder heeft ondervonden van het intergalactische medium. Dat wijst erop dat het ijle gas tussen de sterrenstelsels niet turbulenter is dan theoretisch al was voorspeld. (EE)
Bright Radio Bursts Probe Universe’s Hidden Matter

16 november 2016
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Leidse sterrenkundige Maciej Bilicki, heeft een enorme supercluster van sterrenstelsels ontdekt. De supercluster was tot nu toe over het hoofd gezien omdat onze eigen Melkweg in de weg zit. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Sterrenkundigen uit Zuid-Afrika, Nederland, Duitsland en Australië kwamen de supercluster op het spoor nadat ze met de Southern African Large Telescope acht kleinere clusters van sterrenstelsels hadden ontdekt in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen). Vervolgens richtten ze de Anglo-Australian Telescope in Australië op het gebied en ontdekten ze nog eens duizenden sterrenstelsels. Superclusters zijn de grootste en zwaarste structuren in ons heelal. Het bekendste voorbeeld is de Shapley Supercluster op ongeveer 650 miljoen lichtjaar van ons vandaan. Deze bevat duizenden sterrenstelsels met elk weer miljarden sterren. De nu ontdekte Vela Supercluster staat op 800 miljoen lichtjaar afstand en lijkt zelfs groter dan Shapley. In de toekomst willen de sterrenkundigen de supercluster nader onderzoeken. Er staan grote meetcampagnes op stapel met diverse optische telescopen en met radiotelescopen die de zogeheten ‘Zone of Avoidance’, het gebied dat door onze eigen Melkweg aan ons zicht wordt onttrokken, verder gaan ontginnen. 
Volledig persbericht

11 november 2016
Astronomen hebben ontdekt dat de geheimzinnige objecten die de zogeheten snelle radioflitsen (fast radio bursts) produceren nog veel meer in hun mars hebben. Een radioflits die op 13 november 2013 werd gedetecteerd, bleek gepaard te gaan met een stoot gammastraling die een miljard keer energierijker was dan het radio-equivalent. Dat is vergelijkbaar met de energieproductie van een supernova (Astrophysical Journal Letters, 11 november). De eerste radioflits werd in 2007 opgevangen, en sindsdien zijn nog eens enkele tientallen van deze uitbarstingen van radiostraling opgemerkt. In feite duren de flitsjes maar een paar milliseconden, maar door hun grote afstand, en de grote hoeveelheden plasma die ze onderweg tegenkomen, duren ze bij aankomst op aarde langer dan een seconde. Dat komt doordat de lagere frequenties in het signaal onderweg meer vertraging oplopen dan de hogere. Pogingen om te ontdekken waar de radioflitsen vandaan komen hebben tot nu toe niet veel opgeleverd, behalve dan dat ze van buiten onze Melkweg afkomstig zijn. Maar de ontdekking dat het object dat radioflits ‘FRB 131104’ ook gammastraling produceerde, zou de oplossing van het raadsel wel eens een stap dichterbij kunnen brengen. Dat zou namelijk kunnen betekenen dat deze objecten ‘nagloeien’ in andere golflengtegebieden, bijvoorbeeld in het zichtbare deel van het spectrum. De stoot gammastraling van FRB 131104 hield verrassend lang aan – minstens twee minuten. Bovendien was hij erg helder. De waargenomen uitstoot van energie is verenigbaar met de uitbarstingen van zogeheten magnetars – sterk magnetische neutronensterren (de compacte restanten van ingestorte zware sterren). Een andere mogelijkheid is dat de gamma/radioflitsen ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren, die tot de vorming van zwarte gaten leiden. (EE)
Cosmic whistle packs a surprisingly energetic punch

4 november 2016
De schijf van het spiraalstelsel IC 2163 vertoont twee opvallende ‘oogleden’ die uit grote opeenhopingen van gas en stof bestaan. Dat blijkt uit waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili. De beide structuren zijn het gevolg van een kolossale galactische ‘tsunami’ die is ontstaan toen IC 2163 niet zo heel lang geleden langs een ander sterrenstelsel (NGC 2207) schampte (Astrophysical Journal, 4 november). Met ALMA zijn gedetailleerde metingen gedaan van de beweging van het gas in het buitenste deel van de ‘oogleden’. Uit de verzamelde gegevens blijkt dat dit gas zich met snelheden van meer dan 100 kilometer per seconde naar binnen spoedt, maar wel snel wordt afgeremd en turbulenter wordt. De astronomen vergelijken dit effect met een grote golf die met hoge snelheid op de kust afstormt, maar afremt naarmate het water minder diep wordt. Door deze afremming ontstaan er ophopingen van gas in de oogleden, waarin grote aantallen nieuwe sterren worden geboren. Naar verwachting is dat – naar kosmische maatstaven – slechts een kortstondige fase in het bestaan van het sterrenstelsel. Computermodellen laten zien dat zulke galactische oogleden maar enkele tientallen miljoenen jaren kunnen bestaan. IC 2163 en NGC 2207 staan op ongeveer 114 miljoen lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Grote Hond. (EE)
Tsunami of stars and gas produces dazzling eye-shaped feature in galaxy

2 november 2016
Astronomen hebben een zwaar gehavend sterrenstelsel ontdekt dat een groter sterrenstelsel doorboord heeft. Van het kleine stelsel is slechts een vrijwel ‘naakt’ superzwaar zwart overgebleven. Het schamele restant, dat de aanduiding B3 1715+425 heeft gekregen, verwijdert zich met een snelheid van meer dan 3000 kilometer per seconde van de plek des onheils. De twee sterrenstelsels maken deel uit van een cluster die meer dan twee miljoen lichtjaar van de aarde is verwijderd. Bij hun botsing is het kleinste van de twee bijna al zijn sterren en gas kwijtgeraakt. Het restant, die een mini-sterrenstelsel vormt, is nog in de greep van het superzware zwarte gat. De ontdekking is gedaan met de VLBA, een netwerk van radiotelescopen in de VS. Dat gebeurde in het kader van een onderzoeksprogramma waarbij is gezocht naar superzware zwarte gaten – objecten die miljoenen of miljarden malen zoveel massa hebben als onze zon – die zich, anders dan gebruikelijk is, buiten het centrum van een sterrenstelsel bevinden. Dat laatste is een aanwijzing dat het betreffende stelsel een ontmoeting heeft gehad met een soortgenoot. Het mini-stelsel B3 1715+425 verliest nog steeds massa. Dat blijkt uit het spoor van geïoniseerd gas dat het heeft achtergelaten. Dat proces zal er uiteindelijk toe leiden dat er geen nieuwe sterren meer kunnen worden gevormd. De verwachting is dan ook dat B3 1715+425 over een miljard jaar onwaarneembaar zwak zal zijn geworden. Volgens zijn ontdekkers is het goed denkbaar dat er nog veel meer van dit soort objecten door het heelal zwerven. (EE)
Close Galactic Encounter Leaves "Nearly Naked" Supermassive Black Hole

26 oktober 2016
Een miljoen jaar na de oerknal waren bijna alle atomen in het heelal geïoniseerd. Astronomen denken dat de straling van jonge sterrenstelsels daar verantwoordelijk voor was. Maar nieuw onderzoek wijst erop dat er veel minder energierijke ultraviolette straling uit die stelsels ontsnapte dan nodig was voor de kosmische ionisatie. Rechtstreekse metingen van de hoeveelheid ioniserende fotonen die de jonge stelsels uitzonden is niet eenvoudig. Door de uitdijing van het heelal zijn ze inmiddels heel ver van ons verwijderd, waardoor ze er heel klein en lichtzwak uitzien. Maar Moeder Natuur helpt een handje mee. Sommige verre stelsels staan vanaf de aarde gezien bijna precies achter een ander, nabijer stelsel. Het zwaartekrachtveld van dat stelsel buigt het licht van het achtergrondstelsel dan af zoals een lens dat zou doen. Door dit zwaartekrachtlenseffect krijgen we een vervormd, maar tegelijkertijd ook veel groter en helderder beeld van het verre stelsel te zien. Een van die ‘gelensde’ stelsels heeft, vanwege zijn vorm, de bijnaam ‘Kosmisch Hoefijzer’ gekregen. Onderzoekers van de universiteit van Californië in Riverside hebben met de Hubble-ruimtetelescoop een opname van dit stelsel gemaakt, om te meten hoeveel ioniserende fotonen er uit dat stelsel ontsnappen. Het verrassende resultaat is dat er helemaal geen ioniserende straling te bespeuren valt. Dat betekent dat minder dan acht procent van alle energierijke ultraviolette fotonen die de sterren in het stelsel produceren ook daadwerkelijk weet te ontsnappen. Als dit ook voor andere jonge sterrenstelsels geldt, is dat vijf keer te weinig om de ionisatie van alle atomen in het heelal te kunnen verklaren. (EE)
Cosmic Horseshoe Is Not a Lucky Beacon

26 oktober 2016
Een internationaal team van astronomen heeft gloeiende gaswolken ontdekt rond verre quasars. Deze nieuwe ontdekking, gedaan met het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope, wijst erop dat zulke quasarhalo’s veel talrijker zijn dan verwacht. Quasars zijn de heldere kernen van verre sterrenstelsels. In de kern van zo’n stelsel schuilt een superzwaar zwart gat, dat in hoog tempo sterren, gas en ander materiaal opslokt. In reactie hierop produceert de kern enorme hoeveelheden straling. Dat maakt quasars tot de helderste en meest actieve objecten in het heelal. Eerdere onderzoeken gaven aan dat ongeveer tien procent van de moederstelsels van quasars zijn omgeven door halo’s, bestaande uit gas dat afkomstig is uit de intergalactisch ruimte. Deze halo’s strekken zich uit tot op 300.000 lichtjaar van het centrum van deze stelsels. Bij het nieuwe onderzoek zijn 19 quasars onderzocht. Statistisch gezien zou je dus bij ongeveer twee daarvan een halo verwacht. Maar tot ieders verrassing is bij al deze quasars een heldere halo opgespoord. Volgens de astronomen komt dit doordat MUSE een veel grotere gevoeligheid heeft dan vergelijkbare instrumenten. De 19 halo’s hadden nog een tweede verrassing in petto: ze bestaan uit gas dat een temperatuur van slechts ongeveer 10.000 °C heeft. Dat is relatief koel, zeker als je bedenkt dat dat meest gangbare modellen voor de vorming van sterrenstelsels voorspellen dat dit gas temperaturen tot wel een miljoen graden zou moeten hebben. Een duidelijke verklaring voor deze discrepantie ontbreekt nog. (EE)
ESO’s VLT detecteert onverwachte reusachtige gloeiende halo’s rond verre quasars

19 oktober 2016
Astronomen hebben twee bijzondere kosmische objecten ontdekt die spectaculaire uitbarstingen van röntgenstraling vertonen. Mogelijk gaat het om een nieuwe klasse van explosieve gebeurtenissen in de ruimte (Nature, 20 oktober). De mysterieuze röntgenbronnen vlammen op en worden in minder dan een minuut tijd honderd keer zo helder, om in de loop van een uur weer af te zwakken tot het normale niveau. Daarmee duren de uitbarstingen veel langer dan die van reeds bekende objecten. Hoe dit gedrag ontstaat, is nog onduidelijk, maar een van de mogelijkheden is dat het dubbelsterren betreft, bestaande uit een normale ster en een zwart gat of een neutronenster. De opvlammingen zouden ontstaan wanneer de ster zijn zware begeleider zo dicht nadert, dat er materie aan hem onttrokken wordt. Een van de röntgenbronnen bevindt zich nabij het 47 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 4636, en maakt daar waarschijnlijk ook deel van uit. Van dit object is één uitbarsting waargenomen. De andere bron staat in de buurt van het 14 miljoen lichtjaar verre stelsel NGC 5128 (ook bekend als Centaurus A). Daarvan zijn vijf uitbarstingen geregistreerd. (EE)
Mysterious Cosmic Objects Erupting In X-Rays Discovered

13 oktober 2016
Een internationaal team van astronomen, onder wie Ken Duncan van Sterrewacht Leiden, heeft vastgesteld dat het waarneembare heelal minstens twee biljoen sterrenstelsels telt – een ‘2’ gevolgd door twaalf nullen. Dat is tien keer zo veel als eerdere schattingen aangaven (Astrophysical Journal, 13 oktober). De nieuwe telling is gebaseerd op metingen van het aantal waargenomen sterrenstelsels voor verschillende perioden in de geschiedenis van het heelal. Deze metingen laten zien dat de aantallen stelsels naar het verleden toe een aanzienlijke toename vertonen. Het lijkt erop dat toen het heelal nog maar een paar miljard jaar oud was, er tien keer zoveel stelsels per ruimtelijk volume waren dan nu. De meeste van deze stelsels waren qua massa vergelijkbaar met de huidige satellietstelsels van de Melkweg. Dat betekent dat er in de loop van de kosmische geschiedenis grote aantallen sterrenstelsels ‘verdwenen’ zijn. De oorzaak van deze verdwijntruc wordt gezocht bij de hoge stelseldichtheid in het vroege heelal, die tot grote aantallen ‘fusies’ tussen sterrenstelsels leidde. (EE)
A universe of two trillion galaxies

7 oktober 2016
De Grote Magelhaense Wolk (GMW), een klein sterrenstelsel dat als een satelliet van onze Melkweg wordt beschouwd, heeft mogelijk zelf óók een ‘satelliet’. Deze fletse verzameling sterren – vermoedelijk een zogeheten bolvormige sterrenhoop – heeft de aanduiding SMASH 1 gekregen. Veel toekomst heeft het object niet: het staat op het punt om aan flarden te worden getrokken. SMASH 1 is ontdekt bij een gerichte zoektocht naar zwakke sterrenstelsels in de naaste omgeving van de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk: de Survey of the Magellanic Stellar History – SMASH dus. Deze wordt uitgevoerd met de Dark Energy Camera van de 4-meter CTIO Blanco-telescoop in het noorden van Chili. Uit een analyse van de waarnemingen van SMASH 1 volgt dat het een compact object is met een middellijn van slechts 60 lichtjaar. Ter vergelijking: de Melkweg is ongeveer 100.000 lichtjaar groot en de GMW 28.000 lichtjaar. Zijn compacte afmetingen, en het feit dat hij uit zeer oude, metaalarme sterren bestaat, doen vermoeden dat het om een bolvormige sterrenhoop gaat. De sterrenhoop is slechts 42.000 lichtjaar verwijderd van de GMW. Gezien zijn massa en grootte, is hij waarschijnlijk niet bestand tegen de getijdenkrachten van zijn moederstelsel. Ook zijn enigszins langgerekte vorm wijst daarop. Om meer te weten te komen over SMASH 1 zal worden geprobeerd om zijn snelheid te meten. Dat zal uitsluitsel kunnen geven over de vraag of hij ook echt om de GMW draait, of dat het toch een satelliet van onze eigen Melkweg is. Een andere vraag die beantwoord moet worden, is hoe SMASH 1 zo lang intact heeft kunnen blijven. (EE)
SMASH 1: A Disrupting Satellite of a Satellite?

5 oktober 2016
Astronomen hebben een extreem heldere, veranderlijke röntgenbron ontdekt die zich aan de rand van een ver sterrenstelsel bevindt. Mogelijk gaat het om een zwart gat dat oorspronkelijk toebehoorde aan een kleiner sterrenstelsel. Vermoed wordt dat in de kernen van de meeste sterrenstelsels zwarte gaten te vinden zijn, met massa’s uiteenlopend van 100.000 tot 10 miljard zonsmassa’s. Wanneer een sterrenstelsel in botsing komt met een soortgenoot, draagt het niet alleen alle sterren en gasvoorraden over: ook zijn zwarte gat verhuist mee. Hierdoor kunnen sterrenstelsels (tijdelijk) ver buiten hun kern een tweede superzwaar zwart gat vertonen. Uit gegevens van de röntgensatellieten Chandra en XMM-Newton blijkt dat het 4,5 miljard jaar verre sterrenstelsel GJ1417+52 een voorbeeld van zo’n verhuisend zwart gat vertoont. Uit de extreme helderheid van de materie die zich rond het zwarte gat heeft verzameld wordt afgeleid dat het object (XJ1417+52) ongeveer 100.000 zonsmassa’s zwaar is. De röntgenstraling van XJ1417+52 is zo intens dat astronomen het object tot de ‘hyperheldere’ röntgenbronnen rekenen. XJ1417+52 produceert tien keer meer röntgenstraling dan ooit bij zo’n object is waargenomen. Een zwart gat van dit type is ook nog nooit op zo’n grote afstand van de aarde gedetecteerd. Uit de positie van XJ1417+52 leiden de astronomen af dat het zwarte gat oorspronkelijk heeft toebehoord aan een klein sterrenstelsel dat zich in GJ1417+52 heeft geboord. Daarbij is het kleine stelsel bijna al zijn sterren kwijtgeraakt. Overgebleven zijn alleen het centrale zwarte gat en de sterren in de naaste omgeving ervan. (EE)
X-ray Telescopes Find Evidence for Wandering Black Hole

29 september 2016
Een team van Japanse astronomen heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ontdekt dat de zware, pasgeboren ster ST11 is omgeven door een ‘warme’, dichte massa van complexe moleculen. ST11 maakt deel uit van de Grote Magelhaense Wolk, een klein naburig sterrenstelsel. Het is voor de eerst dat zo’n zogeheten warme moleculaire kern buiten onze Melkweg is opgespoord. Daarbij komt nog dat dit exemplaar in chemisch opzicht sterk afwijkt van vergelijkbare objecten in onze Melkweg. Dat kan erop wijzen dat de chemische processen die verspreid over het heelal plaatsvinden veel diverser zijn dan verwacht. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat de moleculaire kern van ST11 opvallend weinig organische verbindingen, zoals methanol, bevat. De kernen in onze Melkweg zijn juist rijk aan dat soort moleculen. Mogelijk heeft dat te maken met de globale chemische samenstelling van de Grote Magelhaense Wolk, die relatief weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium bevat. Organische moleculen zijn van bijzondere betekenis, omdat sommige ervan betrokken zijn bij de vorming van prebiotische moleculen in de ruimte. Het gebrek aan dit soort moleculen in ons kleine buurstelsel kan dus van invloed zijn op de ontwikkeling van leven aldaar. De aanduiding ‘warm’ moet je overigens ruim zien. De temperaturen van moleculaire kernen beginnen bij –173 graden Celsius. (EE)
ALMA stuit op stellaire cocon met merkwaardige chemie

28 september 2016
De Amerikaanse ruimtetelescoop Spitzer heeft zijn laatste waarnemingen gedaan voor het zogeheten Frontier Fields-project. Doel van dit ambitieuze project, waar ook ‘collega’-ruimtetelescopen Hubble en Chandra aan meedoen, is de jacht op de vroegste sterrenstelsels in het heelal. Zelfs de beste telescopen van dit moment hebben moeite om genoeg licht op te vangen van de allereerste sterrenstelsels, waarvan het licht er 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Maar dankzij de zwaartekracht van grote, relatief nabije clusters van sterrenstelsels kunnen astronomen toch een aantal van die verre stelsels bekijken. Deze clusters fungeren als een soort natuurlijke ‘zoomlenzen’ die het licht van achtergrondstelsels afbuigen en versterken – een verschijnsel dat het gravitatielenseffect wordt genoemd. Bij Frontier Fields brengen de drie ruimtetelescopen zes van de zwaarste clusters minutieus in kaart. Vervolgens kammen astronomen deze opnamen uit op de vervormde beeldjes van verre sterrenstelsels. Doel is om meer te weten te komen over het ontstaan, de chemische samenstelling en de ontwikkeling van die vroege stelsels. De ruimtetelescopen Spitzer en Hubble scannen de clusters op infrarode en zichtbare golflengten. Chandra neemt het röntgendeel van het spectrum voor zijn rekening. (EE)
The Frontier Fields: Where Primordial Galaxies Lurk

28 september 2016
De superzware zwarte gaten die in de kernen van sterrenstelsels zijn ontdekt hebben massa’s die oplopen tot enkele tientallen miljarden zonsmassa’s. Maar kunnen er ook veel zwaardere bestaan? Theoretisch onderzoek wijst erop van niet. Je zou denken dat wanneer een zwart gat eenmaal zo’n kolossale massa heeft bereikt, niets hem meer in de weg staat om nog zwaarder te worden. Het probleem is echter dat aangetrokken materie niet rechtstreeks naar het zwarte gat toe stroomt, maar een spiraalbeweging maakt. Hierdoor vormt zich een grote schijf van materie rond het zwarte gat, die accretieschijf wordt genoemd. Modelberekeningen laten zien dat bij grote aanvoer de meeste materie in het buitenste deel van de accretieschijf, dat honderden lichtjaren van het zwarte gat verwijderd kan zijn, blijft steken. Slechts een heel klein stroompje gas weet uiteindelijk het zwarte gat te bereiken. Bovendien kan het binnenste deel van de schijf zodanig opzwellen, dat er juist een sterke uitstroom van gas op gang komt, onder meer in de vorm van twee jets. Al met al betekent dit dat zwarte gaten gedurende de leeftijd van het heelal niet genoeg materie kunnen hebben verzameld om de magische grens van 100 miljard zonsmassa’s te doorbreken. Waarschijnlijk ligt de limiet bij ongeveer 60 miljard zonsmassa’s. (EE)
Is There a Size Limit for Supermassive Black Holes?

22 september 2016
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), het zogeheten Hubble Ultra Deep Field (HUDF) verkend. De nieuwe waarnemingen laten duidelijk zien dat er een sterk verband bestaat tussen het stervormingstempo in jonge sterrenstelsels en hun totale massa aan sterren. De eerste foto’s van het Hubble Ultra Deep Field werden in 2004 gemaakt met de Hubble-ruimtetelescoop. Deze spectaculaire beelden reikten tot verder in het heelal dan ooit tevoren en toonden een menagerie van sterrenstelsels die terugging tot minder dan een miljard jaar na de oerknal. Nadien is hetzelfde stukje hemel – ruwweg honderd keer zo klein als de volle maan – nog verscheidene keren waargenomen met Hubble en vele andere telescopen. Alleen op millimetergolflengten was het HUDF nog niet volledig waargenomen. En daar heeft ALMA nu verandering in gebracht. Hierdoor kon nu voor het eerst de zwakke gloed van gas- en stofwolken in het vroege heelal worden waargenomen. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt duidelijk dat voor verre (en dus jonge) stelsels de stellaire massa de beste ‘voorspeller’ van het stervormingstempo in een sterrenstelsel is. Ook is ontdekt dat naarmate we dieper het heelal in kijken – verder terug in de tijd dus – sterrenstelsels meer gas bevatten. De nieuwe ALMA-resultaten zullen worden gepubliceerd in een reeks artikelen die in de Astrophysical Journal en de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zullen verschijnen. De resultaten worden ook gepresenteerd tijdens de ‘Half a Decade of ALMA’-conferentie die deze week in Palm Springs (Californië, VS) wordt gehouden. (EE)
ALMA verkent het Hubble Ultra Deep Field

21 september 2016
Astronomen van twee Amerikaanse instituten hebben een nauw verband ontdekt tussen de verdeling van zichtbare materie in spiraalstelsels en de vorm van de zogeheten rotatiekromme – de grafiek van de draaisnelheden van sterren als functie van hun afstand tot het centrum van hun sterrenstelsel. Het nieuwe verband roept twijfels op over de aanwezigheid van donkere materie. Eind jaren ‘70 ontdekten de astronomen Vera Rubin en Albert Bosma, onafhankelijk van elkaar, dat spiraalstelsels een vrijwel uniforme rotatie vertonen. Dat wil zeggen: de snelheden van sterren en gaswolken nemen niet af naarmate zij zich verder van het centrum bevinden – iets dat je op grond van de verdeling van de zichtbare materie wel zou verwachten. Deze ‘vlakke rotatiekrommen’ worden doorgaans verklaard door te stellen dat sterrenstelsels zijn omgeven door flinke hoeveelheden onzichtbare c.q. donkere materie. Astronomen Federico Lelli, Stacy McGaugh en James Schombert hebben, aan de hand van gegevens van de NASA-infraroodsatelliet Spitzer, nu echter vastgesteld dat de rotatiekrommen van 153 sterrenstelsels precies worden bepaald door de verdeling van normale materie. Dat hoeft niet te betekenen dat de stelsels geen donkere materie bevatten, maar biedt wel ruimte voor andere verklaringen, zoals aangepaste versies van de zwaartekrachtstheorie (zoals MOND). De discrepantie tussen het nieuwe onderzoeksresultaat en de bevindingen van Rubin en Bosma is volgens de astronomen goed verklaarbaar. Zij stellen dat het nabij-infrarode licht dat sterren uitzenden een veel nauwkeuriger beeld geeft van de massaverdeling in een sterrenstelsel dan normaal zichtbaar licht. De drie astronomen hebben geen theoretische verklaring voor hun ontdekking, die zij vooralsnog als een empirisch verband presenteren. Maar volgens sommige van hun collega’s zou het idee dat sterrenstelsels zijn omgeven door een halo van donkere materie wel eens aan herziening toe kunnen zijn. (EE)
In rotating galaxies, distribution of normal matter precisely determines gravitational acceleration

21 september 2016
Een internationaal onderzoeksteam heeft, met behulp van ALMA, de Europese Very Large Telescope en andere telescopen, de ware aard ontdekt van een bijzonder object in het verre heelal dat een Lyman-alpha blob (LAB) wordt genoemd. LABs zijn kolossale wolken van waterstofgas op grote kosmische afstanden die zich over honderdduizenden lichtjaren kunnen uitstrekken. Hun naam verwijst naar de karakteristieke ultraviolette straling die zij uitzenden: zogeheten Lyman-alfastraling. Het grootste en best bestudeerde object van dit type wordt simpelweg LAB-1 genoemd. LAB-1 werd pas zestien jaar geleden ontdekt. De gaswolk is zo ver weg dat zijn licht er 11,5 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Tot nu toe begrepen astronomen niet waardoor reusachtige gaswolken als deze zo helder zijn, maar met ALMA is nu ontdekt dat zich in het hart van LAB-1 twee sterrenstelsels bevinden die in zo’n hoog tempo nieuwe sterren produceren dat hun omgeving gaat stralen. De twee grote sterrenstelsels zijn op hun beurt omgeven door een zwerm van kleinere stelsels waarmee zij een cluster-in-wording vormen. Naar verwachting zal het centrale tweetal uiteindelijk samensmelten tot één groot elliptisch sterrenstelsel. (EE)
ALMA ontraadselt reusachtige kosmische gaswolk

15 september 2016
De afgelopen jaren zijn astronomen tientallen keren getuige geweest van een zogeheten tidal disruption flare – de gebeurtenis waarbij een superzwaar zwart gat een ster in zijn greep krijgt, aan flarden trekt en opslokt. Dankzij gegevens van de infraroodsatelliet WISE hebben astronomen nu meer inzicht gekregen in de eigenschappen van zo’n flare. Het onderzoek stond onder leiding van de Nederlandse astronoom Sjoert van Velzen. De flares zelf zijn niet waarneembaar voor WISE: ze bestaan uit energierijkere straling zoals ultraviolet en röntgen. Maar op enige afstand van het zwarte gat worden stofwolken opgewarmd door deze straling, waardoor deze een bron van infraroodstraling worden. Door te kijken hoeveel tijd er verstrijkt tussen de eigenlijke flare en de latere ‘infraroodecho’s’ kunnen astronomen berekenen hoe ver het stof van het zwarte gat verwijderd is. Van Velzen en collega’s hebben vastgesteld dat het stof tot wel een jaar na de flare waarneembaar blijft in het infrarood. Ze komen tot de conclusie dat het nagloeiende stof een dunne schil rond het zwarte gat vormt en daar ruwweg een half lichtjaar van verwijderd is. Van het stof dat zich dichterbij het zwarte gat bevond blijft niets over: het wordt wordt vernietigd door de intense straling van de flare. (EE)
Studies Find Echoes of Black Holes Eating Stars

15 september 2016
De superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels zijn in veel gevallen omgeven door een dikke ring of stof en gas – de zogeheten torus – die hen aan het zicht onttrekt. Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili laten zien waar dat materiaal vandaan komt: het is weggeblazen uit de dunnere, meer naar binnen gelegen accretieschijf rond het zwarte gat. Met ALMA is gekeken naar de kern van het ongeveer 47 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 1068 (ook bekend als M77). In het centrum daarvan is een superzwaar zwart gat bezig om zich te voeden uit een dunne, roterende schijf van gas en stof: de accretieschijf. Het materiaal dat vanuit de schijf naar het zwarte gat toe spiraalt wordt extreem heet en is een krachtige bron van ultraviolette straling. De buitenste delen zijn echter veel koeler en zenden minder energierijke straling uit die ALMA kan detecteren. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat vanuit de buitenste delen van de accretieschijf koele wolken van koolstofmonoxide opstijgen. Dat gas wordt door de ultraviolette straling van het hete binnenste deel van de schijf geïoniseerd, waardoor het in de greep komt van de magnetische velden rond de schijf. Bijgevolg worden de wolken meegesleurd door de draaiing van de schijf en worden ze door de centrifugale kracht met snelheden van 400 tot 800 kilometer per seconde weggeslingerd. Uiteindelijk komen ze dan in de torus terecht. (EE)
Black Hole Hidden Within Its Own Exhaust

15 september 2016
Het mysterie van een vreemde verandering in het gedrag van een superzwaar zwart gat in het centrum van een ver sterrenstelsel is opgelost. Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat het zwarte gat moeilijke tijden doormaakt. Het ontvangt niet meer voldoende brandstof om het te laten stralen. Veel sterrenstelsels vertonen een extreem heldere kern die van energie wordt voorzien door een superzwaar zwart gat. Deze kernen maken dat de ‘actieve sterrenstelsels’ tot de helderste objecten in het heelal behoren. Vermoed wordt dat deze grote helderheid te danken is aan gloeiendheet materiaal dat naar het zwarte gat toe stroomt – een proces dat accretie wordt genoemd. Van sommige actieve sterrenstelsels is vastgesteld dat zij in de loop van slechts tien jaar – een astronomische oogwenk – spectaculair kunnen veranderen. Bij het nieuwe onderzoek is ontdekt dat het Seyfert-stelsel Markarian 1018 het nóg bonter maakt: het werd eerst helderder, maar viel vijf jaar later weer terug naar zijn oorspronkelijke niveau. Zo’n helderheidsfluctuatie kan allerlei oorzaken hebben. Maar nader onderzoek heeft geleerd dat het ‘uitdoven’ van Markarian 1018 simpelweg het gevolg is van het stilvallen van het accretieproces. Het zwarte gat krijgt geen ‘brandstof’ meer. Een mogelijke verklaring daarvoor is dat het stelsel niet één, maar twee superzware zwarte gaten in zijn kern heeft. Heel vreemd zou dat niet zijn, omdat Markarian 1018 het resultaat is van een fusie tussen twee afzonderlijke stelsels, die waarschijnlijk beide een superzwaar zwart gat in hun kern hebben gehad. (EE)
Verhongerend zwart gat dimt het licht van een sterrenstelsel

13 september 2016
Australische astronomen hebben nieuw inzicht verworven in de oorsprong van de verschillende typen sterrenstelsels in het heelal. Begin 20ste eeuw verdeelde de Amerikaanse sterrenkundige Edwin Hubble de paar honderd sterrenstelsels die indertijd bekend waren in verschillende groepen: spiraalstelsels, balkspiraalstelsels (beide met strakkere of juist lossere spiraalarmen), elliptische sterrenstelsels en onregelmatige stelsels. Die Hubble-classificatie wordt nog steeds gebruikt; vaak moet op het oog worden vastgesteld om wat voor type stelsel het gaat. Onderzoek aan bijna 500 sterrenstelsels met de 3.9-meter Anglo-Australian Telescope in New South Wales heeft nu echter uitgewezen dat het sterrenstelseltype in veel gevallen ook automatisch bepaald kan worden op basis van meetbare grootheden. Het blijkt dat er slechts twee meetbare eigenschappen van sterrenstelsels zijn die bepalen om wat voor type het gaat: de massa en het impulsmoment - zeg maar de hoeveelheid draaiing. De helderheid van een sterrenstelsel vormt - na correctie voor de aanwezigheid van donkere materie - een goede indicatie voor de massa (de afstand moet dan wel bekend zijn; die volgt uit de gemeten roodsverschuiving); het impulsmoment kan afgeleid worden uit spectroscopische waarnemingen van het stelsel, die informatie bieden over de snelheden van sterren en gaswolken. De astronomen hebben hun bevindingen gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De hoop is dat het nieuw gevonden verband in de toekomst kan leiden tot een beter inzicht in de evolutie van sterrenstelsels. (GS)
Astronomers shed light on different galaxy types

12 september 2016
Door meetgegevens van een groot aantal telescopen over de hele wereld met elkaar te vergelijken en combineren zijn sterrenkundigen 63 tot dusver onbekende quasars op het spoor gekomen op een afstand van circa 13 miljard lichtjaar. Dat betekent dat de quasars nu worden waargenomen zoals ze er uitzagen toen het heelal nog maar één miljard jaar oud was. Met de nieuwe buit is het aantal bekende verre quasars bijna verdubbeld. Quasars zijn de heldere kernen van actieve sterrenstelsels. De enorme hoeveelheden energie die ze uitstralen zijn afkomstig uit de directe omgeving van een centraal superzwaar zwart gat. In de begintijd van het heelal waren zulke superzware zwarte gaten nog erg zeldzaam; dat is de belangrijkste reden dat er op zeer grote afstanden relatief weinig quasars zijn gevonden. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Supplement Series. Onderzoek aan verre quasars kan meer informatie opleveren over de processen die er in de prille jeugd van het heelal toe hebben geleid dat koud, neutraal waterstofgas in de intergalactische ruimte opnieuw geïoniseerd raakte. De zogeheten 'epoch of reionisation' (EoR) is een belangrijk en nog grotendeels onontgonnen stadium in de kosmische evolutie. (GS)
Discovery Nearly Doubles Known Quasars from Ancient Universe

6 september 2016
Wanneer twee sterrenstelsels met elkaar botsen en versmelten, zullen hun centrale zwarte gaten op den duur óók versmelten tot één reusachtig zwart gat. Uit gedetailleerde computersimulaties, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, blijkt nu dat dat veel sneller gaat dan altijd is gedacht. Voordat de twee superzware zwarte gaten (elk ca. 100 miljoen keer de massa van de zon) met elkaar versmelten, zullen ze eerst langere tijd om elkaar heen draaien. Daarbij worden laagfrequente zwaartekrachtgolven geproduceerd. Als gevolg daarvan gaat baanenergie verloren, en bewegen de zwarte gaten steeds dichter naar elkaar toe. Tot nu toe werd altijd gedacht dat de uiteindelijke versmelting van de centrale zwarte gaten misschien pas één miljard jaar na de botsing van de twee sterrenstelsels zou plaatsvinden. Uit de nieuwe computersimulaties, uitgevoerd door onderzoekers uit Zwitserland, Pakistan, Duitsland en China, blijkt dat het veel sneller gaat: al ca. tien miljoen jaar na de botsing van de twee stelsels zullen ook de centrale zwarte gaten versmelten. Zwaartekrachtgolven zijn vorig jaar voor het eerst direct waargenomen, door het Amerikaanse LIGO-observatorium. Daarbij ging het echter om golven met een veel hogere frequentie, geproduceerd door de botsing van twee zwarte gaten die slechts enkele tientallen malen zo zwaar zijn als de zon. De laagfrequente zwaartekrachtgolven van botsende superzware zwarte gaten zullen in de toekomst waargenomen kunnen worden door de Europese ruimtemissie eLISA, die begin jaren dertig gelanceerd moet worden. (GS)
First gravitational waves form after 10 million years

5 september 2016
Ongeveer twee jaar geleden ontdekte de Europese ruimtetelescoop XMM-Newton een onverklaard röntgensignaal dat afkomstig is van verre clusters van sterrenstelsels. Het ging om röntgenstraling met een energie van ca. 3,5 kiloelektronvolt (keV). Even dachten sterrenkundigen dat het signaal misschien afkomstig zou kunnen zijn van donkere-materiedeeltjes die elkaar annihileren - het zou dan voor het eerst zijn dat donkere materie echt was waargenomen. Laboratoriumproeven van natuurkundigen van het Duitse Max Planck Institut für Kernphysik hebben nu echter laten zien dat de waargenomen röntgenstraling vermoedelijk afkomstig is van volledig geïoniseerde zwavelatomen die een elektron oppikken van een naburig waterstofatoom en daarbij een röntgenfoton uitzenden met een energie van 3,47 keV. Theoretishe berekeningen van Liyi Gu en Jelle Kaastra van het SRON Netherlands Institute for Space Research bevestigen dit beeld. De nieuwe resultaten zijn beschreven in een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
One trace of dark matter vanishes

30 augustus 2016
Met de röntgenruimtetelescopen Chandra en XMM-Newton is een cluster van sterrenstelsels ontdekt op een afstand van maar liefst 11,1 miljard lichtjaar. We zien de cluster dus zoals hij eruit zag toen het heelal pas 2,7 miljard jaar oud was. Tot nu toe waren op vergelijkbare afstanden alleen zogeheten protoclusters ontdekt. Dat er in dit geval sprake is van een 'echte', volgroeide cluster, blijkt uit de ontdekking van extreem heet gas in de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels. De röntgenstraling van dat gas (paars op de foto) is gedetecteerd en bestudeerd door de twee ruimtetelescopen. De nieuw ontdekte cluster, CL J1001+0220 geheten, bestaat uit minstens elf afzonderlijke sterrenstelsels. Negen daarvan ondergaan een enorme geboortegolf van nieuwe sterren. In het centrum van de cluster ontstaan meer dan 3000 nieuwe sterren per jaar. Alles lijkt erop te wijzen dat de stervormingsacitiviteit in deze vroege periode van het heelal veel hoger was in stelsels die deel uitmaken van een cluster dan in 'solitaire' stelsels. Het aantal sterren in de afzonderlijke stelsels van CL J1001+0220 is aanzienlijk hoger dan wordt voorspeld door computermodellen van de evolutie van het heelal. Dat kan erop wijzen dat die modellen onvolledig zijn, of dat 'opvallende' clusters zoals deze uiterst zeldzaam zijn. De ontdekking en de implicaties ervan worden beschreven in The Astrophysical Journal. (GS)
Record-breaking Galaxy Cluster Discovered

30 augustus 2016
Amerikaanse astronomen hebben een 3D-kaart gemaakt van ruim 70.000 sterrenstelsels op verschillende afstanden van de aarde. De verste stelsels bevinden zich op ca. 12 miljard lichtjaar afstand; we zien ze zoals ze er minder dan twee miljard jaar na de oerknal uitzagen. De nieuwe dataset, ZFOURGE geheten (FourStar Galaxy Evolution Survey), biedt een schat aan informatie over de evolutie van sterrenstelsels in de loop van de milajrden jaren. De waarnemingen zijn verricht met de FourStar-camera, een gevoelige infraroodcamera op de 6,5-meter Baade-telescoop van het Magellan Observatory op Las Campanas in Noord-Chili. Verrassend resultaat van de survey is dat sterrenstelsels in de relatief prille jeugd van het heelal ook al een grote verscheidenheid vertoonden. Ook werd een jonge cluster van sterrenstelsels ontdekt, die al was ontstaan toen het heelal nog maar drie miljard jaar oud was. Op basis van de nieuwe resultaten, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, concluderen de onderzoekers dat ons eigen Melkwegstelsel zo'n 12 miljard jaar geleden veel kleiner moet zijn geweest dan nu, maar dat er wel sprake was van een ca. dertig maal zo hoge stervormingsactiviteit. (GS)
The Rise and Fall of Galaxy Formation

25 augustus 2016
Met behulp van twee van de grootste telescopen ter wereld hebben astronomen een sterrenstelsels ontdekt dat voor 99,99 procent uit mysterieuze donkere materie bestaat. Het stelsel is Dragonlfy 44 genoemd, naar het zoekprogramma waarmee het vorig jaar werd gevonden. Het is uiterst lichtzwak, wat betekent dat het maar weinig sterren bevat. Met de Gemini North-telescoop op Mauna Kea, Hawaii is ontdekt dat het (net als ons eigen Melkwegstelsel) omgeven wordt door een halo van compacte bolvormige sterrenhopen. Uit spectroscopische metingen met Gemini en met de 10-meter Keck-telescoop, eveneens op Mauna Kea, konden de snelheden van deze sterrenhopen worden afgeleid, en daaruit berekenden de sterrenkundigen de totale massa van het sterrenstelsel. Die blijkt vergelijkbaar te zijn met de totale massa van het Melkwegstelsel (ca. één biljoen zonsmassa's). De zichtbare sterren vormen daarvan echter slechts een honderdste procent. Dat betekent dat het stelsel voor 99,99 procent uit onzichtbare donkere materie moet bestaan. Hoe zulke donkere sterrenstelsels kunnen ontstaan is niet bekend. Ook de aarde van de donkere materie in het heelal is nog steeds een onopgelost raadsel. Het internationale onderzoeksteam wordt geleid door de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum, die verbonden is aan Yale University. De nieuwe resultaten zijn beschreven in een artikel in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Scientists Discover Massive Galaxy Made of 99.99 Percent Dark Matter

24 augustus 2016
Metingen met twee verschillende NASA-satellieten hebben een onverwacht verband aan het licht gebracht tussen de gammastraling van zogeheten 'blazars' en hun mid-infrarode 'kleuren'. De nieuwe ontdekking, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, maakt de identificatie van onbekende bronnen van gammastraling en de ontdekking van nieuwe blazars mogelijk. Blazars zijn sterrenstelsels met grote, zware zwarte gaten in hun kern. Vanuit een rondcirkelende schijf van gas en stof zuigen die zwarte gaten materie op. Daarbij worden langs de draaiingsas van het zwarte gat bundels met energierijke deeltjes de ruimte in geschoten, met bijna de lichtsnelheid. Wanneer we vanaf de aarde min of meer in zo'n bundel kijken, is een extreem heldere bron van gammastraling zichtbaar. Met NASA's Fermi-ruimtetelescoop zijn op die manier veel blazars geïdentificeerd. Uit metingen die verricht zijn met de infrarood-ruimtetelescoop WISE blijkt nu dat blazars ook speciale kenmerken hebben op mid-infrarode golflengten. Daardoor is het mogelijk gebleken om niet-geïdentificeerde bronnen van gammastraling (ontdekt door Fermi) nu terug te vinden in de waarnemingsgegevens van WISE. Op die manier zijn 130 tot nu toe onbekende blazars geïdentificeerd. Hoe de relatie tussen de gamma-intensiteit en de mid-infrarode kleuren precies tot stand komt is nog niet bekend, maar de nieuw ontdekte relatie zal zeker bijdragen tot een beter begrip van deze energierijke objecten, aldus de onderzoekers. (GS)
NASA's WISE, Fermi Missions Reveal a Surprising Blazar Connection

24 augustus 2016
De stervormingsactiviteit in een sterrenstelsel wordt beïinvloed door de omgeving waarin dat stelsel zich bevindt. In stelsels die deel uitmaken van grote clusters ontstaan bijvoorbeeld minder sterren dan in geïsoleerde sterrenstelsels. De oorzaak van dat effect is nog niet precies bekend, maar sterrenkundigen hebben nu wel ontdekt dat het in het jonge heelal ook al voorkwam, zij het in iets minder sterke mate. Op basis van infraroodwaarnemingen met de Spitzer Space Telescope zijn honderden kandidaat-clusters ontdekt op grote afstand, waar je ook ver terugkijkt in de tijd. Spectroscopische metingen met de Keck-telescoop op Hawaii en de Very Large Telescope in Chili hebben nu van vier van deze kandidaat-clusters de afstand bepaald. Ze staan zo ver weg dat we terugkijken tot een periode waarin het heelal pas vier miljard jaar oud was. In de sterrenstelsels die zich in de verre, jonge clusters bevinden is de stervormingsactiviteit inderdaad geringer dan in geïsoleerde stelsels op dezelfde afstand. Maar het 'onderdrukkingseffect' is wel kleiner dan in het huidige heelal. De resultaten worden gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
Cosmic Neighbors Inhibit Star Formation, Even in the Early-Universe

10 augustus 2016
In 2007 ontdekte de Nederlandse onderwijzeres Hanny van Arkel een vreemde groene gaswolk nabij het 650 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel IC 2497. Nieuw onderzoek met de röntgensatelliet Chandra wijst erop dat de gloed ervan zal gaan verzwakken. De groene gaswolk, beter bekend als Hanny’s Voorwerp, is ongeveer 200.000 lichtjaar van IC 2497 verwijderd. De vreemde kleur komt voor rekening van zuurstofatomen die zijn ‘aangeslagen’ door de ultraviolette en röntgenstraling die door de kern van dit sterrenstelsel wordt uitgezonden. In die kern verschanst zich een superzwaar zwart gat, dat zich voedt met materie uit zijn omgeving en op die manier grote hoeveelheden energie genereert. Op dit moment produceert dat zwarte gat echter lang niet genoeg straling om de waargenomen gloed te kunnen veroorzaken. Daar bestaat echter een simpele verklaring voor: de huidige gloed is immers te danken aan straling die 200.000 jaar geleden door de kern van IC 2497 is uitgezonden. Als deze interpretatie klopt, ziet de toekomst van Hanny’s Voorwerp er een beetje somber uit. Nieuwe waarnemingen met Chandra geven aan dat kern van IC 2497 nog steeds flinke hoeveelheden energie produceert, maar dat daar binnen afzienbare tijd weleens een eind aan zou kunnen komen. De directe omgeving van het zwarte gat blijkt namelijk aanzienlijk koeler te zijn dan het gas verder daarvandaan. Volgens astronomen kan er een grote ‘holte’ in het gas rond het zwarte gat zijn ontstaan. Het daar aanwezige gas zou zijn weggeblazen door ofwel de ‘jets’ die het materie-opslokkende zwarte gat vroeger uitstoot of door de intense straling van de materie in de zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. Hoe dan ook: het lijkt erop dat de energieproductie van de kern van IC 2497 stilvalt. Dat betekent dat de groene gloed van Hanny’s Voorwerp geleidelijk zal verzwakken. Helemaal donker zal de gaswolk echter niet worden, want in een klein deel ervan zijn enkele miljoenen jaren geleden sterren geboren. (EE)
A Black Hole Story Told by a Cosmic Blob and Bubble

9 augustus 2016
Zelfs sterrenstelsels met heel weinig massa zijn in staat om kleine soortgenoten op te slokken. Dat blijkt uit onderzoek door een internationaal team van astronomen, onder leiding van de Italiaanse Francesca Annibali. Bij het onderzoek, dat is uitgevoerd met de Large Binocular Telescope in Arizona, is de omgeving van het dwergstelsel DDO 68 onder de loep genomen. DDO 68 bevat maar ongeveer 100 miljoen zonsmassa’s aan sterren – ongeveer duizend keer zo weinig als onze Melkweg. Volgens het meest gangbare theoretische scenario ontstaan sterrenstelsels door met kleinere soortgenoten samen te smelten. Tot nu toe was deze gang van zaken echter alleen bij grote sterrenstelsels waargenomen. Maar DDO 68, die zich in een leeg stukje heelal op 39 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt, lijkt hetzelfde spelletje te spelen. Het kleine sterrenstelsel heeft zich omringd met een aantal kleine satellietstelsels, en is bezig om ze op te slokken. Een van deze stelsels is zelfs al uitgerekt tot een lange stroom van sterren en gas. (EE)
DDO 68: Among Galaxies, a Flea, but a Voracious One

3 augustus 2016
Amerikaanse astronomen hebben voor het eerst een nauwkeurige meting gedaan van de hoeveelheid zuurstof in een sterrenstelsel op 12 miljard lichtjaar van de aarde. Zuurstof, het op twee na meest voorkomende element in het heelal, wordt aangemaakt in sterren en bij de dood van deze sterren toegevoegd aan het interstellaire gas (Astrophysical Journal Letters, 3 augustus). De (relatieve) hoeveelheid zuurstof in een sterrenstelsel wordt grotendeels bepaald door drie factoren: de hoeveelheid zuurstof die wordt geproduceerd door zware sterren die hun bestaan met supernova-explosies afsluiten; de hoeveelheid zuurstof die door zogeheten ’superwinden’ uit het stelsel wordt weggeblazen; en de hoeveelheid maagdelijk, zuurstofarm gas die vanuit de intergalactische ruimte het stelsel in stroomt. Door te meten hoeveel zuurstof een stelsel bevat, kan worden afgeleid welke van deze processen de overhand heeft. Het onderzochte stelsel, COSMOS-1908, bevat naar schatting een miljard sterren – ruwweg honderd keer zo weinig als onze Melkweg. De abundantie van zuurstof is vijf keer zo gering als die in onze zon. (EE)
UCLA Astronomers Use Keck Observatory to Look Back 12 Billion Years and Measure Oxygen

2 augustus 2016
Met een nieuwe laagfrequente radiotelescoop in West-Australië hebben astronomen metingen gedaan die meer licht werpen op de voorgeschiedenis van Supernova 1987A. Het gaat om een van de eerste wetenschappelijke resultaten van de Murchison Widefield Array (MWA). De nieuwe waarnemingen zijn beschreven in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. In februari 1987 zagen sterrenkundigen een ster exploderen in de Grote Magelhaense Wolk, op ca. 167.000 lichtjaar afstand. Op oudere foto's was te zien dat de ster vóór de supernova-explosie een blauwe superreus was, die grote hoeveelheden materie de ruimte in blies. Theoretici rekenden voor dat de ster in een nog eerder stadium een rode superreus geweest moet zijn, met een geringer massaverlies, maar uit de beschikbare waarnemingen kon over dat stadium van de evolutie van de ster niets met zekerheid worden afgeleid. De laagfrequente radiowaarnemingen van de in aanbouw zijnde MWA (in zekere zin vergelijkbaar met de LOFAR-telescoop in Drenthe) bieden nu voor het eerst wél informatie over dat rode-superreuzenstadium. Uit de waargenomen zwakke radioruis, afkomstig van het inmiddels sterk afgekoelde gas dat miljoenen jaren geleden de ruimte in werd geblazen, leiden Australische astronomen nu af dat de sterrewind van de rode superreus zwakker en trager was dan tot nu toe werd aangenomen. (GS)
Faint Hisses from Space Reveal Famous Star's Past

28 juli 2016
De NASA-satelliet NuSTAR heeft grote aantallen superzware zwarte gaten opgespoord die bijdragen aan de kosmische ‘röntgenachtergrond’ – een vrij gelijkmatige gloed van röntgenstraling waarvan de oorsprong nog steeds niet helemaal duidelijk is. Met name de herkomst van de meest energierijke component van deze achtergrondstraling is nog onzeker. Bij eerder onderzoek met de röntgensatelliet Chandra was al gebleken dat de röntgenachtergrond voor een groot deel wordt veroorzaakt door zogeheten actieve zwarte gaten – kolossale zwarte gaten in de kernen van verre sterrenstelsels die bezig zijn om materie uit hun omgeving op te slokken. Chandra heeft echter geen zicht op het meest energierijke deel van het röntgenspectrum. Metingen van NuSTAR hebben nu laten zien dat ook die hoogenergetische röntgenstraling voor een belangrijk deel voor rekening komt van actieve zwarte gaten. Zij zijn goed voor ongeveer een derde van deze vorm van röntgenstraling. Waar de rest vandaan komt, is nog onduidelijk. De materie die door zwarte gaten wordt aangetrokken wordt extreem heet en zendt daardoor röntgenstraling uit. En naarmate een superzwaar zwart gat meer ‘brandstof’ aangevoerd krijgt, komt er meer hoogenergetische röntgenstraling vrij. NuSTAR is de eerste satelliet die scherpe opnamen kan maken in dit deel van het elektromagnetische spectrum. (EE)
Chorus of Black Holes Sings in X-Rays

26 juli 2016
Een groep Japanse studenten heeft bij toeval een zeer bijzondere zwaartekrachtlens gevonden, tijdens het bestuderen van foto's die gemaakt zijn met de Hyper Suprime-Cam op de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. De ontdekking is beschreven in Astrophysical Journal Letters. Op de foto's zagen de studenten een merkwaardig sterrenstelsel, omgeven door ringvormige structuren, dat ze 'het Oog van Horus' hebben genoemd.  Die ringen - de binnenste enigszins rood van kleur en de buitenste wat blauwer - blijken de vervormde beeldjes te zijn van twee andere sterrenstelsels die zich gezien vanaf de aarde vrijwel exact achter het voorgrondstelsel bevinden. Ook de heldere plekken op de ringen zijn gelensde (en daardoor versterkte) beeldjes van de achtergrondstelsels. Spectroscopisch onderzoek met een van de Magellan-telescopen in Chili heeft uitgewezen dat het voorgrondstelsel op een afstand van ca. 7 miljard lichtjaar staat; de achtergrondstelsels staan op 9 resp. 10,5 miljard lichtjaar afstand. Het verste object lijkt uit twee afzonderlijke sterrenstelsels te bestaan, die mogelijk met elkaar in botsing zijn. Onderzoek aan sterke zwaartekrachtlenzen biedt de mogelijkheid om zeer verre sterrenstelsels in detail te bestuderen. Ook leveren de metingen indirect informatie op over de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. (GS)
Ancient Eye in the Sky

21 juli 2016
NASA en ESA hebben een nieuwe Hubble-opname gepresenteerd die gemaakt is in het kader van ‘Frontier Fields’. Dat is een 3-jarig onderzoeksprogramma waarbij ‘ultra-diepe’ opnamen worden gemaakt van zes specifieke hemelgebiedjes. Bij Frontier Fields wordt de kracht van de ruimtetelescoop gecombineerd met de natuurlijke ‘lenswerking’ van zes verschillende clusters van sterrenstelsels. De nu vrijgegeven foto toont de 4 miljard lichtjaar verre cluster Abell S1063. Dat laatste betekent dat we de cluster zien zoals deze 4 miljard jaar geleden was. Maar op de foto staan nog veel oudere/verdere objecten. De enorme massa van de cluster vervormt en versterkt het licht van sterrenstelsels op de achtergrond. Dit zogeheten zwaartekrachtlenseffect stelt Hubble in staat om sterrenstelsels te zien die eigenlijk te ver weg staan om waarneembaar te zijn. Op de nieuwe opname zijn al zestien van die vervormde, en soms meervoudig afgebeelde achtergrondstelsels ontdekt. Eén van die stelsels is bijna 13 miljard lichtjaar van ons verwijderd. De waarnemingen kunnen ook worden gebruikt om meer te weten te komen over de verdeling van zowel normale als donkere materie in Abell S1063. Deze cluster is overigens niet de eerste die in het kader van Frontier Fields is bekeken: eerder zijn al drie andere aan de beurt gekomen, en de komende jaren volgen er nog twee. (EE)
Space... the final frontier

14 juli 2016
Gammaflitsen behoren tot de meest explosieve verschijnselen in het heelal. Maar desondanks worden de meeste van deze heldere explosies over het hoofd gezien. Of beter gezegd: ze gaan aan ons voorbij, zo blijkt uit onderzoek met onder meer de Amerikaanse röntgensatellieten Chandra en Swift (The Astrophysical Journal, 14 juli). Astronomen vermoeden dat sommige gammaflitsen het gevolg zijn van het botsen en samensmelten van twee neutronensterren of een neutronenster en een zwart gat. Het nieuwe onderzoek heeft sterke aanwijzingen opgeleverd dat bij zo’n botsing een zeer smalle bundel of ‘jet’ van gammastraling ontstaat. Als die jet niet precies richting aarde wijst, is de gammaflits die bij de botsing wordt geproduceerd niet te zien. Een en ander volgt uit waarnemingen van een korte gammaflits die op 3 september 2014 werd opgemerkt. Deze explosie speelde zich af in een sterrenstelsel op 3,9 miljard lichtjaar van de aarde. Ongeveer drie weken na de ontdekking van de gammaflits werd het nagloeiende restant ervan op röntgengolflengten waargenomen met de Chandra-satelliet. Daarbij is vastgelegd hoe de intensiteit van de röntgenstraling mettertijd afnam, en dat heeft belangrijke informatie opgeleverd over de eigenschappen van de jet die bij deze gammaflits is ontstaan. Op basis van de röntgenwaarnemingen hebben de onderzoekers vastgesteld dat de jet onder een hoek van slechts vijf graden divergeert (‘uitwaaiert’) – dat is tienmaal de hoek waaronder we vanaf de aarde de maan waarnemen. Concreet betekent dit dat astronomen slechts ongeveer 0,4% van dit soort gammaflitsen kunnen zien. In ruim 99 van de 100 gevallen gaan de jets langs ons heen. (EE)
GRB 140903A: Chandra Finds Evidence for Violent Stellar Merger

14 juli 2016
Astronomen een nieuwe kaart gepresenteerd – de grootste tot nu toe – van de ruimtelijke verdeling van 1,2 miljoen sterrenstelsels. Aan de hand van de driedimensionale heelalkaart is een nieuwe nauwkeurige meting gedaan van de ‘donkere energie’ – de mysterieuze kracht die het heelal steeds sneller doet uitdijen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 14 juli). De kaart is het resultaat van het derde deel van de Sloan Digital Sky Survey (SDDS), een groot waarnemingsprogramma dat zich afspeelde in de periode 2008-2014. Een van de onderdelen van deze hemelverkenning was de Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Deze laatste had tot doel om in de verdeling van sterrenstelsels het patroon op te sporen dat is achtergelaten door de drukgolven die door het heelal trokken toen dit nog maar 400.000 jaar bestond. Het gevolg daarvan is dat sterrenstelsels een voorkeur vertonen voor een specifieke onderlinge afstand, die de ‘akoestische schaal’ wordt genoemd. Door de verdeling van sterrenstelsels op afstanden tot 7 miljard lichtjaar te meten, kon met behulp van de BOSS-gegevens worden vastgesteld hoe die karakteristieke onderlinge afstand de afgelopen 7 miljard jaar door de uitdijing van het heelal is toegenomen. Daaruit blijkt dat de donkere energie in die periode niet veel in kracht kan zijn veranderd: maximaal 20 procent. De kaart laat ook zien dat de bewegingen van sterrenstelsels naar gebieden in het heelal waar zich meer materie bevindt, volledig in overeenstemming zijn met de algemene relativiteitstheorie. Dat bevestigt het vermoeden dat de versnelling van de kosmische uitdijing wordt veroorzaakt door een echt verschijnsel dat zich op de grootst mogelijke kosmische schalen afspeelt, en niet kan worden toegeschreven aan een mankement in onze zwaartekrachtstheorie. (EE)
Astronomers Map A Record-Breaking 1.2 Million Galaxies To Study The Secrets Of Dark Energy

13 juli 2016
Een internationaal team van astronomen heeft drie supernova-restanten ontdekt die als een stel matroesjka’s in elkaar geschoven zitten. De kolossale uitdijende gasbellen zijn waargenomen in het sterrenstelsel M33 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 juli). De ontdekking is gedaan in het kader van een speciaal zoekprogramma naar zogeheten ‘superbellen’ in de interstellaire ruimte. Daarbij is gebruik gemaakt van de 4,2-meter William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma. Superbellen variëren in afmetingen van een paar lichtjaar tot ongeveer duizend lichtjaar. De kolossale gasbellen ontstaan rond jonge sterrenhopen, waarin zware sterren hevige sterrenwinden produceren en na een kort bestaan op explosieve wijze aan hun einde komen. De uitdijende gasbellen die daarbij ontstaan, verenigen zich tot een superbel. Het is voor het eerst dat een geval is ontdekt waarbij de gasschillen van drie opeenvolgende supernova-explosies elkaar precies overlappen. Elk van de concentrische gasschillen bevat een paar honderd zonsmassa’s aan materie. Die materie is overigens maar zeer ten dele van de ontplofte sterren afkomstig. Het overgrote deel ervan bestaat uit bijeengeveegd interstellair gas. Dat dit gas niet al na één supernova-explosie was geruimd, wijst erop dat het interstellaire medium niet homogeen is. Blijkbaar vertoont het gas lokale verdichtingen, waardoor na het passeren van de schokgolf van de eerste supernova genoeg gas achterblijft om door volgende supernova’s te worden opgeveegd. (EE)
A “matryoshka” in the interstellar medium

12 juli 2016
De allereerste supernova's in het heelal - sterexplosies die ca. 100 miljoen jaar na de oerknal al plaatsvonden - hadden een opvallende blauwe tint, vergeleken met supernova-uitbarstingen zoals die tegenwoordig worden waargenomen. Dat concluderen Japanse onderzoekers op basis van modelberekeningen aan de explosies van extreem metaalarme sterren. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De eerste (zware) sterren die in het heelal werden geboren, ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal, bestonden vrijwel uitsluitend uit waterstof en helium. In hun inwendige werden bij kernfusieprocessen wel zwaardere elementen gevormd (zogeheten 'metalen'), maar vergeleken met latere generaties sterren waren met name de buitenlagen van de allereerste sterren extreem 'metaalarm'. De supernova-explosies waarmee deze eerstegeneratiesterren hun korte leven beëindigden (al na enkele miljoenen jaren) zullen er daardoor ook anders hebben uitgezien dan latere supernova-explosies in de geschiedenis van het heelal. Uit de nieuwe modelberekeningen blijkt dat de allereerste supernova-uitbarstingen een iets sneller helderheidsverloop vertoond moeten hebben, en dat ze bovendien opvallend blauw van kleur geweest moeten zijn. Op die manier kunnen in de toekomst eerstegeneratiesupernova's onderscheiden worden van latere sterexplosies. Daarvoor moeten sterrenkundigen wel wachten op de lancering van de James Webb Space Telescope (oktober 2018), want die allereerste supernova's kunnen alleen op extreem grote afstanden worden waargenomen, waardoor ze zeer zwak zijn. Bovendien is hun licht door de uitdijing van het heelal verschoven naar infrarode golflengten. (GS)
Blue is an indicator of first star’s supernova explosions

12 juli 2016
Op 250 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, in een betrekkelijk leeg en rustig deel van het heelal, hebben sterrenkundigen een bizar sterrenstelsel ontdekt dat op een ongewone manier samengesteld lijkt te zijn uit 'brokstukken' van andere stelsels, een beetje zoals het monster van Frankenstein. Het stelsel, UGC 1382 geheten, blijkt bovendien tien keer zo groot te zijn als oorspronkelijk werd gedacht. De ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Op het eerste gezicht lijkt UGC 1382 een onopvallend, relatief klein elliptisch sterrenstelsel (linker foto). Op ultravioletopnamen, gemaakt door de Amerikaanse ruimtetelescoop GALEX, blijkt het stelsel echter uitgestrekte spiraalarmen te vertonen (middelste foto); die zijn ook zichtbaar op lang belichte optische foto's. Metingen met radiotelescopen brachten vervolgens een nóg grotere schijf van neutraal waterstofgas aan het licht (rechter foto). Al met al is UGC 1382 ruim zeven keer zo groot in middellijn als ons eigen Melkwegstelsel. Het meest opmerkelijke van het stelsel is echter dat de oudste sterren zich aan de buitenzijde bevinden, en de jongere sterren in het centrum - precies andersom dan gebruikelijk. De onderzoekers vermoeden dat het stelsel is ontstaan doordat kleine, oude gasrijke sterrenstelsels zijn 'opgeslokt' door een jonger lensvormig sterrenstelsel. Op die manier kwamen er oude sterren in de buitendelen van een jonger stelsel terecht. UGC 1382 dankt zijn bestaan bovendien aan de rustige omgeving waarin het stelsel zich bevindt: de dichtheid van de buitendelen (de spiraalarmen en de gasschijf) is erg laag, en het stelsel zou door zwaartekrachtstoringen van naburige, passerende stelsels gemakkelijk uiteengerukt kunnen worden. (GS)
'Frankenstein' Galaxy Surprises Astronomers

11 juli 2016
Aan de noordkant van de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg – is een zwakke boog van sterren te zien. Nieuwe computersimulaties wijzen erop dat deze het gevolg is van een botsing met een andere galactische buur: de Kleine Magelhaense Wolk (The Astrophysical Journal, 27 juni). De sterrenboog is voor het eerst opgemerkt op opnamen die zijn gemaakt voor de Dark Energy Survey (DES). Tot nu toe werd de structuur toegeschreven aan de getijdeninvloed van ons Melkwegstelsel. Maar een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Roeland van der Marel, had daar echter zo zijn bedenkingen bij. Volgens hen zou het lint sterren ook het gevolg kunnen zijn van interacties tussen de beide Magelhaense Wolken. Als onze Melkweg de boosdoener was, zou de Grote Magelhaense Wolk ook aan zijn zuidkant zo’n boog van sterren moeten vertonen. Maar jammer genoeg heeft de DES-survey dat deel van het stelsel nog niet bekeken. Daarom hebben de astronomen een andere oplossing bedacht: ze hebben het zuidelijke deel van het stelsel in kaart gebracht met kleine autonoom werkende telescopen die op de berg La Silla in het noorden van Chili werden gestationeerd. Met deze instrumenten – in feite niet meer dan een digitale camera voorzien van een telelens – kon de noordelijke boog inderdaad ook worden vastgelegd. Maar van een zuidelijke boog ontbreekt elk spoor. Het lijkt er dus op dat de sterrenboog van de Grote Magelhaense Wolk niet het gevolg is van de zwaartekrachtsaantrekking van de Melkweg. Daarbij komt nog dat computersimulaties laten zien dat de Grote Magelhaense Wolk tot 1 à 2 miljard jaar na een botsing met zijn kleinere soortgenoot precies zo’n enkelzijdige boogstructuur zal vertonen. (EE)
Dark Energy Survey

7 juli 2016
Astronomen Aaron Smith, Volker Bromm en Avi Loeb denken op het spoor te zijn van een bijzonder zwart gat, dat vroeg in de geschiedenis van het heelal is ontstaan. Het object zou te vinden zijn in het meer dan 12 miljard lichtjaar verre sterrenstelsel CR7 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 7 juli). Het betreffende zwarte gat zou zijn ontstaan uit een samentrekkende kolossale ‘oerwolk’ van waterstof en helium. Onder normale omstandigheden fragmenteert zo’n gaswolk tijdens het samentrekken, waardoor meerderde sterren ontstaan. Maar berekeningen laten zien dat het gas in een omgeving met intense ultraviolette straling zo heet kan blijven, dat het nooit tot stervorming komt. Hierdoor zou de gaswolk direct samentrekken tot een zwart gat van ruwweg 100.000 zonsmassa’s. Gaswolken en jonge zwarte gaten van dit kaliber zijn in het tegenwoordige heelal niet meer te vinden. Het meeste gas is gebruikt voor de vorming van sterren. En de zwarte gaten die in het centrum van de huidige sterrenstelsels te vinden zijn, hebben doorgaans flink meer massa doordat zij in de loop van de kosmische geschiedenis gaswolken en sterren hebben opgeslokt en met soortgenoten zijn gefuseerd. Maar volgens de astronomen vertoont het stelsel CR7 precies de stralingseigenschappen die je verwacht als er een zwart gat van deze omvang in zijn kern zit. Het stelsel vertoont onder meer onverwacht heldere lijnen van waterstof en helium, wat erop wijst dat het aanwezige gas extreem heet is (100.000 kelvin). En om die temperatuur te kunnen bereiken heb je een intense bron van harde ultraviolette straling nodig. Die bron zou een sterrenhoop van jonge, zware sterren kunnen zijn, maar ook een zwart gat van aanzienlijke massa. Computersimulaties laten zien dat de sterrenhoop-hypothese de waargenomen straling niet kan verklaren. Maar een zwart gat dat door ‘rechtstreekse ineenstorting’ is ontstaan, voldoet dus wel. (EE)
Astronomers find evidence for ‘direct collapse’ black hole

6 juli 2016
Gegevens van de, kort na zijn lancering verloren gegane, Japanse röntgensatelliet Hitomi, hebben nieuw inzicht gegeven in het reilen en zeilen van clusters van sterrenstelsels. De gegevens bevestigen dat daarbij een cruciale rol is weggelegd voor de superzware zwarte gaten in de kernen van de stelsels: deze fungeren als een soort thermostaten die de groei van sterrenstelsels reguleren (Nature, 6 juli). Hitomi werd op 17 februari van dit jaar gelanceerd, maar heeft slechts iets meer dan een maand gefunctioneerd. Door een storing in zijn standregelsysteem en een softwarefout begon de satelliet op 26 maart zo hard te tollen, dat hij uit elkaar viel. Tijdens zijn korte bestaan heeft Hitomi röntgengegevens verzameld van de kern van de Perseuscluster, een verzameling van honderden sterrenstelsels op 240 miljoen lichtjaar van de aarde. De Perseuscluster behoort tot de grootste structuren in het heelal die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. De Perseuscluster bestaat niet alleen uit sterrenstelsels, maar heeft ook een ‘atmosfeer’ van heet gas met een temperatuur van tientallen miljoenen graden en een halo van (onwaarneembare) donkere materie. Een van de vraagstukken rondom clusters als deze is waarom dat hete gas niet afkoelt en nieuwe sterren en sterrenstelsels kan vormen. De meetgegevens van Hitomi laten zien dat de superzware zwarte gaten in de kernen van de al bestaande sterrenstelsels daar de oorzaak van zijn. De ‘jets’ van deze objecten pompen zoveel energie de ruimte in, dat het daar aanwezige gas niet kan afkoelen. De zwarte gaten voorkomen niet alleen de vorming van nieuwe sterrenstelsels, maar zorgen er ook voor dat de stelsels die wél ontstaan niet ongebreideld blijven groeien. Als een sterrenstelsels te snel gas uit zijn omgeving aantrekt, stroomt er veel materie naar zijn centrale zwarte gat, dat op zijn beurt dan weer enorm veel energie produceert en het toegestroomde gas weer terug de ruimte in blaast. (EE)
A new look at the galaxy-shaping power of black holes

4 juli 2016
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) is een nauwe jet (straalstroom) ontdekt in de kern van het sterrenstelsel NGC 1377, op 70 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eridanus. Zulke jets ontstaan wanneer een superzwaar zwart gat in de kern van een sterrenstelsel materie uit zijn omgeving opslokt; een deel van die materie wordt met grote snelheid langs de draaiingsas van het zwarte gat de ruimte in geblazen, vermoedelijk onder invloed van magnetische velden. De jet van NGC 1377 is ongeveer 500 lichtjaar lang en 60 lichtjaar breed; het weggeblazen materiaal heeft een snelheid van ca. 800.000 kilometer per uur. Opmerkelijk genoeg bestaat de jet niet uit extreem heet geïoniseerd gas, zoals meestal het geval is, maar uit koel moleculair gas. Een en ander doet vermoeden dat het zwarte gat in de kern van het stelsel in hoog tempo in massa aan het toenemen is - op zichtbare golflengten wordt de kern van het stelsel verduisterd door dichte stofwolken. De ALMA-metingen lijken er ook op te wijzen dat de jet langzaam van richting verandert - hij slingert een beetje. Dat zou veroorzaakt kunnen worden door een ongelijkmatige toevoer van materiaal, of doordat er in de kern van het sterrenstelsel twee zware zwarte gaten om elkaar heen draaien. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
Persbericht Chalmers University, Zweden

1 juli 2016
Een internationaal team van astronomen heeft gloeiende druppeltjes van gecondenseerd water ontdekt in het verre Spinnenwebstelsel. Maar dat water bevindt zich niet op de plek waar het werd verwacht. Dat wordt vandaag (1 juli) bekendgemaakt op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. Het Spinnenwebstelsel is een onregelmatig gevormd sterrenstelsel op een afstand van meer dan 10 miljard lichtjaar, dat in feite nog niet ‘af’ is. Het bestaat uit tientallen kleine stelsels die bezig zijn om samen te smelten. Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) laten zien dat het eigenlijke stelsel rijk is aan stof, wat kenmerkend is voor actieve stervorming. Maar het water bevindt zich juist in verre buitendelen ten oosten en ten westen ervan en niet – zoals verwacht – in de buurt van de stofrijke stervormingsgebieden. Volgens de astronomen ligt de oorzaak waarschijnlijk bij de krachtige jets die het superzware zwarte gat in het hart van het Spinnenwebstelsel uitstoot. Terwijl deze jets zich een weg naar buiten banen, drukken ze de gaswolken die zij onderweg tegenkomen samen en brengen zij de daarin aanwezige watermoleculen aan het gloeien. De gaswolken waarin de waterdruppeltjes zijn gedetecteerd zijn momenteel te heet om sterren te kunnen vormen. Maar de verwachting is dat zij op enig moment zullen afkoelen, waardoor ze alsnog in stellaire kraamkamers veranderen. (EE)
ALMA discovers dew drops surrounding dusty spider’s web

1 juli 2016
Vanaf 2020 zal de Europese satelliet Euclid aan de reusachtige taak beginnen om honderdduizend zogeheten zwaartekrachtlenzen te analyseren. Vooruitlopend daarop hebben onderzoekers van de universiteit van Nottingham software ontwikkeld die de analyse van zwaartekrachtlenzen automatiseert. De eerste resultaten van deze ‘Autolens’-software worden vandaag (1 juli) gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. Een zwaartekrachtlens is niets anders dan een sterrenstelsel of een ander ‘zwaar’ object, dat met zijn zwaartekrachtveld het licht van een verder weg gelegen object afbuigt. Een waarnemer die op één lijn staat met dit tweetal krijgt hierdoor vervormde beelden te zien van het achtergrondobject. De Autolens-software maakt op basis van die vervormde beelden een reconstructie van de werkelijke gedaante van het achtergrondobject. Bij wijze van proef is een Hubble-opname van een zwaartekrachtlens geanalyseerd. De lichtbogen die daarop te zien zijn, blijken vervormde afbeeldingen te zijn van twee botsende sterrenstelsels. Autolens kan aan de hand van de beeldinformatie ook de verdeling van de donkere materie in het voorgrondstelsel – de lens dus – in kaart brengen. (EE)
AutoLens Analysis Steps Up for Euclid’s 100 000 Strong Gravitational Lens Challenge

1 juli 2016
Natuurlijke ‘lenzen’ kunnen astronomen helpen om de kernen van verre actieve sterrenstelsels te onderzoeken. Dat melden onderzoekers van de universiteit van Edinburgh vandaag op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. Sommige sterrenstelsels pompen enorme hoeveelheden energie de ruimte in vanuit een centraal gebied dat niet veel groter is dan ons zonnestelsel. Zulke actieve kernen zijn doorgaans honderden miljoenen of miljarden lichtjaren van ons verwijderd, en laten zich dus moeilijk gedetailleerd onderzoeken. De energieproductie van zo’n actieve kern is vaak vergelijkbaar met die van een compleet sterrenstelsel. Dat is zo extreem veel dat de meeste astronomen denken dat alleen een gas-opslokkend superzwaar zwart gat ervoor verantwoordelijk kan zijn. Astronomen zouden graag willen zien wat er gebeurt met het gas dat naar het zwarte gat toe stroomt, maar dat is vanwege de enorme afstanden niet mogelijk. Of toch wel? Volgens de Schotse onderzoekers kunnen astronomen gebruik maken van kosmische toevalligheden. Wanneer een ster of planeet in ons eigen Melkwegstelsel vanaf de aarde gezien precies voor zo’n actieve kern langs schuift, fungeert deze – of beter gezegd: zijn zwaartekrachtsveld – als een soort lens. Dit effect zorgt ervoor dat het licht van de actieve kern wordt versterkt en zou zelfs gaswolken in de omgeving van het zwarte gat waarneembaar kunnen maken. Modelberekeningen laten zien dat een actieve kern door dit lenseffect in de loop van enkele jaren tien keer zo helder wordt. De astronomen denken dat ze al twee van zulke toevallige lenseffecten hebben waargenomen. Maar er moeten er meer zijn. Geschat wordt dat er op elk moment een stuk of honderd ‘versterkte’ actieve kernen waarneembaar zijn, al zijn slechts enkele daarvan op hun helderst. De hoop bestaat dat de Large Synoptic Survey Telescope, die vanaf 2019 de halve hemel afspeurt, de karakteristieke helderheidsveranderingen van actieve kernen zal kunnen registreren. (EE)
In the blink of a cosmic eye: chance microlensing events probe galactic cores

1 juli 2016
De meeste quasars produceren weinig radiostraling, omdat hun ‘jets’ klein bemeten zijn. Dat blijkt uit onderzoek van een viertal ‘radio-stille’ quasars waarvan de beelden door het zwaartekrachtlenseffect zijn versterkt. De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd op de slotdag van de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. In quasarland is radiostilte de norm: slechts één op de tien quasars is een sterke bron van radiostraling. Deze straling is afkomstig van opvallende jets van materiaal dat uit de naaste omgeving van een centraal zwart gat wordt weggeblazen. De overige 90 procent zendt nauwelijks radiostraling uit, maar waarom niet? Eigenlijk zullen pas de grote radiotelescopen van de toekomst, zoals de Square Kilometre Array, deze vraag definitief kunnen beantwoorden. Maar geholpen door het zwaartekrachtlenseffect, waarbij een sterrenstelsel op de voorgrond de zwakke straling van een radio-stille quasar versterkt, zijn nu al vrij gedetailleerde opnamen van enkele van deze objecten gemaakt. Daartoe moesten de sterk vervormde beelden van de quasars wel worden ‘opgepoetst’ of beter gezegd: gereconstrueerd. Aan de hand van deze beeldreconstructies hebben astronomen nauwkeurig de afmetingen kunnen meten van de gebieden in de onderzochte quasars die radiostraling produceren. Volgens een van de theorieën zou deze radiostraling afkomstig zijn van afzonderlijke supernova’s, verspreid over het sterrenstelsel dat de quasar omgeeft. De nieuwe waarnemingen laten echter zien dat radio-stille quasars slechts één kleine radiobron bevatten. Dat wijst erop dat ook bij deze objecten de radiostraling uit de naaste omgeving van het centrale zwarte gat komt. Het belangrijkste verschil tussen radio-stille en radio-luide quasars lijkt simpelweg de omvang van de radiostraling uitzendende jets te zijn. (EE)
Gravitational Lens Zooms In On Why Some Quasars Have The Radio Turned Down

30 juni 2016
Wetenschappers van de universiteit van Cambridge hebben een methode bedacht om zwarte gaten te detecteren die uit hun sterrenstelsel worden ‘weggeschopt’. Zo’n superkick ontstaat wanneer de terugslag van twee ronddraaiende zwarte gaten die met elkaar in botsing komen zo hevig is, dat het restant van de fusie tussen de beide objecten met een snelheid van 5000 kilometer per seconde wegschiet. Zo’n gebeurtenis zou kunnen worden geregistreerd met een ultragevoelige zwaartekrachtgolfdetector (Physical Review Letters, 1 juli). Volgens de onderzoekers verraden dit soort botsingen zich via het dopplereffect. Dat effect kennen we van geluid: de sirene van een tegemoetkomende ambulance klinkt hoger dan die van een ambulance die zich van je verwijdert. In de astronomie zorgt het dopplereffect ervoor dat het licht van een naderend hemelobject een stukje naar de blauwe kant van het spectrum opschuift en dat van een zich verwijderend object naar de rode kant. Datzelfde verschijnsel zou ook optreden bij zwaartekrachtgolven. Als het weggeschopte zwarte gat onze kant op komt c.q. zich van ons verwijdert, zouden de zwaartekrachtgolven respectievelijk een beetje korter of langer moeten zijn. Voor de detectie van dit effect is wel een uiterst nauwkeurige zwaartekrachtgolfdetector nodig. De op aarde gestationeerde LIGO-detectoren, die vorig jaar voor het eerst zwaartekrachtgolven hebben geregistreerd, schieten wat dat betreft tekort. Het wachten is op eLISA, een Europese zwaartekrachtdetector in de ruimte, waarvan de lancering voor 2034 op het programma staat. (EE)
Using Gravitational Waves To Catch Runaway Black Holes

30 juni 2016
Astronomen hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het feit dat er, naast blauwe en rode sterrenstelsels, zo weinig groene stelsels zijn in het heelal. Het lijkt om een korte, maar hevige overgangsfase te gaan. Dat rapporteren ze vandaag tijdens de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. Met behulp van computermodellen van het heelal hebben de astronomen onderzocht welke kleuren sterrenstelsels vertonen, en wat die kleuren ons kunnen vertellen over hun ontwikkelingsstadium. De modellen geven aan hoe de leeftijden en chemische samenstellingen van sterren zich vertalen naar de kleur van het licht dat ze uitzenden. Zo lang een sterrenstelsel nog grote aantallen nieuwe sterren produceert, vertoont het een gezonde blauwe gloed. Maar zodra de vorming van nieuwe sterren stagneert, en oude sterren de overhand krijgen, verandert die kleur in rood. En daarnaast is er dus ook nog een kleine categorie van groene sterrenstelsels. De computersimulaties laten zien dat deze sterke kleurveranderingen doorgaans het gevolg zijn met het (soms heel plotseling) opraken van de voorraad gas in de stelsels – het materiaal waaruit sterren worden gevormd. Kleine groene stelsels bevinden zich vaak in de greep van een grote soortgenoot, die hun gasvoorraad letterlijk afpikt. Grote groene stelsels kunnen het gevolg zijn van grote uitbarstingen van de superzware zwarte gaten in hun centrum, die het gas simpelweg de ruimte in blazen. Maar niet alle groene stelsels worden daarna onmiddellijk rood. In sommige gevallen weten ze nog genoeg gas uit hun omgeving aan te trekken om nieuwe sterren te vormen. Ze worden dan gewoon weer blauw. (EE)
It’s not easy being green – what colours tell us about galaxy evolution

29 juni 2016
Een internationaal team van meer dan honderd astronomen heeft vandaag de allereerste catalogus van het ‘verborgen’ heelal gepubliceerd. De gids brengt in kaart hoeveel energie de vele sterrenstelsels in het heelal in de loop van de kosmische geschiedenis hebben geproduceerd. Ongeveer de helft van de energie die door sterrenstelsels is uitgezonden, wordt geabsorbeerd door interstellaire stofdeeltjes – kleine vaste deeltjes die overal in de ruimte tussen de sterren worden aangetroffen. Dat stof is erg hinderlijk bij het onderzoek naar het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels. De Europese infraroodsatelliet Herschel, die van 2009 tot 2013 in bedrijf was, heeft deze ‘ontbrekende energie’ voor het eerst in kaart gebracht. Daartoe is gekeken naar de ver-infrarode straling die het opgewarmde kosmische stof uitzendt. De analyse van deze waarnemingen heeft zeven jaar geduurd. Het resultaat – de Herschel ATLAS – is een lijst van ongeveer een half miljoen sterrenstelsels op sterk uiteenlopende afstanden die veel ver-infraroodstraling uitzenden. De verste stelsels op de lijst zijn 12 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Deze stelsels, die we waarnemen zoals ze er nog geen 2 miljard jaar na de oerknal uitzagen, zijn zo rijk aan stof dat ze met normale telescopen vrijwel onzichtbaar zijn. Uit de Herschel ATLAS blijkt onder meer dat sterrenstelsels nog maar een miljard jaar geleden in hoger tempo sterren vormden en meer gas en stof bevatten dan de huidige stelsels. Dat is een aanwijzing dat het heelal geleidelijk ‘schoner’ aan het worden is. (EE)
Space Team Discovers Universe is Self-Cleaning

28 juni 2016
Het kleine sterrenstelsel Kiso 5639, op 82 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, doet enigszins denken aan een vuurpijl of een kikkervisje. Een foto van het stelsel die gemaakt is met de Wide Field Camera 3 van de Hubble Space Telescope toont een groot, helder stervormingsgebied aan één uiteinde van het langgerekte stelsel. Die kosmische kraamkamer is ca. één miljoen jaar oud en heeft een middellijn van nog geen 3000 lichtjaar. Het gas in dit deel van Kiso 5639 (ook bekend als LEDA 36252) bevat minder zware elementen dan in de rest van het stelsel, zo blijkt uit spectroscopische metingen met de Gran Telescopio Canarias op La Palma. Dat doet vermoeden dat de grote stervormingsactiviteit het gevolg is van een 'regen' van relatief puur intergalactisch gas. Amerikaanse astronomen denken dat het stelsel - dat zich in een relatief 'leeg' deel van het heelal bevindt - één miljoen jaar geleden door een ijle intergalactische gassliert is bewogen. Het stervormingsgebied ziet er overigens uit als een soort gatenkaas. Dat komt doordat veel zware sterren al vrij kort na hun geboorte zijn geëxplodeerd als supernova. Die supernova-explosies hebben holtes in het omringende gas geblazen. Asymmetrische sterrenstelsels zoals Kiso 5639 kwamen miljarden jaren geleden veel vaker voor, zo blijkt uit onderzoek aan Deep Field-foto's van Hubble. Door een relatief nabij voorbeeld van zo'n 'kikkervis'-stelsel te bestuderen, krijgen sterrenkundigen meer zicht op de groei en evolutie van sterrenstelsels in de jeugd van het heelal. De waarnemingen aan Kiso 5639 worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Hubble Reveals Stellar Fireworks in 'Skyrocket' Galaxy

28 juni 2016
De helft van de stervormingsactiviteit in het heelal is getriggerd door 'kleine' botsingen van sterrenstelsels. Een 'kleine' botsing is de kosmische aanvaring tussen een relatief groot sterrenstelsel en een veel kleiner satellietstelsel. Zo'n begeleider zal na de botsing vaak door het grotere stelsel worden opgeslokt. In de nasleep van zulke versmeltingen ontstaan grote hoeveelheden nieuwe sterren. Door detailonderzoek aan de vervormingen van talloze sterrenstelsels in de Sloan Digital Sky Survey hebben astronomen nu ontdekt dat ongeveer vijftig procent van de stervormingsactiviteit in de afgelopen 10 à 12 miljard jaar in gang is gezet door dit soort kleine botsingen. Tot nu toe was het belang van deze kosmische verkeersongelukjes nooit goed onderkend; ze zijn veel minder opvallend en minder gemakkelijk te traceren dan de 'grote' botsingen en versmeltingen, van twee sterrenstelsels die ongeveer even groot en zwaar zijn. Het aantal kleine botsingen is echter veel groter, vanwege het simpele feit dat er in het heelal veel meer kleine sterrenstelseltjes voorkomen dan grote. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. (GS)
Minor Mergers Are Major Drivers of Star Formation

28 juni 2016
Britse astronomen hebben de 'diepste' foto van het heelal ooit gemaakt. De opname - in feite een mozaïek van talloze foto's die in de afgelopen 11 jaar zijn gemaakt - beslaat aan de hemel een gebied dat ongeveer vier keer zo groot is als de volle maan en toont ruim een kwart miljoen verre sterrenstelsels. Vele honderden daarvan staan zo ver weg dat het waargenomen licht miljarden jaren naar ons onderweg is geweest - we zien ze zoals ze er minder dan één miljard jaar na de oerknal uitzagen. De Ultra Deep Survey (UDS) is uitgevoerd met de Britse UKIRT-telescoop op Mauna Kea, Hawaii (United Kingdom Infra-Red Telescope). Het onderzoek maakt deel uit van het grotere UKIDSS-project (UKIRT Infrared Deep Sky Survey). Sterrenkundigen hopen op basis van dit soort opnamen meer zicht te krijgen op de vroege evolutie van sterrenstelsels. Ongeveer tien miljard jaar geleden ondergingen veel sterrenstelsels in het heelal ingrijpende veranderingen, zoals een vrij plotselinge afname in de stervormingsactiviteit; de ware aard en oorzaak daarvan is niet goed bekend. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. (GS)
Astronomers release spectacular survey of the distant Universe

27 juni 2016
Volgens onderzoekers van het Institute for Computational Cosmology van de universiteit van Durham zal de toekomstige Europese ruimtemissie eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenne) na de geplande lancering in 2034 ongeveer twee keer per jaar de zwaartekrachtgolven kunnen detecteren van superzware zwarte gaten die op grote afstand in het heelal met elkaar in botsing komen. eLISA is veel groter dan de LIGO-detectoren waarmee vorig jaar voor het eerst zwaartekrachtgolven zijn gedetecteerd afkomstig van de botsing van 'stellaire' zwarte gaten. Daardoor is het ruimte-observatorium gevoelig voor golven met een veel langere golflengte. Die worden onder andere opgewekt wanneer om elkaar heen wentelende superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels met elkaar in botsing komen. Op basis van een gedetailleerde computersimulatie van de evolutie van het heelal (de zogeheten Eagle-simulatie) voorspellen de astronomen dat zulke botsingen ongeveer twee keer per jaar voorkomen. De Eagle-simulatie moet het ook mogelijk maken om uit de massa's van de botsende superzware zwarte gaten informatie af te leiden over hun ontstaanswijze. Verschillende modellen (ineenstortende superzware sterren of versmeltingen van sterren in compacte sterrenhopen) voorspellen namelijk verschillende waarden voor de massa's van de eerste 'kiemen' van de superzware zwarte gaten, en daardoor ook verschillende waarden voor de massa's van de uiteindelijke botsende zwarte gaten. De nieuwe analyse is vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. (GS)
Seeds of First Supermassive Black Holes Could be Revealed by Gravitational Waves Detected in Space

27 juni 2016
Met de Japanse Subaru-telescoop en de Amerikaanse Keck-telescoop (beide op Mauna Kea, Hawaii), zijn meer extreem heldere sterrenstelsels ontdekt in het pasgeboren heelal. De nieuw ontdekte sterrenstelsels lijken op het heldere stelsel CR7, dat in 2015 werd gevonden. Het gaat om stelsels die zo ver weg staan dat hun licht er vele miljarden jaren over heeft gedaan om de aarde te bereiken. We zien ze zoals ze er slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal uitzagen, aan het eind van de zogeheten dark ages. Tijdens die dark ages kon de energierijke straling van sterren en sterrenstelsels niet ver doordingen in het heelal, omdat de ruimte gevuld was met neutraal waterstof- en heliumgas. Pas tijdens het zogeheten reïonisatietijdperk (epoch of reionisation, EoR) raakten de gasatomen - onder invloed van die energierijke straling - geïoniseerd, en werd de kosmos 'doorzichtig', alsof er een hardnekkige mist optrok. De nieuw ontdekte sterrenstelsels (er zijn er vijf met zekerheid bevestigd; vermoedelijk duurt het niet lang voordat er nog meer volgen) lijken allemaal omgeven te worden door een 'bel' van geïoniseerd gas. Dat doet vermoeden dat het reïonisatieproces hier in volle gang is. Mede daardoor zijn deze heldere sterrenstelsels zichtbaar. De vele kleinere, zwakkere sterrenstelsels in het pasgeboren heelal zijn veel moeilijker waarneembaar: ze zenden sowieso veel minder straling uit, en in hun omgeving is de 'mist' nog niet opgetrokken. Toekomstige telescopen zoals de James Webb Space Telescope kunnen deze populatie mogelijk wél onderzoeken. De nieuwe ontdekkingen zijn vandaag bekendgemaakt op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham, en worden gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
CR7 is Not Alone: A Team of Super Bright Galaxies in the Early Universe

22 juni 2016
Amerikaanse astronomen hebben voor het eerst röntgenstraling waargenomen die weerkaatst wordt door de wanden van de accretieschijf rond een ’slapend’ zwart gat – het rond het zwarte gat cirkelende restant van een aan flarden getrokken ster (Nature, 22 juni) Ruwweg 90 procent van de zwaarste zwarte gaten in het heelal is in ruste. Dat betekent dat zij niet bezig zijn om materie op te slokken en er dus ook geen materie in hun omgeving is die licht of andere vormen van straling uit zou kunnen zenden. Maar soms komt er een ster zo dicht in de buurt van zo’n zwart gat, dat deze aan flarden wordt getrokken. Dat is het begin van een spectaculair vuurwerk, dat zich deels op röntgengolflengten voltrekt. Het zwarte gat waarbij dit verschijnsel (in 2011 al) is waargenomen, Swift J1644+57, is genoemd naar de satelliet die het vuurwerk als eerste opmerkte. Vervolgens hebben astronomen ook de Europese röntgensatelliet XMM-Newton en zijn Japans/Amerikaanse tegenhanger Suzaku op het object gericht. Dat heeft een schat aan informatie opgeleverd. Dat de wanden van de accretieschijf röntgenstraling weerkaatsen komt als een verrassing. Tot nu toe werd aangenomen dat deze energierijke vorm van straling alleen waarneembaar zou zijn op grotere afstand van het zwarte gat: in de ‘jets’ of bundels van deeltjes die een zwart gat met hoge snelheid uitstoot. Aanvankelijk dachten de astronomen dan ook dat ze röntgenstraling van zo’n jet hadden waargenomen. Toen eenmaal duidelijk was dat het om weerkaatste röntgenstraling ging, hebben de wetenschappers deze gebruikt om het inwendige van de accretieschijf in kaart te brengen. Dat is gedaan door de kleine verschillen in aankomsttijd te meten tussen röntgenfotonen die door ijzeratomen in de accretieschijf zijn weerkaatst. Uit de waarnemingen kan onder meer worden afgeleid dat Swift J1644+57 een paar miljoen zonsmassa’s ‘zwaar’ is. (EE)
Dormant black hole eats star, becomes X-ray flashlight

22 juni 2016
Nieuwe computerberekeningen laten zien dat botsingen tussen sterren van tientallen zonsmassa’s aan de orde van de dag zijn in het heelal. Dat is goed nieuws voor onderzoekers van zwaartekrachtgolven: zij kunnen straks rekenen op honderden detecties per jaar (Nature, 22 juni). Sterren van tientallen zonsmassa’s storten na een kort maar hevig bestaan ineen tot zwarte gaten. Aangenomen wordt dat paren van zulke sterren op die manier uiteindelijk veranderen in om elkaar spiralende zwarte gaten, die op enig moment in botsing komen met elkaar. Sterren van dat kaliber zijn altijd heel schaars geweest, maar kwamen in de begintijd van het heelal wel veel meer voor dan nu. Het ligt dus voor de hand om aan te nemen dat twee botsende zwarte gaten waarvan de Amerikaanse LIGO-detectors in september vorig jaar zwaartekrachtgolven hebben gedetecteerd, zijn voortgekomen uit een tweetal zware sterren dat lang geleden heeft bestaan. Met behulp van gedetailleerde modellen voor de evolutie van zware dubbelsterren heeft een team van drie astronomen uitgerekend hoe vaak dat scenario zich kan afspelen. Uit de berekeningen blijkt dat de kans groot is dat de door LIGO gedetecteerde botsende zwarte gaten zijn voortgekomen uit twee ‘reuzensterren’ van 40 tot 100 zonsmassa’s die ongeveer twee miljard jaar na de oerknal als dubbelster werden geboren. Amper vijf miljoen jaar later was het tweetal al ‘opgebrand’, ineengestort en in om elkaar cirkelende zwarte gaten veranderd. Uiteindelijk duurde het nog eens tien miljard jaar voordat ze in botsing kwamen met elkaar. Maar dit is slechts het meest waarschijnlijke scenario: de computerberekeningen laten zien dat ook allerlei andere evolutietrajecten mogelijk zijn, die zowel (iets) vroeger als (veel) later kunnen zijn begonnen. Anders gezegd: er zijn vele wegen die tot de ‘gewenste’ botsing van zwarte gaten leiden. Dat betekent dat zulke botsingen – ondanks het schaarse karakter van de reuzensterren – best vaak zouden moeten voorkomen. Als over enige jaren de detectors van zwaartekrachtgolven op volle sterkte zijn, zal blijken of dat inderdaad zo is. (EE)
RIT professor predicts a universe crowded with black holes

20 juni 2016
Gammaflitsen - extreem energierijke explosies in het heelal - kunnen gebruikt worden om afstanden in het heelal te bepalen. Daardoor is het in principe mogelijk om de vroege uitdijingsgeschiedenis van de kosmos te bestuderen. Om te achterhalen in welk tempo het heelal lang geleden uitdijde, moeten astronomen zo nauwkeurig mogelijk de afstanden van verre sterrenstelsels kennen. Meestal worden daarvoor supernova-explosies gebruikt: een bepaald type supernova-explosie produceert altijd dezelfde hoeveelheid energie, zodat uit de waargenomen helderheid de afstand berekend kan worden. Zulke supernova-explosies worden daarom wel 'standaardkaarsen' genoemd; ze fungeren als een soort kosmische kilometerpaaltjes. Met supernova's zijn afstanden tot ca. 11 miljard lichtjaar te meten; op nog grotere afstanden zijn deze sterexplosies niet meer zichtbaar. Gammaflitsen zijn echter veel energierijker, en kunnen gedetecteerd worden tot op afstanden van ruim 13 miljard lichtjaar. Tot nu toe leek alles er echter op te wijzen dat gammaflitsen geen geschikte standaardkaarsen vormen. Op basis van metingen met de Amerikaanse ruimtetelescoop Swift hebben sterrenkundigen daar nu toch een oplossing voor gevonden. Het blijkt dat de absolute lichtkracht van een gammaflits - de uitgestraalde hoeveelheid energie - afgeleid kan worden uit de waargenomen piekhelderheid en het helderheidsverloop van de zogeheten nagloeier van de flits. Via een omweg zijn gammaflitsen dus toch geschikt voor kosmische afstandsbepalingen, aldus de astronomen vorige week op de 228ste vergadering van de American Astronomical Society in San Diego. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Swift Gamma-Ray Bursts: A 3D Step Toward Standard Candles

16 juni 2016
Nieuwe computersimulaties verklaart waarom de jets van de superzware zwarte gaten in de kernen van de grootste sterrenstelsels in sommige gevallen wel de intergalactische ruimte bereiken en in andere gevallen onderweg blijven steken (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 17 juni). Ongeveer tien procent van alle sterrenstelsels met een actief zwart gat in hun kern vertonen twee tegengesteld gerichte straalstromen van gas. Dit hete, geïoniseerde gas wordt aangedreven door de verstrengelde magnetische velden van het roterende zwarte gat, dat miljarden zonsmassa’s zwaar kan zijn. Deze jets weten echter lang niet altijd de buitenste begrenzing van het sterrenstelsel te bereiken: vaak ‘verpieteren’ ze ergens halverwege. Daarvoor zijn allerlei verklaringen te bedenken. Sommige astronomen suggereerden dat de jets onderweg wellicht op rode reuzensterren stuiten, waardoor ze zoveel extra massa vergaren dat ze instabiel worden en uit elkaar vallen. Met behulp van computersimulaties hebben twee Amerikaanse astronomen nu aangetoond dat jets ook zonder invloeden van buitenaf uit elkaar kunnen vallen. Als een jet niet krachtig genoeg is om het omringende gas te penetreren, wordt hij heel dun en ontstaan er gemakkelijk bochten in de jet die uiteindelijk tot breuken kunnen leiden. Wanneer dat gebeurt, wordt het hete gas dat door het magnetische veld bijeen werd gehouden simpelweg geloosd in het sterrenstelsel zelf. Krachtige jets zijn breder en slagen er wél in zich een weg te banen door het omringende gas. De computersimulaties laten zien dat het slagen of mislukken van een jet in principe maar van twee factoren afhankelijk is. De ene is de kracht van de jet zelf, de andere is de snelheid waarmee de gasdichtheid in het hart van het sterrenstelsel afneemt met de afstand. Het mislukken van een jet heeft overigens grote gevolgen voor het centrale zwarte gat. Een instabiele jet pompt zoveel energie in het stelsel dat het aanwezige gas sterk wordt verhit en uit de greep van het zwarte gat kan blijven. Dat houdt de groei van het zwarte gat in toom. (EE)
How black hole jets punch out of their galaxies

16 juni 2016
Bij waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is geïoniseerde zuurstof ontdekt in het verre sterrenstelsel SXDF-NB1006-2. Met een afstand van ruim 13 miljard lichtjaar is dit het verste stelsel ooit waarin met zekerheid zuurstof is gedetecteerd. SXDF-NB1006-2 zou wel eens medeverantwoordelijk kunnen zijn voor het ‘doorzichtig’ worden van ons heelal (Science, 16 juni). Het licht dat we nu van SXDF-NB1006-2 ontvangen, is meer dan 13 miljard jaar onderweg geweest. Hierdoor zien we het stelsel zoals het er slechts 700 miljoen jaar na de oerknal uitzag. Waarnemingen van SXDF-NB1006-2 bieden dus een kijkje in de oertijd van het heelal. Toen er nog geen sterren of sterrenstelsels bestonden, was het heelal gevuld met een dichte ‘mist’ van elektrisch neutraal gas die geen licht doorliet. Maar toen een paar honderd miljoen jaar na de oerknal de eerste objecten gingen stralen, begon hun krachtige straling de ongeladen atomen af te breken c.q. het gas te ioniseren. Tijdens deze fase, die bekendstaat als de kosmische reïonisatie, veranderde het heelal compleet van aanzien: de dichte mist trok op en licht kreeg vrij baan. Daar zijn astronomen het wel over eens. Maar er bestaat veel discussie over welk soort objecten deze reïonisatie nu precies heeft veroorzaakt. De nieuwe ALMA-waarnemingen geven aan dat SXDF-NB1006-2 wel eens het prototype van deze objecten zou kunnen zijn. De aanwezigheid van geïoniseerde zuurstof in het stelsel wijst erop zich hierin talrijke zeer heldere sterren hebben gevormd, die tientallen keren zoveel massa hebben als onze zon. Zulke ‘reuzensterren’ zijn een bron van intense ultraviolette straling – straling die in staat is om atomen te ioniseren. (EE)
ALMA ontdekt zuurstof op recordafstand

15 juni 2016
Astrofysici van Northwestern University zien in de recente detecties van zwaartekrachtgolven de bevestiging van theoretische voorspellingen die zij vorig jaar hebben gedaan. Hun modelberekeningen geven aan dat de botsende zwarte gaten die de zwaartekrachtgolven veroorzaken, zijn ontstaan door interacties tussen sterren in de kernen van zogeheten bolvormige sterrenhopen. Bolvormige sterrenhopen zijn compacte, oude verzamelingen van miljoenen sterren. Ze zijn in de naaste omgeving van tal van sterrenstelsels aangetroffen: onze eigen Melkweg telt er meer dan 150. In de kern van zo’n sterrenhoop krioelt het van de sterren. De computermodellen van de astrofysici laten zien dat zich in de loop van de 12 miljard jaar dat een bolvormige sterrenhoop bestaat, vanzelf talrijke paren van zwarte gaten vormen. En dat zou uiteindelijk honderden botsingen tussen zwarte gaten tot gevolg hebben. Als de Amerikaanse astrofysici gelijk hebben, zullen de LIGO-zwaartekrachtgolfdetectoren tegen het einde van dit decennium al honderden, zo niet duizenden botsende zwarte gaten hebben geregistreerd. (EE)
‘Mosh Pits’ In Star Clusters A Likely Source Of Ligo’s First Black Holes

15 juni 2016
Voor de tweede keer zijn wetenschappers erin geslaagd om zwaartekrachtgolven te detecteren van twee naar elkaar toe spiralende zwarte gaten op 1,4 miljard lichtjaar van de aarde. Dat is vandaag bekend gemaakt op de 228ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in San Diego. De waarneming is gedaan met de twee LIGO-detectoren, die in de Amerikaanse staten Louisiana en Washington staan opgesteld. De bekendmaking komt slechts vier maanden na de allereerste detectie van zwaartekrachtgolven, met dezelfde detectoren. LIGO meet zwaartekrachtgolven door uiterst kleine variaties te detecteren in de reistijd van laserbundels die honderden malen heen en weer worden gekaatst in kilometerslange vacuümtunnels. Deze variaties ontstaan wanneer rimpelingen in de ruimtetijd, veroorzaakt door snel bewegende ‘zware’ hemelobjecten, voorbijtrekken aan de aarde. Uit de signatuur van de geregistreerde zwaartekrachtgolven leiden de wetenschappers af dat deze zijn ontstaan kort voordat twee zwarte gaten – van respectievelijk 14 en 8 zonsmassa’s – samensmolten tot één snel draaiend zwart gat van 21 zonsmassa’s. De ‘verdwenen’ zonsmassa is omgezet in energie die in de vorm van zwaartekrachtgolven is uitgestraald. De twee botsende zwarte gaten hadden dus iets minder massa dan die van de eerste detectie. Hierdoor verliep hun samensmelting wat langzamer en konden de LIGO-detectors het verschijnsel een seconde lang waarnemen – vijf keer zo lang als de eerste keer. De nieuwe detectie is gedaan op tweede kerstdag van 2015. (EE)
For second time, LIGO detects gravitational waves

14 juni 2016
Een voorheen onbekende cluster van sterrenstelsels op grote afstand in het heelal is officieus genoemd naar de ontdekkers, amateurwetenschappers T. Matorny en I.A. Terentev. Zij zijn twee van de ruim tienduizend 'burgerwetenschappers' die deelnemen aan het citizen science-project Radio Galaxy Zoo. Het doel van Radio Galaxy Zoo is het classificeren van objecten op ruim 1,6 miljoen opnamen van de Amerikaanse infraroodkunstmaan WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) en van de eveneens Amerikaanse Very Large Array-radiotelescoop. Matorny en Terentev ontdekten een merkwaardige, gekromde radiostaart (een langgerekte structuur van radiostraling) die afkomstig blijkt te zijn van een ver sterrenstelsel. Nader onderzoek heeft uitgewezen dat het stelsel deel uitmaakt van een cluster; de gekromde radiostaart ontstaat vermoedelijk door de wisselwerking van de jets van het sterrenstelsel (elektrisch geladen deeltjes die door het stelsel de ruimte in worden geblazen) met het ijle gas in de cluster. In een publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society wordt de nieuw ontdekte cluster de Matorny-Terentev-cluster genoemd. De twee citizen scientists zijn co-auteurs van het artikel. (GS)
Citizen scientists discover huge galaxy cluster

9 juni 2016
Astronomen hebben het onderste uit de kan gehaald met de Gran Telescopio Canarias (GTC) – de grootste optische/infrarood-telescoop ter wereld. Daarbij zijn ze erin geslaagd om de zwakke halo van een sterrenstelsel op 500 miljoen lichtjaar vast te leggen. Nooit eerder is het gelukt om vanaf de aarde een opname te maken waarop het ijle omhulsel van zo’n ver sterrenstelsel te zien is. Volgens de huidige inzichten omtrent hun ontstaan, moeten sterrenstelsels omgeven zijn door een halo van sterren die is ontstaan doordat het stelsel in de loop van zijn bestaan talrijke kleinere soortgenoten heeft opgeslokt. Het probleem is dat de sterrendichtheid van zo’n halo heel gering is. Zo bevat de halo van ons eigen Melkwegstelsel, die enkele malen groter is dan de Melkwegschijf, slechts ongeveer 1 procent van alle sterren. Een halo geeft zo weinig licht, dat het tot nu toe alleen bij (relatief) nabije sterrenstelsels was gelukt om er opnamen van te maken. Maar nu is het ook gelukt bij het 500 miljoen lichtjaar verre spiraalstelsel UGC00180 – een soortgenoot van onze Melkweg. Om dat voor elkaar te krijgen, moest de GTC wel ruim acht uur op het stelsel worden gericht. Een analyse van de ‘diepe’ opname laat zien dat de halo van UGC00180 ongeveer 4 miljard sterren bevat. Dat komt overeen met het aantal sterren in de Magelhaense Wolken – twee kleine satellietstelsels van de Melkweg. (EE)
The GTC obtains the deepest image of a galaxy from Earth

8 juni 2016
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlandse sterrenkundigen Raymond Oonk (Universiteit Leiden en ASTRON) en Michael Wise (ASTRON), is getuige geweest van een nog nooit eerder waargenomen kosmisch ‘weersverschijnsel’. Ze zagen met de ALMA-telescoop in Chili hoe intergalactische gaswolken neerregenen op het superzware zwarte gat in het centrum van een enorm sterrenstelsel (Nature, 9 juni 2016). Astronomen dachten ongeveer vijftig jaar geleden dat de superzware zwarte gaten in het centrum van een sterrenstelsel alleen maar materiaal opslokten. Later ontdekten ze met behulp van onder andere de telescopen in Westerbork dat er nabij zwarte gaten ook deeltjes ontsnappen. Dat riep vervolgens de vraag op of zwarte gaten wel genoeg voeding kregen. Volgens de theorie zou een constante stroom heet gas en een grillige aanvoer van koud gas als voedsel moeten dienen. Oonk en zijn collega's deden in 2011 en 2012 metingen aan heet gas. Nu hebben ze ook het koude gas in kaart gebracht. De onderzoekers bestudeerden Abell 2597. Dat is een heel heldere cluster van ongeveer vijftig sterrenstelsels. Tussen de stelsels bevindt zich heet gas. Het blijkt nu dat het hete gas snel kan afkoelen, condenseren en neerregenen. Dat lijkt in de verte wel wat op het aardse verschijnsel dat uit warme, vochtige lucht regenwolken ontstaan. De onderzoekers zagen drie grote massa’s koud gas met ongeveer een miljoen kilometer per uur naar het superzware zwarte gat in de kern van het stelsel razen. Elk van de gaswolken bevat evenveel materie als een miljoen zonnen en is tientallen lichtjaren groot. De gaswolken zijn ‘slechts’ ongeveer 300 lichtjaar van het zwarte gat verwijderd. Naar astronomische maatstaven staan ze in feite op het punt om opgeslokt te worden. In de toekomst willen de astronomen ALMA inzetten voor een zoektocht naar meer stortbuien – bij hetzelfde stelsel, maar ook bij andere sterrenstelsels. Zo kunnen ze vaststellen of zulk kosmisch weer zo gewoon is als de huidige theorie voorspelt.
Volledig persbericht

8 juni 2016
Astronomen hebben, voor de tweede keer, een mogelijke ‘protoschijf’ – een sterrenstelsel-in-wording – ontdekt. Het betreft een kolossale draaiende structuur van waterstofgas op ongeveer 12 miljard lichtjaar van de aarde die wordt aangelicht door een naburige quasar (Astrophysical Journal Letters, 3 juni). De kandidaat-protoschijf is opgespoord met de Cosmic Web Imager, een meetinstrument van de 5-meter telescoop van de Palomar-sterrenwacht in Californië dat specifiek ontworpen is om het zwakke schijnsel van verre wolken van waterstofgas te detecteren. De schijf is meer dan zes keer zo groot als ons Melkwegstelsel. Aangenomen wordt dat sterrenstelsels zijn ontstaan op de knooppunten van het zogeheten kosmische web – plekken waar zich vroeg in de geschiedenis van het heelal veel waterstofgas heeft verzameld. De vraag is hoe hun ontstaansproces precies is verlopen. Volgens het standaardmodel zouden eerst halo’s van heet gas zijn ontstaan, die langzaam afkoelden, waarna zich sterren in hun centrum konden vormen. Volgens een alternatief model was het gas dat naar de kosmische knooppunten stroomde direct al koud. Een kenmerk van dat ‘koude accretiemodel’ is dat het toegestroomde koude gas een schijf vormde. Dat er nu voor de tweede keer een mogelijk voorbeeld van zo’n schijf is gevonden, is een steun in de rug voor dit model. (EE)
Cold Accretion from the Cosmic Web

7 juni 2016
Waarnemingen met de Japanse OISTER-telescoop (Optical and Infrared Synergetic Telescopes for Education and Research) hebben een verklaring opgeleverd voor de merkwaardige infrarode helderheid van supernova SN 2012dn. Die stereplosie, van het type Ia (een ontploffende witte dwergster), werd in 2012 waargenomen in het sterrenstelsel ESO 462-G016, op 130 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. De supernova bleek onverwacht veel infrarode (warmte-)straling uit te zenden - iets wat nog nooit eerder is waargenomen bij type Ia-supernova's. Uit een gedetailleerde analyse van de OISTER-waarnemingen concluderen Japanse astronomen nu dat die infraroodstraling is geproduceerd door materiaal dat in een eerder stadium de ruimte in is geblazen, vermoedelijk door de begeleider van de witte dwerg. Terwijl een groot deel van dit materiaal op de witte dwerg terecht kwam (en uiteindelijk tot de supernova-explosie leidde), bleef er kennelijk ook nog veel gas achter in een rondwervelende schijf. De nieuwe resultaten zijn eerder dit jaar gepubliceerd in de Publications of the Astronomical Society of Japan. (GS)
Japan OISTER collaboration uncovers the origin of extraordinary supernovae

6 juni 2016
Sterrenstelsels ‘verspillen’ grote hoeveelheden van de zware elementen die door sterren worden geproduceerd. Dat blijkt uit onderzoek door een internationaal team van astronomen, onder wie Joop Schaye van de Universiteit Leiden. De stelsels kunnen deze elementen tot een miljoen lichtjaar ver de ruimte in blazen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Volgens de astronomen leidt deze spilzucht ertoe dat er meer zuurstof-, koolstof- en ijzeratomen in de halo – het ijle buitengebied – van een sterrenstelsel te vinden zijn dan in het eigenlijke stelsel. Hierdoor is er veel minder ‘bouwmateriaal’ beschikbaar voor de vorming van planeten. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de zware elementen die sterren aan het einde van hun bestaan uitstoten, zich grotendeels vermengen met het reeds aanwezige interstellaire gas en uiteindelijk weer in toekomstige generaties van sterren terechtkomen. Maar blijkbaar zijn sterrenstelsels toch niet zo goed in recyclen. Veel van het geproduceerde materiaal wordt onder invloed van supernova-explosies en de ‘winden’ van superzware zwarte gaten weggeblazen. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van gegevens die zijn verzameld met de Hubble-ruimtetelescoop en van computersimulaties. (EE)
Wasteful’ galaxies launch heavy elements into surrounding halos and deep space

2 juni 2016
Een internationaal team van astronomen heeft een nieuwe ‘Einsteinring’ opgespoord: een ver sterrenstelsel waarvan het beeld tot een (bijna) complete cirkel is vervormd (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Die vervorming wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van een ander sterrenstelsel dat, vanaf de aarde gezien, vóór zijn verre soortgenoot staat. Daarbij wordt het licht van het achtergrondstelsel afgebogen, ongeveer zoals een lens dat zou doen.Einsteinringen zijn schaars. Ze ontstaan alleen wanneer de beide sterrenstelsels en de aarde vrijwel precies op één lijn staan. Veel vaker is slechts een deel van de ring te zien – een boogje dus. De nieuwe Einsteinring is ontdekt door Margherita Bettinelli, een doctoraalstudente aan het Instituut voor Astrofysica van de Canarische Eilanden. Zij merkte de ring, die in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Beeldhouwer staat, op bij het bekijken van archiefbeelden die voor andere doeleinden zijn gemaakt. (EE)
A new Einstein Ring

2 juni 2016
Astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de zwakke radiostraling te meten van atomaire waterstof – het meest voorkomende element in het heelal – in een sterrenstelsel op bijna 5 miljard lichtjaar van de aarde. Daarmee is het bestaande afstandsrecord voor dit type waarnemingen met bijna een factor 2 verbeterd. De detectie is gedaan met de Amerikaanse Very Large Array (VLA). De nieuwe waarnemingen zijn gedaan in het kader van een een grote VLA-survey, CHILES geheten, die onder leiding staat van de Nederlandse astronome Jacqueline van Gorkom van de Columbia Universiteit. Deze survey is specifiek gericht op het detecteren van atomaire waterstof in verre sterrenstelsels. Naar verwachting zal het nu gevestigde record dan ook niet lang standhouden: de recent gemoderniseerde VLA zou atomaire waterstof tot op afstanden van ongeveer 6 miljard lichtjaar moeten kunnen opsporen. Waterstof is de grondstof voor de productie van nieuwe sterren. In de loop van hun bestaan trekken sterrenstelsels gas uit hun omgeving aan, dat uiteindelijk in sterren terechtkomt. Die sterren produceren op hun beurt sterrenwinden en supernova-explosies, die gas uit het sterrenstelsel wegblazen. Astronomen willen graag weten hoe deze processen zich in de loop van de miljarden jaren hebben ontwikkeld, en daartoe moeten sterrenstelsels op uiteenlopende afstanden worden waargenomen. Het sterrenstelsel dat bij de recordwaarneming is onderzocht, COSMOS J100054, is een balkspiraalstelsel dat een kleiner stelsel als begeleider heeft. Het stelsel bevat ongeveer 100 miljard zonsmassa’s aan waterstof en produceert ongeveer 85 nieuwe sterren per jaar. (EE)
New Observational Distance Record Promises Important Tool for Studying Galaxies

1 juni 2016
De wat grotere elliptische sterrenstelsels die vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn gevormd, zijn het resultaat van hevige stervorming, en niet – zoals veelal wordt aangenomen – van het samensmelten van spiraalstelsels. Tot die conclusie komen Italiaanse astronomen op basis van gegevens van de infraroodsatelliet Herschel en de Hubble-ruimtetelescoop (The Astrophysical Journal, 31 mei). Het onderzoek van de jongste en dus verste sterrenstelsels in het heelal wordt bemoeilijkt door het feit dat stelsels die in hoog tempo nieuwe sterren produceren heel ‘stoffig’ zijn. Dat komt doordat bij het stervormingsproces veel zware moleculen ontstaan. Hierdoor wordt een deel van de elektromagnetische straling die de sterren-in-wording uitzenden geabsorbeerd. Deze complicatie heeft ervoor gezorgd dat veel voorspellingen over wat zich in het verre heelal afspeelt voornamelijk op theoretische modellen zijn gebaseerd. De Italiaanse astronomen zijn uitgegaan van beschikbare waarnemingsgegevens. Omdat die gegevens alleen compleet zijn voor relatief nabije sterrenstelsels, en onvollediger worden naarmate stelsels verder weg staan is een ‘intuïtief’ scenario bedacht om de gaten in de gegevens te overbruggen. Ook is gebruikt gemaakt van het zwaartekrachtlenseffect, dat ervoor zorgt dat sommige extreem verre sterrenstelsels toch redelijk goed waarneembaar zijn. Dat heeft een reconstructie opgeleverd van de ontwikkeling van sterrenstelsels, die nogal afwijkt van de geijkte voorstelling. Met hun directe aanpak zeggen de astronomen te kunnen aantonen dat elliptische sterrenstelsels niet door het samengaan van kleinere stelsels kunnen zijn ontstaan. Er was eenvoudigweg niet genoeg tijd om langs deze weg het grote aantal sterren bijeen te brengen dat in elliptische stelsels te zien is. Dat betekent dat vorming van elliptische sterrenstelsels het gevolg is van lokale stervormingsprocessen. Mogelijk zullen (toekomstige) waarnemingen met de James Webb Space Telescope, de Atacama Large Millimeter Array en de Square Kilometer Array hier uitsluitsel over kunnen geven. (EE)
Elliptical Galaxies Not Formed By Merging

25 mei 2016
Astronomen hebben een verklaring gevonden voor de mysterieuze galactische opwarming waar veel sterrenstelsels mee te kampen hebben. Deze opwarming zorgt ervoor dat de stelsels, die ‘rode geisers’ worden genoemd, geen nieuwe sterren kunnen produceren. Het vermoeden bestond al dat de sleutel tot de verklaring gezocht moest worden bij de superzware zwarte gaten die in de kernen van bijna alle sterrenstelsels te vinden zijn. En nieuwe waarnemingen van het rode geiserstelsel Akira, waarvan de resultaten vandaag in Nature zijn gepubliceerd, lijken dat vermoeden te bevestigen. Akira wordt begeleid door een normaal sterrenstelsel, dat Tetsuo is gedoopt. (Beide stelsels zijn vernoemd naar personages uit een Japanse mangastrip.) Uit de waarnemingen blijkt dat Akira gas aan Tetsuo onttrekt, en die gasstroom voorziet het centrale zwarte gat van Akira van brandstof. In reactie hierop produceert het zwarte gat een krachtige ’sterrenwind’ die ervoor zorgt dat het gas in Akira zo heet blijft dat daaruit geen nieuwe sterren kunnen ontstaan. Voor stervorming is nu eenmaal koel gas nodig. De aanduiding ‘rode geisers’ verwijst naar het feit dat de uitbarstingen van sterrenwind aan die van vulkanische geisers doen denken, en naar het gegeven dat het onvermogen om nieuwe sterren te vormen er uiteindelijk toe leidt dat een sterrenstelsel met uitsluitend oude, rode sterren achterblijft. (EE)
Supermassive Black Holes Cause Galactic Warming

25 mei 2016
Astronomen hebben, in de richting van het sterrenbeeld Boötes, een cluster van jonge sterrenstelsels opgespoord die 12 miljard lichtjaar verwijderd is van de aarde. De galactische samenscholing, die al bestond toen het heelal pas 1,7 miljard jaar oud was, is een van de grootste structuren die op deze afstand is ontdekt. Volgens de astronomen gaat het waarschijnlijk op een protocluster: een cluster die nog niet zijn volle omvang heeft bereikt. Uiteindelijk zal de verzameling jonge sterrenstelsels uiteindelijk uitgroeien tot een cluster die qua omvang vergelijkbaar is met de nabije Coma-cluster. Clusters van dat kaliber zijn heel schaars. Onder invloed van de zwaartekracht organiseert de materie in het heelal zich in grote structuren. De meeste sterren maken deel uit van sterrenstelsels, die op hun beurt clusters vormen. Het ontstaansproces van deze clusters wordt nog niet goed begrepen, en het opsporen en onderzoeken van jonge proto-clusters moet daar verandering in brengen. (EE)
A Young Mammoth Cluster of Galaxies Sighted in the Early Universe

24 mei 2016
Italiaanse onderzoekers hebben mogelijk de 'kiemen' ontdekt van superzware zwarte gaten in de jeugd van het heelal. Zulke zwarte gaten - met massa's van miljoenen of soms zelfs miljarden zonsmassa's - blijken voor te komen in de kernen van vrijwel alle sterrenstelsels. Merkwaardig genoeg zijn ze ook al aangetroffen in de kernen van sterrenstelsels op vele miljarden lichtjaren afstand, waar astronomen terugkijken in de tijd tot kort na de oerknal. Dat betekent dat de zwarte gaten in de prille jeugd van het heelal al een onvoorstelbaar grote massa gehad moeten hebben. Er zijn twee theorieën om dat te verklaren. Volgens de ene theorie zijn superzware zwarte gaten ontstaan door de cumulatieve versmelting van 'stellaire' zwarte gaten - de restanten van zware sterren die hun leven beëindigen in een supernova-explosie. Het probleem daarbij is dat die groei dan wel extreem snel moet hebben plaatsgevonden. Volgens de andere theorie groeien superzware zwarte gaten in een rustiger tempo, en waren ze bij hun geboorte al heel zwaar: ze zouden ontstaan zijn door de ineenstorting van gigantisch grote gaswolken in de jeugd van het heelal. Waarnemingen van de ruimtetelescopen Hubble, Chandra en Spitzer lijken die tweede theorie nu te ondersteunen. Op bijna 13 miljard lichtjaar afstand (overeenkomend met een terugkijktijd tot minder dan één miljard jaar na de oerknal) zijn twee objecten waargenomen die mogelijk de 'kiemen' van superzware zwarte gaten vormen, met massa's van zo'n 100.000 zonsmassa's. De waargenomen eigenschappen van de twee objecten kunnen volgens de Italiaanse onderzoekers het best verklaard worden door aan te nemen dat hier sprake is van de snelle samentrekking (onder invloed van de zwaartekracht) van een grote gaswolk tot een superzwaar zwart gat. De ontdekking is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Hubble finds clues to the birth of supermassive black holes

24 mei 2016
Met het in aanbouw zijnde MeerKAT-radio-observatorium in de Karoo-woestijn in Zuid-Afrika zijn nooit eerder waargenomen radiostelsels ontdekt - verre sterrenstelsels die veel radiostraling uitzenden. MeerKAT moet gaan bestaan uit 64 schotelantennes van 13,5 meter in middellijn, verspreid over een gebied van 8 kilometer. Inmiddels is het observatorium voor ongeveer één derde compleet; de testwaarnemingen, op 14 mei 2016, zijn verricht met slechts vier schotels. In een klein gebiedje van de sterrenhemel (minder dan een honderdste procent van de totale hemel) werden al meer dan vijftig voorheen onbekende radiostelsels ontdekt. In de toekomst gaat MeerKAT deel uitmaken van het Zuid-Afrikaanse deel van de Square Kilometer Array (SKA); het totale aantal schotels komt dan rond de 200 te liggen. (GS)
MeerKAT Radio Telescope Produces Its First Remarkable Image

19 mei 2016
Met de 10-meter Keck II-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is het zwakste sterrenstelsel geïdentificeerd dat ooit door astronomen is waargenomen. Het kleine stelseltje, waarvan het licht 13 miljard jaar nodig heeft gehad om de aarde te bereiken, was alleen waarneembaar dankzij de zwaartekrachtlenswerking van een zware cluster van sterrenstelsels op de voorgrond. De zwaartekracht van de cluster splitst het licht van het extreem ver verwijderde sterrenstelsel in drie afzonderlijke beeldjes. Met de DEIMOS-spectrograaf van de Keck-telescoop is de samenstelling van het licht van die drie beeldjes onderzocht. Daarbij bleek dat het inderdaad om één en hetzelfde stelsel te gaan, en kon bovendien de afstand worden bepaald. De zwaartekrachtlenswerking van de cluster heeft de helderheid van de drie beeldjes ook 11, 5 en 2 maal versterkt. Zonder dat effect zou het stelseltje nooit waarneembaar zijn geweest. Het bevat slechts één honderdste procent van de massa van ons eigen Melkwegstelsel in de vorm van sterren. Onderzoek aan dit soort verre sterrenstelsels, die we zien zoals ze er in de prille jeugd van het heelal uitzagen, biedt astronomen meer inzicht in het proces van reïonisatie, dat enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal ten einde kwam. Bij die reïonisatie raakte het koude, neutrale intergalactische gas in het heelal geïoniseerd door de energierijke straling van de allereerste sterren en sterrenstelsels. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Faintest Early-Universe Galaxy Ever, Detected and Confirmed

19 mei 2016
Een team van Australische en Amerikaanse astronomen heeft radioactief kobalt-57 ontdekt in een supernova-explosie. Dat wijst erop dat de geëxplodeerde ster minstens veertig procent zwaarder moet zijn geweest dan de zon, vermoedelijk als gevolg van materieoverdracht van een begeleider. Supernova's van type Ia (herkenbaar aan de manier waarop hun helderheid verandert) ontstaan wanneer compacte witte dwergsterren volledig exploderen door uit de hand gelopen kernreacties in hun inwendige. Sterrenkundigen weten alleen niet met zekerheid wat de oorzaak van zo'n catastrofe is. Volgens één theorie gaat het om een botsing en versmelting van twee witte dwergen die in een steeds kleiner wordende baan om elkaar heen draaien. In dat geval vindt er al een supernova-explosie plaats wanneer de 'moedersterren' hooguit tien procent zwaarder zijn dan de zon. Volgens een tweede theorie zuigt een witte dwerg materie op van een begeleidende ster, waardoor hij uiteindelijk zwaarder wordt dan 1,4 zonsmassa's. De kern (voornamelijk bestaande uit koolstof en zuurstof) wordt dan zo heet en de druk neemt zo enorm toe dat er een catastrofale explosie volgt. Een goed begrip van de ware aard van type Ia-supernova's is van groot belang, omdat deze sterexplosies gebruikt worden voor onderzoek aan de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. De aanwezigheid van kobalt-57 (een van de 'afval'-producten van de op hol geslagen kernfusiereacties) in supernova SN 2012cg wijst er nu op dat de geëxplodeerde ster minstens 40 procent zwaarder was dan de zon. De inwendige druk in zo'n ster is maar liefst 100 maal zo hoog als in sterren die 10 procent zwaarder zijn dan de zon. Uit modelberekeningen blijkt dat er bij de explosie van lichtere sterren (dus in het geval van het botsingsscenario) nauwelijks kobalt-57 wordt geproduceerd. Alles lijkt er dus op te wijzen dat in elk geval deze supernova veroorzaakt is door geleidelijke materie-overdracht van een begeleidende ster op een witte dwerg, die daardoor boven de kritische massa van 1,4 zonsmassa's uitkwam. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Supernova reserve fuel tank clue to big parents

12 mei 2016
Een klein, blauw sterrenstelseltje op een afstand van 'slechts' 30 miljoen lichtjaar blijkt het laagste metaalgehalte te hebben dat ooit in een sterrenstelsel is gemeten. Met de term 'metalen' duiden astronomen alle elementen aan die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Zulke elementen ontstaan bij kernfusieprocessen in het binnenste van sterren. Alleen sterrenstelsels waarin weinig stervorming heeft plaatsgevonden, hebben nog een extreem gering metaalgehalte. In de jeugd van het heelal kwamen natuurlijk veel metaalarme sterrenstelsels voor (per slot van rekening begon het heelal met vrijwel uitsluitend waterstof en helium), maar zulke sterrenstelsels zijn moeilijk te bestuderen vanwege hun extreem grote afstand. Maar er bestaan ook kleine dwergsterrenstelsels waarin nooit veel stervorming heeft plaatsgevonden. Het dwergstelsel AGC 198691, in het sterrenbeeld Leeuw (bijgenaamd 'Leoncino'), is daar een voorbeeld van. Het heeft een middellijn van slechts 1000 lichtjaar en bevat niet meer dan een paar miljoen sterren. Spectroscopisch onderzoek van het stelsel, uitgevoerd met de 4-meter Mayal-telescoop op Kitt Peak in Arizona en met de 6,5-meter Multiple Mirror Telescope op Mount Hopkins (eveneens in Arizona), heeft nu uitgewezen dat het gehalte aan zware elementen in 'Leoncino' geringer is dan ooit eerder in een sterrenstelsel is aangetroffen (en 29 procent lager dan in de vorige recordhouder). Precisiemetingen aan de hoeveelheden 'metalen' kan astronomen meer inzicht bieden in de kernfysische processen die in de prille jeugd van het heelal hebben plaatsgevonden. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Small blue galaxy could shed new light on Big Bang, IU astronomers say

11 mei 2016
Japanse astronomen hebben met behulp van de 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, een driedimensionale kaart gemaakt van sterrenstelsels die zo ver weg staan dat hun licht er negen miljard jaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken. De nieuwe kaart maakt deel uit van de langlopende FastSound-survey. Die heeft tot doel om voor verschillende tijdstippen in de kosmische evolutie het tempo te onderzoeken waarin er grootschalige structuren ontstonden in het uitdijende heelal. De nieuwe resultaten, die gepubliceerd zijn in Publications of the Astronomical Society of Japan, zijn in goede overeenstemming met voorspellingen op basis van Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie. Die theorie beschrijft onder andere de uitdijing van het heelal, waarbij ook een rol is weggelegd voor de zogeheten 'kosmologische constante' - een mysterieuze kracht die sinds een paar miljard jaar verantwoordelijk is voor een versnelling van de kosmische uitdijing. Volgens de Japanse astronomen is de geldigheid van Einsteins relativiteitstheorie niet eerder op zulke grote afstanden (en dus zo ver terug in de tijd) gecontroleerd. (GS) [Noot: In het oorspronkelijke persbericht wordt gesproken over sterrenstelsels op 13 miljard lichtjaar afstand. Daarmee wordt echter de zogeheten comoving distance bedoeld, en niet de afstand die overeenkomt met de terugkijktijd. --GS]
New Test by Deepest Galaxy Map Finds Einstein's Theory Stands True

10 mei 2016
Met de 10-meter Keck-I telescoop op Mauna Kea, Hawaii, zijn metingen verricht aan het 'metaalgehalte' van tientallen sterrenstelsels op 11 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Met 'metalen' bedoelen sterrenkundigen alle elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium - elementen dus die in het binnenste van sterren zijn ontstaan bij kernfusiereacties, en die aan het einde van het leven van een ster weer terecht komen in het interstellaire medium. Uit de metingen, die gepubliceerd zijn in The Astrophysical Journal, blijkt dat de hoeveelheid zware elementen in de verre sterrenstelsel vijf maal zo gering is als in het huidige heelal. Dat is niet verwonderlijk: op zulke grote afstanden kijk je ook 11 miljard jaar terug in de tijd, tot een periode waarin de kosmos nog geen 3 miljard jaar oud was, dus toen waren er ook minder 'metalen' gevormd. Wél opmerkelijk is dat er geen relatie lijkt te bestaan tussen het metaalgehalte van de verre stelsels en de mate van stervormingsactiviteit. Alle stelsels bevatten in verhouding even veel zware elementen, of er nu heel veel of heel weinig nieuwe sterren in de stelsels ontstaan. Hoe dat komt is niet helemaal duidelijk. Mogelijk heeft het te maken met het feit dat de jonge sterrenstelsels nog niet helemaal zijn volgroeid, en er nog steeds veel toevoer plaatsvindt van gas uit het 'kosmische web' - het slierterige netwerk van ijl gas tussen de sterrenstelsels. (GS)
Metal Content in Early Galaxies Challenges Star Forming Theory

6 mei 2016
Australische astronomen hebben ontdekt dat twee nabije schijfvormige sterrenstelsels een dubbele ‘pindastructuur’ vertonen. Dat is een gevolg van de verdeling van miljarden sterren waarvan de oorsprong in de kern van de beide stelsels ligt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Toen ze gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop en de Sloan Digital Sky Survey aan het bekijken waren, realiseerden de astronomen zich dat twee van de sterrenstelsels die zij bestudeerden – NGC 128 en NGC 2549 – opvallend van vorm zijn. Van beide was al bekend dat hun kerngebied de vorm van een ongepelde pinda vertoont, maar nu blijkt dat daaromheen een nog veel grotere pindavormige schil zit. Deze schil strekt zich tot ongeveer een kwart van de lengte van beide stelsels uit. Vermoed wordt dat de pindavormige kernstructuur verband houdt met de balkvormige verdeling van sterren die in het centrum van veel schijfvormige sterrenstelsels te zien is. Zowel NGC 128 als NGC 2549 vertoont twee van zulke balken, en aangenomen wordt dat de pindastructuren ontstaan wanneer deze balken van sterren krom zijn in plaats van recht en een stukje boven en onder de eigenlijke schijf van het stelsel uit steken. Ook ons eigen Melkwegstelsel vertoont twee van die balken. Het mechanisme dat dit effect veroorzaakt, vertoont volgens de astronomen overeenkomsten met water dat door een tuinslang stroomt. Als de waterdruk laag is, blijft de slang stil liggen en blijven de sterren netjes hun rondjes draaien in het schijfvlak van het stelsel. Maar wanneer de druk hoog is, trekt te slang krom en komen de sterbanen schuin op het schijfvlak te staan. (EE)
Galaxy-sized peanuts? Astronomers use new imaging software to detect double ‘peanut shell’ galaxy

5 mei 2016
Astronomen hebben vastgesteld dat het zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel NGC 1332 660 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Dat blijkt uit een nauwkeurige meting van de snelheid waarmee gas om het superzware zwarte gat raast (1,8 miljoen kilometer per uur). Bijna alle volwaardige sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat in hun centrum. Deze kolossen komen aan hun enorme massa door gaswolken, sterren en kleinere zwarte gaten op te slokken. Dat klinkt overigens makkelijker dan het is: sterren die in stabiele banen om zo’n zwart gat cirkelen hebben genoeg snelheid om uit zijn greep te blijven. Alleen als een object om wat voor reden dan ook té dicht in de buurt van het zwarte gat komt, wordt het opgeslokt. Maar zelfs dan verdwijnt zijn materie niet rechtstreeks in het zwarte gat: in eerste instantie verzamelt zij zich in een schijf daaromheen. Hoe sneller de schijfmaterie om het zwarte gat draait, des te groter is diens massa. NGC 1332 is 73 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Het is voor deze meting waargenomen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili. Met dit instrument, dat uit 66 schotelantennes bestaat, is de millimeter-straling opgevangen van koolstofmonoxidegas dat om het zwarte gat cirkelt. Nauwkeurige bepalingen van de massa’s van de centrale zwarte gaten van sterrenstelsels zijn nodig om meer inzicht te krijgen in de ontwikkeling van het omringende sterrenstelsel. Er zijn namelijk aanwijzingen dat de groei van een sterrenstelsel min of meer gelijk op gaat met de groei van zijn centrale zwarte gat. (EE)
Measuring a black hole 660 million times as massive as our sun

28 april 2016
Bijna 10 miljard jaar geleden vond in het verre sterrenstelsel PKS B1424-418 een kolossale uitbarsting van energie plaats, die een jaar lang aanhield. Het licht van deze gebeurtenis begon in 2012 op aarde aan te komen. En het lijkt erop dat ook een neutrino ervan is geregistreerd – een neutrino dat het toenmalige energierecord brak (Nature Physics, 18 april). Neutrino’s zijn de snelste, lichtste en meest ongrijpbare elementaire deeltjes. Hoewel ze talrijker zijn dan alle atomen in het heelal, treden ze zelden in wisselwerking met normale materie, waardoor ze zich heel moeilijk laten detecteren. Enkele jaren geleden vond de IceCube Neutrino Observatory op Antarctica de eerste aanwijzingen dat onze planeet wordt bestookt met neutrino’s die ongekend energierijk zijn. Inmiddels zijn ongeveer honderd van die deeltjes geregistreerd, en de meest energierijke daarvan hebben zelfs een eigen naam gekregen, die is ontleend aan het tv-programma Sesamstraat. Een van die super-energierijke neutrino’s – ‘Big Bird’ – kwam binnen op 4 december 2012. Waar dat neutrino vandaan kwam, was tot nu toe onduidelijk. Maar volgens een team van astronomen staat het voor 95 procent vast dat PKS B1424-418 de bron was. IceCube kan niet precies aangeven uit welke richting de gedetecteerde neutrino’s komen: de bron van Big Bird kon ergens binnen een ongeveer 32 graden breed gebied aan de zuidelijke hemel liggen. De astronomen hebben nu bestaande gegevens doorzocht naar objecten in dit gebied die in staat zijn om zulke energierijke neutrino’s te produceren. En dat leverde eigenlijk maar één kandidaat op: PKS B1424-418. PKS B1424-418 is een actief sterrenstelsel waarvan bekend is dat het een bron van gammastraling is – de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling. Uit waarnemingen van de Amerikaanse gammasatelliet Fermi blijkt dat PKS B1424-418 vanaf de zomer van 2012 een langdurige uitbarsting vertoonde, waarbij de intensiteit van zijn gammastraling sterk toenam. PKS B1424-418 staat dus op de juiste plek aan de hemel en vertoonde op het juiste moment een uitbarsting om de bron van ‘Big Bird’ te kunnen zijn. Daarbij komt nog dat stelsels als PKS B1424-418 – zogeheten blazars – inderdaad deeltjes produceren die zoveel energie hebben dat er – na een reeks interacties – gammastraling en neutrino’s vrijkomen. (EE)
Possible Extragalactic Source of High-Energy Neutrinos

28 april 2016
Met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton zijn in twee nabije sterrenstelsels enkele bijzondere dubbelsterren ontdekt die gas uitstoten met bijna een kwart van de lichtsnelheid (Nature, 28 april). Er bestaan twee soorten dubbelsterren die veel röntgenstraling uitzenden. ‘Normale’ röntgendubbelsterren bestaat uit het compacte restant van een ster – een witte dwerg, neutronenster of zwart gat – dat gas opslokt van een begeleidende ster. Daarnaast bestaat er een klasse van röntgendubbelsterren die – om nog niet geheel begrepen redenen – tien tot honderd keer zoveel röntgenstraling produceren. In beide gevallen verzamelt het aangetrokken gas zich in een schijf rond het compacte object. Door wrijving in de schijf wordt het gas extreem heet en zendt het röntgenstraling uit. Maar niet al het gas komt uiteindelijk in het centrale object terecht: een deel ervan wordt door de tegendruk van de intense straling terug de ruimte in geblazen. Met XMM-Newton zijn voor het eerst metingen gedaan van de snelheden die de winden van de ultra-heldere röntgendubbelsterren bereiken. De onderzoeksresultaten wijzen erop dat de grote röntgenhelderheid van deze objecten te danken is aan een buitengewoon snelle overdracht van gas naar het compacte object. De gasschijf die hen omringt is sterk opgezwollen ten gevolge van de stralingsdruk die het rijkelijk aanwezige gas uitoefent. Onduidelijk is nog in hoeverre die sterke ‘tegenwind’ verband houdt met het centrale object. Mogelijk heeft dat object bij ultra-heldere röntgendubbelsterren simpelweg meer massa dan bij normale röntgendubbelsterren. Het zou dan gaan om zwarte gaten van enkele tientallen zonsmassa’s. (EE)
Powerful winds spotted from mysterious X-ray binaries

18 april 2016
Voor het eerst hebben sterrenkundigen energierijke gammastraling gedetecteerd van het actieve sterrenstelsel Arp 220. De metingen zijn verricht door NASA's ruimtetelescoop Fermi. De gammastraling van Arp 220 kwam pas aan het licht nadat astronomen bestaande metingen opnieuw analyseerden met verbeterde software. Energierijke gammastraling wordt opgewekt wanneer snel bewegende elektrisch geladen deeltjes in botsing komen met atomen in het interstellaire medium - het zeer ijle gas in de ruimte tussen de afzonderlijke sterren van het stelsel. Die hoogenergetische deeltjes (verwarrend genoeg 'kosmische straling' genoemd) zijn op hun beurt afkomstig van schokgolven in uitdijende supernovaresten. Van Arp 220 is bekend dat het in werkelijkheid gaat om twee botsende sterrenstelsels. Als gevolg van de botsing, die ca. 700 miljoen jaar geleden plaatsvond, is er sprake van een enorme stervormingsactiviteit. Dat betekent automatisch dat er ook veel supernova-explosies in het stelsel moeten voorkomen: zware sterren leven maar kort voordat ze uit elkaar spatten. Veel supernova's betekent veel kosmische straling, en dus ook veel energierijke gammastraling. Die was bij Arp 220 tot nu toe echter niet gevonden, ondanks de relatieve nabijheid van het stelsel (ca. 250 miljoen lichtjaar). Uit de Fermi-metingen, gepresenteerd in The Astrophysical Journal, leiden de onderzoekers af dat ca. 4 procent van de kinetische (bewegings-)energie van een supernova wordt omgezet in kosmische-stralingsdeeltjes met een energie van meer dan 1 gigaelektronvolt. (GS)
Found: A Galaxy’s Missing Gamma Rays

14 april 2016
Astronomen hebben een donker dwergsterrenstelsel ontdekt op 4 miljard lichtjaar van de aarde. Het kleine stelsel verraadt zijn aanwezigheid doordat het subtiele afwijkingen veroorzaakt in een zogeheten Einsteinring – het bijna tot een complete ring vervormde beeld van een nog veel verder verwijderd sterrenstelsel. De ontdekking volgt op een computeranalyse van de Einsteinring, die in 2014 is ontdekt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een verzameling radiotelescopen in het noorden van Chili. Deze Einsteinring, die de aanduiding SDP.81 draagt, ontstaat doordat een sterrenstelsel op 4 miljard lichtjaar vanaf de aarde gezien precies vóór een sterrenstelsel op 12 miljard lichtjaar staat. Daarbij wordt het licht van het verre stelsel zodanig afgebogen door de zwaartekracht van het voorgrondstelsel dat we een ring te zien krijgen. Dankzij dit zogeheten gravitatielenseffect kunnen astronomen verre sterrenstelsels onderzoeken die eigenlijk te ver weg staan om rechtstreeks waarneembaar te zijn. Maar de waarnemingen leveren ook informatie op over het nabijere stelsel dat als ‘lens’ fungeert. Uit een computeranalyse van de Einsteinring SDP.81 blijkt dat er dicht in de buurt van het lensstelsel nog een ander, veel kleiner sterrenstelsel moet zijn. Waarschijnlijk gaat het om een satelliet van het lensstelsel, die grotendeels uit donkere materie bestaat. Dat laatste wordt afgeleid uit het feit dat er van dat satellietstelsel niets te zien is: heel veel sterren kan het dus niet bevatten. De meest gangbare theorieën omtrent het ontstaan van sterrenstelsels in ons heelal voorspellen dat grote sterrenstelsels omgeven zijn door aanzienlijke aantallen satellietstelsels. Maar tot nu toe zijn maar weinig van die kleine begeleiders opgespoord. De nieuwe ontdekking wijst erop dat er een simpele verklaring kan zijn voor dit schijnbare tekort: als satellietstelsels grotendeels uit donkere materie bestaan, zijn ze per definitie heel moeilijk waarneembaar. (EE)
Dwarf Dark Galaxy Hidden in ALMA Gravitational Lens Image

11 april 2016
De draaiingsassen van superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels wijzen soms allemaal in dezelfde richting, ook wanneer de betreffende stelsels op onderlinge afstanden van vele tientallen miljoenen lichtjaren staan. Dat blijkt uit een groot, gevoelig onderzoek aan de jets (straalstromen) van radiosterrenstelsels, uitgevoerd met de Giant Metrewave Radio Telescope in India. Zulke jets van energierijke elektrisch geladen deeltjes ontstaan in de directe omgeving van superzware zwarte gaten, en worden langs de draaiingsas van het zwarte gat de ruimte in geblazen. In een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society schrijven Zuid-Afrikaanse sterrenkundigen dat de jets van radiosterrenstelsels over een groot gebied in het heelal dezelfde oriëntatie hebben. Die mysterieuze 'uitlijning' moet terug te voeren zijn op bewegingen in het intergalactische gas waaruit de sterrenselsels zijn ontstaan. De oorzaak is mogelijk gelegen in de aanwezigheid van sterke magnetische velden. Eerder was al aangetoond dat 'gewone' sterrenstelsels in een bepaald gebied in het heelal soms onderling 'uitgelijnd' zijn. De radiowaarnemingen zijn echter nauwkeuriger, en beslaan ook een veel groter gebied. (GS)
Astronomers in South Africa discover mysterious alignment of black holes

6 april 2016
Astronomen hebben een superzwaar zwart gat ontdekt in de kern van het sterrenstelsel NGC 1600. Het zwarte gat heeft een verrassend grote massa voor een sterrenstelsel dat zich in een dunbevolkt deel van het heelal bevindt (Nature, 6 april). Het ontdekte zwarte gat heeft een massa van 17 miljard zonsmassa’s. Doorgaans worden zwarte gaten van dit kaliber aangetroffen in grote sterrenstelsels in een dichtbevolkt deel van het heelal. In zo’n omgeving komen sterrenstelsels frequent met elkaar in botsing, waardoor de zwarte gaten in hun kernen voortdurend fusies aangaan en nieuwe materie aangevoerd krijgen. Maar in de omgeving van het elliptische sterrenstelsel NGC 1600, dat ongeveer 200 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, zijn niet veel andere stelsels te zien. NGC 1600 maakt geen deel uit van een kosmische metropool, maar van een kosmisch gehucht. Volgens de astronomen is het denkbaar dat NGC 1600 simpelweg bijna al zijn galactische buren – compleet met centraal zwart gat – heeft opgeslokt. Al die zwarte gaten zouden zich uiteindelijk hebben samengevoegd tot de huidige kolos. Een aanwijzing in die richting is ook de (relatieve) sterrenarmoede in de kern van NGC 1600. Die zou erop kunnen wijzen dat NGC 1600 nog niet zo lang geleden twee of meer superzware gaten in zijn kern had. Zo’n clubje van om elkaar heen draaiende zwarte gaten gedraagt zich als een ’zwaartekrachtskatapult’ en slingert sterren uit zijn naaste omgeving weg. De astronomen vermoeden dat het zwarte gat in NGC 1600 slechts het topje van de ijsberg is. Mogelijk zijn er dus nog veel meer kolossale zwarte gaten die zich schuilhouden in onopvallende, eenzame sterrenstelsels. (EE)
Lonely Black Hole Relic Shines Light On Young Universe

4 april 2016
Een ontdekking die op 24 februari met veel tam-tam werd gepresenteerd in het wetenschappelijke weekblad Nature is volgens Amerikaanse radioastronomen nergens op gebaseerd. Een team onder leiding van Evan Keane beweerde de 'nagloeier' gevonden te hebben van een mysterieuze snelle radioflits die op 18 april 2015 was waargenomen met de Parkes-radiotelescoop in Australië. Volgens Peter Williams en Edo Berger van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics heeft de radiobron echter niets met de flits te maken. De ware aard van snelle radioflitsen (fast radio bursts, FRB's) is niet bekend. Met een andere, gevoeliger Australische radiotelescoop meenden Keane en zijn collega's een zwakke nagloeier van FRB150418 waargenomen te hebben, geassocieerd met een sterrenstelsel op zeer grote afstand. Het zou de eerste keer zijn geweest dat een snelle radioflits is gelokaliseerd. Williams en Berger hebben het verre stelsel nu bestudeerd met de Karl G. Jansky Very Large Array radiotelescoop in New Mexico. Ze ontdekten dat de radiobron geen nagloeier kan zijn: hij is namelijk nog steeds aanwezig, en verandert regelmatig van intensiteit. Een echte nagloeier zou al lang volledig zijn uitgedoofd. De radiostraling is dus niet geassocieerd met FRB150418, maar is vermoedelijk afkomstig van een zwart gat in de kern van het stelsel. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Fast Radio Burst "Afterglow" Was Actually a Flickering Black Hole

4 april 2016
Indiase astronomen denken dat 'schijfstelsels' - sterrenstelsels zonder centrale verdikking - het resultaat zijn van een traag, geleidelijk groeiproces. Die suggestie doen ze in een artikel in The Astrophysical Journal op basis van een grootschalig onderzoek aan de merkwaardige stelsels. De meeste sterrenstelsels, inclusief ons eigen Melkwegstelsel, hebben behalve een dunne schijf van gas, stof en sterren ook een zogeheten centrale verdikking (bulge). Er zijn echter ook stelsels bekend die alleen een dunne schijf vertonen; de centrale verdikking ontbreekt gewoon. Het ontstaan van een centrale verdikking wordt niet goed begrepen; algemeen wordt aangenomen dat hij het resultaat is van het hiërarchisch groeiproces van sterrenstelsels, waarbij een stelsel stapsgewijs groter en zwaarder wordt door kleinere soortgenoten uit zijn omgeving 'op te slokken'. Sonali Sachdeva en Kanak Saha van het Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics in India hebben nu onderzoek gedaan aan een kleine 600 verre sterrenstelsels in het Hubble Deep Field en in de Sloan Digital Sky Survey. Bijna honderd daarvan blijken pure disk galaxies te zijn. Het percentage schijfstelsels blijft in de loop van de kosmische evolutie echter gelijk. Wel zijn de schijfstelsels in het huidige heelal groter en zwaarder dan hun soortgenoten op veel grotere afstanden, waar je verder terug kijkt in de tijd. Sachdeva en Saha denken daarom dat de schijfstelsels niet stapsgewijs groeien door versmeltingen met kleinere buurstelsels, maar heel geleidelijk door in de loop van de tijd intergalactisch gas te verzamelen. Als die theorie klopt, hebben de schijfstelsels altijd een vrij geïsoleerd bestaan geleid, en nooit botsingen ondergaan met andere sterrenstelsels. (GS)
Forming Galaxies Without Bulges

29 maart 2016
Door radioschotels op aarde en in de ruimte onderling te 'koppelen', zijn sterrenkundigen erin geslaagd om extreem gedetailleerde waarnemingen te verrichten aan de zogheten jet ('straalstroom') van de quasar 3C273. Uit de metingen blijkt dat de temperatuur van de jet ruim honderd maal zo hoog is als tot nu toe werd aangenomen. 3C273 was in 1973 de eerste quasar die als zodanig geïdentificeerd werd: de heldere kern van een ver verwijderd sterrenstelsel (in dit geval op ruim 2 miljard lichtjaar afstand). De energie van quasars is afkomstig uit de directe omgeving van een superzwaar zwart gat in de kern van het stelsel. Dat zwarte gat blaast ook twee energierijke straalstromen de ruimte in. Het ontstaan van deze jets van hoogenergetische deeltjes en straling wordt nog steeds niet in detail begrepen. Om de jet van 3C273 zo gedetailleerd mogelijk te bestuderen, hebben Amerikaanse, Europese en Russische radioastronomen simultaanmetingen verricht met de 10-meter radioschotel aan boord van de Russische Spektr-R satelliet (ook wel RadioAstron genoemd) en vier grote radiosterrenwachten op aarde: de Very Large Array in New Mexico, de Green Bank Telescope in West Virginia, de Arecibo-telescoop op Puerto Rico en de Effelsberg-telescoop in Duitsland. Dankzij de VLBI-techniek (very long baseline interferometry) kon op die manier een beeldscherpte verkregen worden van 26 microboogseconden, overeenkomend met de beeldscherpte van een enkelvoudige telescoop met een middellijn van meer dan 100.000 kilometer. De metingen, op golflengten van 18, 6 en 1,3 centimeter, laten substructuur in de jet zien, veroorzaakt door de invloed van ijl gas in ons eigen Melkwegstelsel. Maar bovenal blijkt uit de waarnemingen dat het relatief ijle materiaal in de jet een temperatuur heeft van meer dan 10 biljoen graden. Tot nu toe werd altijd aangenomen dat de temperatuur van quasarjets nooit veel hoger zou kunnen zijn dan ca. 100 miljard graden: bij hogere temperaturen zouden de jets afkoelen door het uitzenden van röntgen- en gammastraling. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Earth-Space Telescope System Produces Hot Surprise

24 maart 2016
Onze zon produceert regelmatig ‘zonnevlammen’, flinke uitbarstingen waarbij grote aantallen energierijke deeltjes de ruimte in worden geschoten – soms in de richting van de aarde. Veel schade richten deze doorgaans niet aan, maar volgens een internationaal team van astronomen, onder Deense leiding, is de zon tot veel erger in staat (Nature Communications). Zonnevlammen treden op wanneer grote magnetische velden op het oppervlak van de zon bezwijken. Als dat gebeurt, komen enorme hoeveelheden magnetische energie vrij die in de vorm van snel bewegende geladen deeltjes van de zon ontsnappen. Bij sommige sterren zijn zulke uitbarstingen tot wel 10.000 keer zo hevig als de grootste zonnevlammen die onze zon laatste paar eeuwen heeft vertoond. De grote vraag is echter of zulke ‘supervlammen’ op dezelfde manier ontstaan als gewone zonnevlammen, en of ook de zon supervlammen kan produceren. Om dat te onderzoeken hebben de astronomen bijna 100.000 sterren onderzocht met de nieuwe Guo Shou Jing-telescoop in China – ook bekend als LAMOST. De spectroscopische waarnemingen laten zien dat supervlammen waarschijnlijk inderdaad op dezelfde manier ontstaan als zonnevlammen. Het enige verschil lijkt te zijn dat de magnetische velden op de oppervlakken van sterren die supervlammen produceren doorgaans sterker zijn dan die op het zonsoppervlak. Het lijkt dus niet waarschijnlijk dat onze zon supervlammen kan genereren. Maar er zit een addertje onder het gras: van alle ‘supervlammende’ sterren die de astronomen onderzocht hebben, had ongeveer tien procent een magnetisch veld dat net zo sterk of zelfs zwakker was dan het magnetische veld van de zon. Of de zon zich zo braaf zal blijven gedragen als nu, is dus bepaalde niet zeker. Dat is een verontrustende gedachte, want als onze aarde door een zware supervlam wordt getroffen, kan dat desastreuze gevolgen hebben – niet alleen voor alle elektronica waar we gebruik van maken, maar ook voor de aardatmosfeer en de leefbaarheid van onze planeet. Op basis van hun onderzoek concluderen de wetenschappers dat onze zon in elk geval geregeld uitbarstingen vertoont die zo’n beetje het midden houden tussen ‘gewone’ zonnevlammen en supervlammen. Gemiddeld zouden dat soort uitbarstingen ongeveer eens in de duizend jaar moeten optreden. Dat komt aardig overeen met het vermoeden dat de zon in de jaren 775 en 993 een kleine supervlam heeft geproduceerd. Aanwijzingen daarvoor zijn teruggevonden in de groeiringen van bomen. (EE)
Deadly stars

22 maart 2016
Voor het eerst is het bewijs gevonden dat Type Ia-supernova's plaatsvinden in dubbelstersystemen. Bij een Type Ia-supernova is er sprake van de volledige detonatie van een witte-dwergster. Al een halve eeuw wordt aangenomen dat zo'n explosie getriggerd wordt door materie-overdracht van een tweede ster. De witte dwerg zou daardoor boven een bepaalde kritische grens komen, waarna de koolstof- en zuurstofvoorraad in zijn kern explosief begint te ontbranden en de ster uit elkaar spat. Aanvankelijk werd aangenomen dat die begeleider een grote rode reuzenster zou zijn, maar gedetailleerde waarnemingen van Type Ia-supernova's lijken dat inmiddels uit te sluiten. Op 17 mei 2012 werd echter een supernova bestudeerd in een sterrenstelsels op 50 miljoen lichtjaar afstand (SN 2012cg), waarbij het allereerste begin van de explosie is waargenomen. Daarbij bleek dat er sprake was van een krachtige puls van blauw licht. Dat is exact wat je verwacht wanneer de exploderende witte dwerg een baan beschrijft rond een gewone 'hoofdreeeks'-ster, waarin nog kernfusie van waterstof optreedt, net als in onze eigen zon. De hoofdreeeksster wordt aan één zijde sterk verhit door de explosie van de witte dwerg, en straalt daardoor energierijk blauw licht uit. De metingen doen vermoeden dat de begeleidende ster minstens zes maal zo zwaar was als de zon. De nieuwe metingen en analyses zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
First Discovery of a Binary Companion for a Type Ia Supernova

22 maart 2016
Amerikaansen astronomen melden dat zij de helderste sterrenstelsels hebben waargenomen die ooit in het heelal zijn gezien. De details van de ontdekking van de ‘buitensporig heldere’ stelsels zijn verschenen in de online-editie van de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De nu ontdekte stelsels, die ongeveer 10 miljard lichtjaar van ons verwijderd zijn, vormen de overtreffende trap in een reeks van sterrenstelsels die enorm veel infraroodstraling produceren. Er waren al stelsels bekend die in dat opzicht één tot tien biljoen keer zo helder zijn als onze zon. De ‘buitensporig heldere’ stelsels zijn nog eens tien keer zo helder. Dat laatste is overigens niet geheel aan de stelsels zelf te danken, maar aan het zwaartekrachtslenseffect. Het licht van de stelsels wordt onderweg naar de aarde met ongeveer een factor 10 versterkt door de zwaartekrachtswerking van zware objecten. Ook van zichzelf zijn de stelsels al erg helder. Een nadere analyse laat zien dat dit waarschijnlijk moet worden toegeschreven aan hun enorme stervormingsactiviteit. Waar onze Melkweg hooguit een paar sterren per jaar produceert, lijken zijn verre soortgenoten ongeveer een ster per uur af te leveren. De sterrenstelsels zijn oorspronkelijk opgespoord in surveygegevens van de Europese satellieten Planck en Herschel. Bij het vervolgonderzoek is gebruik gemaakt van de 50-meter Large Millimeter Telescope (LMT), een instrument dat gevoelig is voor de straling van stervormingsgebieden. De LMT staat op de top van een 4,5 kilometer hoge inactieve vulkaan in Mexico. (EE)
UMass Amherst Astronomers Report Most ‘Outrageously’ Luminous Galaxies Ever Observed

21 maart 2016
Zeldzame zware elementen zoals goud en platina ontstaan voornamelijk bij de botsing en versmelting van neutronensterren, en niet in supernova-explosies, zoals eerder wel is gedacht. Dat blijkt uit onderzoek aan enkele 'heldere' sterren in het onlangs ontdekte ultrazwakke dwergsterrenstelsel Reticulum II, een kleine begeleider van ons eigen Melkwegstelsel. Zware elementen ontstaan bij kernfusieprocessen in het inwendige van sterren. Elementen zwaarder dan zink worden echter op een andere manier gevormd: Door het invangen van neutronen, die vervolgens vervallen tot protonen. Sommige zware elementen, waaronder goud en platina, kunnen alleen gevormd worden bij snelle neutronenvangst - een proces dat alleen kan optreden tijdens kortstondige catastrofale gebeurtenissen zoals sterexplosies. Negen sterren in Reticulum II blijken echter maar liefst duizend maal zo veel van deze zware elementen te bevatten dan sterren in andere, vergelijkbare dwergsterrenstelsels. Zo'n grote variatie valt niet te verklaren wanneer die elementen ontstaan bij veel voorkomende verschijnselen zoals supernova-explosies. Dat wijst erop dat deze 'r-proces-elementen' (de r staat voor rapid) bij veel zeldzamere catastrofale verschijnselen worden gevormd, zoals botsingen en versmeltingen van compacte neutronensterren. De nieuwe waarnemingen aan Reticulum II zijn op 21 maart gepublcieerd in Nature. (GS)
Tiny, Ancient Galaxy Preserves Record of Catastrophic Event

21 maart 2016
Sterrenkundigen hebben een quasar ontdekt die gas de ruimte in blaast met twintig procent van de lichtsnelheid, ofwel ruim 200 miljoen kilometer per uur. Quasars zijn de heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels. De energierijke straling is afkomstig uit de directe omgeving van een superzwaar zwart gat in de kern van het stelsel. Opgezogen materiaal hoopt zich op in een zogeheten accretieschijf, maar door de extreem hoge temperatuur in die schijf wordt een deel van het gas weer terug de ruimte in geblazen. De astronomen ontdekten 300 quasars met krachtige winden in bestaande meetgegevens van de Sloan Digital Sky Survey. Met de Gemini North- en de Gemini South-telescopen (op Hawaii en in Chili) verrichtten ze aan 100 quasars vervolgwaarnemingen. De resultaten zijn gepubliceerd in Montlhly Notices of the Royal Astronomical Society. De 'stormachtige' recordquasar vertoont trouwens ook een iets minder krachtige wind, met een snelheid van ca. 140 miljoen kilometer per uur. Onderzoek aan quasarwinden kan nieuwe informatie opleveren over de vorming en de vroege evolutie van sterrenstelsels. (GS)
York University astrophysicists detect ultra-fast winds near supermassive black hole

21 maart 2016
De Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler heeft voor het eerst het allereerste begin van een supernova-explosie vastgelegd. Zo'n explosie (van type II) ontstaat wanneer de kernbrandstof in het inwendige van een grote zware ster is opgebruikt. De kern van de ster stort dan ineen; door de resulterende schok wordt de mantel van de ster vervolgens de ruimte in geblazen. Kepler heeft nu het moment waargenomen waarop die schokgolf het oppervlak van de stervende ster bereikt - het feitelijke begin van de explosie. In zijn onderzoek naar exoplaneten heeft Kepler jaren lang elke dertig seconden de helderheden van vele tienduizenden sterren opgemeten. Door dat intensieve waarnemingsprogramma konden ook zeldzame en onverwachte verschijnselen zoals supernova's worden gedetecteerd. In 2011 zag Kepler de explosie van een ster die 300 keer zo groot was als de zon, op een afstand van 700 miljoen lichtjaar (KSN 2011a). Later dat jaar werd nog een supernova waargenomen (KSN 2011d), dit maal van een ster die 500 keer zo groot was als de zon, op 1,2 miljard lichtjaar afstand. Opmerkelijk genoeg is de shock breakout alleen bij de tweede supernova gezien; de eerste exploderende ster werd mogelijk omgeven door eerder weggeblazen gas waardoor het begin van de supernova-explosie niet goed waarneembaar was. De waarnemingen aan KSN2011d sluiten verder goed aan bij theoretische voorspellingen. (GS)
Caught For The First Time: The Early Flash Of An Exploding Star

17 maart 2016
Astronomen hebben een nieuwe klasse van spiraalstelsels ontdekt die aanzienlijk groter zijn dan onze Melkweg. Deze ‘superspiralen’ behoren tot de grootste, helderste sterrenstelsels in het heelal. Hun bestaan was tot nu toe niet opgevallen, omdat ze op het eerste gezicht op normale spiraalstelsels lijken. De superspiralen werden bij toeval ontdekt bij een zoekactie naar extreem heldere, zware sterrenstelsels in de NASA/IPAC Extragalactic Database (NED) – een online vergaarbak van gegevens over 100 miljoen stelsels. In die vergaarbak zitten de data van allerlei verschillende projecten. De astronomen verwachtten dat hun zoekactie alleen zogeheten elliptische reuzenstelsels zou opleveren – heldere, ovale sterrenstelsels die geen opvallende structuur vertonen. Maar bij een steekproef van 800.000 stelsels bleek dat 53 van de helderste stelsels duidelijk spiraalvormig waren. Even werd nog gedacht dat het om nabije stelsels ging, maar dat was niet het geval. De superspiralen zijn 8 tot 14 keer zo helder als de Melkweg en bevatten tot wel 10 keer zoveel massa. De schijfvormige stelsels zijn twee tot vier keer zo groot als ons eigen sterrenstelsel. Ze zenden enorme hoeveelheden ultraviolette en infrarode straling uit, wat erop wijst dat ze in hoog tempo – 30 keer zo snel als onze Melkweg – nieuwe sterren produceren. Vermoed wordt dat de superspiralen het resultaat zijn van fusies tussen kleinere spiraalstelsels. Een aanwijzing in die richting is dat sommige van de ontdekte stelsels een dubbele kern hebben in plaats van één, zoals gebruikelijk. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat zo’n fusie in de vorming van een elliptisch reuzenstelsel resulteert, maar klaarblijkelijk kan zich ook een reusachtig spiraalstelsel vormen. (EE)
Astronomers Discover Colossal ‘Super Spiral’ Galaxies

17 maart 2016
Bij ultraviolet-waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop is ontdekt dat de jonge sterrenhoop R136 niet vier, maar negen sterren bevat die meer dan honderd keer zo zoveel massa hebben als onze zon (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De sterren maken deel uit van de Grote Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsel op ongeveer 170.000 lichtjaar van de aarde. Het nieuwe onderzoek laat zien dat R136 tientallen sterren van meer dan 50 zonsmassa’s bevat. Bekend was al dat daar één ‘superster’ tussen zit – R136a1 – die genoeg massa bevat voor 250 zonnen. Tezamen produceren de negen ‘zwaarste’ sterren van de sterrenhoop 30 miljoen keer zoveel licht als onze zon. De astronomen hebben vastgesteld dat de stellaire kolossen enorm veel materie uitstoten: maandelijks wordt ongeveer een aardmassa aan deeltjes met snelheden tot 3000 kilometer per seconde de ruimte in geblazen. Deze hevige ‘sterrenwind’ zorgt ervoor dat de sterren in de loop van hun (korte) bestaan veel massa kwijtraken. Astronomen worstelen al een tijdje met de vraag hoe zulke massarijke sterren überhaupt kunnen bestaan. Een mogelijk scenario is dat ze het resultaat zijn van fusies tussen iets minder zware sterren. Maar dit scenario kan het grote aantal zeer zware sterren dat nu in R136 is waargenomen niet verklaren. (EE)
Hubble Unveils Monster Stars

12 maart 2016
De quasar OJ287 vertoonde eind november en begin december 2015 een helderheidsuitbarsting, die was voorspeld door de Finse astronoom Mauri Valtonen. Quasars zijn de heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels; ze worden 'aangedreven' door een superzwaar zwart gat dat materie uit zijn omgeving opslokt. Uit oude archiefwaarnemingen van OJ287 was eerder al gebleken dat deze quasar ongeveer eens in de twaalf jaar een krachtige uitbarsting ondergaat. Bovendien blijkt elke uitbarsting twee helderheidspieken te vertonen. Volgens Valtonen bevindt zich in de kern van OJ287 een dubbel superzwaar zwart gat. Het zwaarste zwarte gat zou maar liefst 18 miljard keer de massa van de zon hebben; het wordt omgeven door een zogeheten accretieschijf, waarin opgezogen gas zich ophoopt alvorens het zwarte gat in te vallen. Het tweede zwarte gat heeft een massa van 'slechts' 100 miljoen zonsmassa's, en beweegt met een omlooptijd van ca. 12 jaar in een langgerekte ellipsbaan om zijn zwaardere broer heen. Daarbij beweegt dit lichtere exemplaar elke omloop twee keer kort na elkaar door de accretieschijf heen, die daardoor sterk wordt verhit. Op die manier ontstaan de dubbele helderheidspieken. De geometrie van het dubbele superzware zwarte gat, en de massa's van de twee afzonderlijke zwarte gaten, konden afgeleid worden uit gemeten veranderingen in de tijd die tussen de afzonderlijke helderheidspieken verstrijkt. Die variaties zijn het gevolg van de zeer sterke baanprecessie van het stelsel (een verdraaiing van de oriëntatie van de omloopbaan), als gevolg van de effecten van Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie. Uit de resultaten van een grote internationale waarnemingscampagne die eind vorig jaar is gehouden, hebben Valtonen en zijn collega's nu ook de rotatiesnelheid van het zwaarste zwarte gat kunnen afleiden - ook die is van invloed op de baanprecessie. In een artikel in Astrophysical Journal rekent het team voor dat de Kerr-paarameter van het zwarte gat 0,31 is. Dat betekent dat de draaisnelheid 30 procent bedraagt van de maximum rotatiesnelheid die toegestaan is binnen de algemene relativiteitstheorie. (GS)
Clocking the rotation rate of a supermassive black hole

10 maart 2016
De ‘kosmische infraroodachtergrond’ – een zwakke gloed van infraroodstraling die ons vanuit alle richtingen bereikt – is grotendeels afkomstig van zwakke sterrenstelsels. Tot die conclusie komt een team van Japanse astronomen op basis van waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). De astronomen hebben in reeds bestaande ALMA-gegevens een honderdtal zwakke bronnen van zogeheten millimeterstraling ontdekt – straling die het midden houdt tussen infraroodstraling en radiostraling. Door deze gegevens te vergelijken met opnamen die zijn genomen met de Hubble-ruimtetelescoop en de optische Subaru-telescoop op zichtbare en infrarode golflengten, kwamen ze erachter dat zestig procent van deze bronnen zwakke sterrenstelsels zijn. De millimeterstraling die deze sterrenstelsels uitzenden is afkomstig van het daarin aanwezige stof. Dat stof absorbeert zichtbaar licht en infraroodstraling, en zendt de verkregen energie weer uit als millimeterstraling. Volgens de astronomen is de hoeveelheid straling van de door hen gevonden objecten voldoende om de volledige kosmische infraroodachtergrond te verklaren. Maar onduidelijk is nog wel wat de resterende veertig procent van de ALMA-objecten zijn. Een mogelijkheid is dat het om sterrenstelsels gaat die zó stofrijk zijn, dat ze op zichtbare en infrarode golflengten simpelweg niet waarneembaar zijn. (EE)
Mysterious Infrared Light from Space Resolved Perfectly

9 maart 2016
Twee astronomen van het Kapteyn Instituut in Groningen, Tjitske Starkenburg en Amina Helmi, hebben samen met hun Amerikaanse collega Laura Sales een nieuwe analyse gemaakt van computersimulaties die de interacties tussen dwergstelsels en hun kleine satellieten beschrijven. De analyse laat zien dat deze interacties tot langdurige perioden van verhevigde stervorming kunnen leiden. Het meest gangbare model voor het ontstaan van grote structuren in het heelal ‘voorspelt’ dat sterrenstelsels omgeven zijn door uitgestrekte halo’s van donkere materie, die op hun beurt omgeven moeten zijn door duizenden kleinere subhalo’s die ook uit donkere materie bestaan. Rond grote sterrenstelsels, zoals onze Melkweg, zijn deze subhalo’s groot genoeg om gas en stof uit hun omgeving aan te trekken en kleine sterrenstelsels te vormen. Sommige van deze dwergstelsels zijn ook echt waargenomen. De satellietstelsels kunnen miljarden jaren om hun moederstelsel blijven draaien, maar worden uiteindelijk door deze laatste opgeslokt. Het gas dat het moederstelsel daarbij ontvangt, wordt in hoog tempo omgezet in nieuwe sterren – een verschijnsel dat ‘starburst’ wordt genoemd. De analyse van Starkenburg en haar collega’s laat zien dat hetzelfde scenario ook zou moeten optreden bij de dwergstelsels en hun nog kleinere subhalo’s. Alleen zijn deze laatste niet waarneembaar omdat ze veel te klein zijn om zelf sterren te vormen. Toch kunnen zulke donkere dwergsatellieten hun bestaan verraden. De zwaartekracht die hun donkere materie uitoefent is namelijk in staat om het gas in het dwergstelsel zodanig in beroering te brengen, dat ook daarin een starburst op gang komt. Als deze veronderstelling klopt, zouden veel van de dwergstelsels die we waarnemen tekenen van verhoogde stervormingsactiviteit moeten vertonen. En dat is precies wat telescoopwaarnemingen laten zien. Bovendien kan het mechanisme het bestaan van solitaire bolvormige dwergstelsels verklaren – een vraagstuk waar astronomen al tientallen jaren mee worstelen. (EE)
Dark Matter Satellites Trigger Massive Birth of Stars

7 maart 2016
Astronomen die gebruik maken van de Subaru-telescoop op Hawaï en de Hubble-ruimtetelescoop hebben ongeveer tachtig jonge sterrenstelsels ontdekt die al bestonden toen het heelal nog maar 1,2 miljard jaar oud was. Vervolgonderzoek laat zien dat meer van deze stelsels bezig zijn om met een soortgenoot te fuseren dan tot nu toe werd aangenomen. De stelsels staan zo ver weg, dat ze lang niet altijd een herkenbare vorm hebben. Maar acht ervan vertonen een duidelijke dubbele structuur, en nog eens 48 zien er langgerekt uit. Tot nu toe werden deze laatste als enkelvoudige elliptische stelsels beschouwd, maar uit een statistische analyse van de waarnemingen blijkt dat de meeste van deze stelsels wel degelijk uit twee (kleinere) stelsels moeten bestaan. Dat laatste komt tot uiting in hun stervormingsactiviteit. Omdat het samengaan van sterrenstelsels doorgaans tot verhevigde stervorming leidt, zou je verwachten dat de meest compacte objecten statistisch gezien ook vaker verhevigde stervormingsactiviteit vertonen. En dat is in overeenstemming met de waarnemingen. Veel van de sterrenstelsels die met Subaru zijn ontdekt, bestaan in werkelijkheid dus uit twee (of meer) kleinere stelsels die bezig zijn om samen te smelten. Dat is in overeenstemming met het al bestaande vermoeden dat fusies tussen de kleine sterrenstelsels in het vroege heelal een belangrijke rol hebben gespeeld bij de vorming van grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg. De eerste ‘bouwstenen’ van sterrenstelsels zijn naar schatting 200 miljoen jaar na de oerknal ontstaan. Deze objecten bestonden uit koud gas en bevatten een miljoen keer zo weinig massa als de grote sterrenstelsels van nu. De met Subaru ontdekte stelsels zijn al een stapje verder: door samentrekking van gas hebben al sterren gevormd. (EE)
Deciphering Compact Galaxies in the Young Universe

3 maart 2016
Een internationaal team van astronomen, onder wie drie Leidse sterrenkundigen, hebben een sterrenstelsel ontdekt op een recordafstand van 13,4 miljard lichtjaar. Het stelsel, dat in de richting van het sterrenbeeld Grote Beer staat, is uitzonderlijk helder, waardoor het mogelijk was het op deze recordafstand te zien. Zijn licht heeft er 13,4 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Coauteur Marijn Franx, hoogleraar sterrenkunde aan de Universiteit Leiden: ‘Het stelsel was al eerder opgedoken in opnames met de Hubble-ruimtetelescoop en de Spitzer-telescoop. We waren verbaasd over zijn enorme helderheid en afstand en geloofden het aanvankelijk niet omdat dergelijke heldere sterrenstelsels op die afstand niet horen te bestaan. Nauwkeurige afstandsmetingen met Hubble leerden ons echter dat het stelsel nog verder stond dan we dachten.’ Het ontdekte stelsel heeft een roodverschuiving van 11,1, wat overeenkomt met 13,4 miljard lichtjaar afstand – zo’n 400 miljoen jaar na de oerknal. Het vorige record stond op naam van een stelsel op roodverschuiving 8,68 (550 miljoen jaar na de oerknal). De ontdekking levert nieuwe inzichten op in de ontwikkeling van het zeer vroege universum en de vormingsgeschiedenis van sterrenstelsels zoals onze Melkweg. ‘We dachten dat sterrenstelsels geleidelijk aan ontstaan en langzaam groeien door het aantrekken van gas en botsingen met andere stelsels’, zegt coauteur Ivo Labbé (Leiden), ‘maar door deze ontdekking moet onze interpretatie van het vroege heelal op de schop. De theoretici kunnen dus weer aan de slag.’ Franx heeft lange tijd getwijfeld of het resultaat wel klopte. ‘Maar alle herhaalde controles bevestigden het eerdere resultaat. We hebben dus niet zomaar een afstandsrecord, we hebben een olifant in het extreem vroege heelal ontdekt, waar we een muisje verwachtten. Maar eerlijk gezegd begrijpen we niet hoe zo’n olifant zo vroeg al kon bestaan.’ Het sterrenstelsel is ook op infraroodgolflengten met de Spitzer-ruimtetelescoop waargenomen. Dat is een kleine telescoop met een diameter van slechts 85 cm. Deze bevestiging is zeer belangrijk, want het laat zien dat het stelsel al zo’n miljard sterren heeft gevormd. Rychard Bouwens (Leiden) blikt vooruit: ‘Het is voor het eerst dat we Hubble konden gebruiken voor een zeer precieze afstandsbepaling op deze gigantische afstand. Over 3,5 jaar kunnen we dat met de opvolger van Hubble (de James Webb Space Telescope - JWST) nog veel beter. Wie weet wat voor verrassingen ons dan nog te wachten staan.’
Oorspronkelijk persbericht

2 maart 2016
Astronomen hebben voor het eerste een zogeheten ‘snelle radioflits’ van een bron buiten onze Melkweg ontdekt die niet één, maar in totaal elf keer van zich heeft laten horen. ‘FRB 121102’ is ontdekt met de 305 meter grote Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico. Aan het onderzoek werkten twee astronomen uit Nederland mee, onder wie Jason Hessels (ASTRON/UvA). Het resultaat is vandaag online gepubliceerd in Nature. Snelle radioflitsen vormen al een decenniumlang een raadsel voor sterrenkundigen. De eerder ontdekte flitsen leken steeds afkomstig van een eenmalige gebeurtenis. Daardoor gaan de meeste theorieën over de herkomst van de flitsen uit van zeer heftige gebeurtenissen die een bron vernietigen, zoals een ster die als supernova ontploft of een neutronenster die in een zwart gat valt. Nu lijkt het er echter op dat in elk geval sommige flitsen hun oorsprong vinden in zeer energierijke roterende neutronensterren, die regelmatig extreem heldere flitsen produceren. Toen promovendus Paul Scholz (McGill University, Montreal, Canada) eind 2015 waarnemingen van eerder dat jaar analyseerde, ontdekte hij in de data een flits met dezelfde eigenschappen als een flits die hetzelfde team drie jaar eerder had ontdekt. Nader speurwerk heeft uitgewezen dat er sinds de ontdekking in 2012 in totaal tien nieuwe uitbarstingen van FRB 121102 zijn geweest. Intrigerend is dat de nieuwste bevindingen ingaan tegen de resultaten van een vorige week in Nature gepubliceerd onderzoek. In dat onderzoek, door een ander team, wordt gesuggereerd dat FRB’s afkomstig zijn van eenmalige gebeurtenissen in het heelal. 
Oorspronkelijk persbericht

25 februari 2016
Een supernova van type Ia die drie jaar geleden werd ontdekt, lijkt drie jaar na de eigenlijke explosie weer wat op te leven. Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat de vermoedelijke oorzaak ligt bij grote hoeveelheden van een zware vorm van het element kobalt, dat bij de explosie is geproduceerd (The Astrophysical Journal). Supernova’s van type Ia spelen een belangrijke rol in de sterrenkunde. Ze worden onder meer gebruikt als afstandsindicatoren. Toch is nog veel onbekend over deze ontploffende sterren. Volgens de huidige inzichten treden supernova-explosies van dit type op in dubbelstersystemen waarin een witte dwerg en een andere ster (die óók een witte dwerg kan zijn) om elkaar heen cirkelen. Door materie-overdracht of door een botsing met zijn begeleider overschrijdt de witte dwerg een kritische massadrempel, waardoor een thermonucleaire kettingreactie op gang komt. Bij die kettingreacties ontstaan grote hoeveelheden zware elementen. Het licht dat de supernova uitzendt komt voor een belangrijk deel voor rekening van radioactief nikkel-56, dat eerst tot radioactief kobalt-56 en vervolgens tot ijzer vervalt. De helderheidspiek wordt al vrij snel bereikt, maar het ‘uitdoven’ van de supernova kan jaren duren. Theoretisch onderzoek voorspelde dat de helderheid van deze supernova’s na 500 dagen scherp zou moeten afnemen. Maar die snelle daling wordt niet gezien. Om daar een mouw aan te passen, suggereerde astronoom Ivo Seitenzahl van de Australian National University in 2009 dat de aanhoudende helderheid voor rekening moest komen van het zwaardere kobalt-57, dat langzamer vervalt dan kobalt-56. En in dat geval zou de supernova twee à drie jaar na de explosie weer wat helderder moeten worden. Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop hebben nu bevestigd dat dit bij supernova SN 2012cg inderdaad het geval is. Merkwaardig is wel dat voor de waargenomen opleving aanzienlijk meer kobalt-57 nodig is dan was voorspeld. En er zit nóg een ‘haakje’ aan de ontdekking: theoretisch zou de helderheidstoename ook veroorzaakt kunnen zijn door een zogeheten lichtecho: de weerkaatsing van het licht van de oorspronkelijke explosie aan een grote stofwolk. (EE)
The Prolonged Death of Light from Type Ia Supernovae

25 februari 2016
Astronomen uit Oostenrijk, Duitsland en de VS denken dat de kosmische ‘leemten’ – de uitgestrekte ogenschijnlijk lege gebieden die het heelal rijk is – lang niet zo leeg zijn als gedacht. Mogelijk bevatten ze wel 20 procent van alle ‘normale’ materie in het heelal (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 25 februari). Ons heelal wordt gedomineerd door donkere energie en donkere materie. En wat er aan normale materie is, in de vorm van sterren en sterrenstelsels, lijkt zich te hebben opgehoopt in lange filamenten, die door grote lege gebieden van elkaar gescheiden zijn: het kosmische web. Een nieuwe geavanceerde computersimulatie laat zien dat 50 procent van alle materie in het heelal – normale en donkere – zich heeft opgehoopt in sterrenstelsels, die tezamen maar 0,2 procent van het volume van het heelal voor hun rekening nemen. Nog eens 44 procent bevindt zich in de aangrenzende filamenten, en slechts 6 procent is verspreid over de leemten, die 80 procent van het volume vormen. Verrassend genoeg blijkt een aanzienlijke fractie van de normale materie – 20 procent dus – naar de leemten te zijn getransporteerd. De oorzaak lijkt te liggen bij de superzware zwarte gaten die in de kernen van sterrenstelsels te vinden zijn. Een deel van de materie die naar deze zwarte gaten toe valt, wordt omgezet in energie. En deze energie wordt overgedragen aan het omringende gas, dat vervolgens uit het sterrenstelsels wordt weggeblazen. (EE)
Black holes banish matter into cosmic voids

24 februari 2016
Het is astronomen voor het eerst gelukt om de locatie te bepalen van een zogeheten snelle radioflits. De waarnemingen bevestigen dat deze korte, maar hevige uitbarstingen van radiostraling afkomstig zijn uit het verre heelal (Nature, 25 februari). Bij een snelle radioflits komt in een duizendste seconde evenveel energie vrij als onze zon in tienduizend jaar uitzendt. Zo ook bij de radioflits die op 18 april 2015 werd opgepikt door de 64-meter radiotelescoop bij het Australische stadje Parkes. In de uren na de flits kwam een internationale waarnemingscampagne op gang, waarbij diverse andere telescopen betrokken waren. Het is voor het eerst dat een snelle radioflits zo snel na zijn optreden en zo grondig is onderzocht. Uit waarnemingen met de Subaru-telescoop op Hawaï blijkt dat de radioflits zich heeft afgespeeld in een groot elliptisch sterrenstelsel op ongeveer 6 miljard lichtjaar van de aarde. Sterrenstelsels van dit type bestaan vrijwel uitsluitend uit oude sterren. Dat vormt een aanwijzing dat snelle radioflitsen ontstaan wanneer twee neutronensterren – overblijfselen van ontplofte sterren – met elkaar in botsing komen. De nieuwe nauwkeurige afstandsmeting maakt het mogelijk om te bepalen hoeveel materie de radioflits onderweg naar de aarde is gepasseerd. Die materie veroorzaakt namelijk een (frequentie-afhankelijke) vertraging in het radiosignaal. Astronomen denken dat het heelal bestaat uit 70 procent donkere energie, 25 procent donkere materie en 5 procent gewone materie. Maar wanneer alle materie die in de vorm van sterren, sterrenstelsels en waterstofgas wordt waargenomen bij elkaar wordt opgeteld, is ongeveer de helft van de gewone materie ‘zoek’. De analyse van de radioflits van april 2015 bevestigt dat die klaarblijkelijk moeilijk waarneembare materie wel degelijk bestaat. De eerste radioflits werd pas in 2007 waargenomen, en sindsdien is dat aantal opgelopen tot zestien. Omdat de radioflitsen alleen worden geregistreerd wanneer een radiotelescoop toevallig de goede kant op ‘kijkt’, moeten hun werkelijke aantallen veel groter zijn. Astronomen vermoeden dat er, verspreid over de hele hemel, in de loop van een dag tienduizend van deze flitsen optreden. (EE)
Solved! First Distance To A ‘Fast Radio Burst’

24 februari 2016
De recente detectie van zwaartekrachtsgolven, afkomstig van twee botsende zwarte gaten, staat op naam van het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) – een uiterst gevoelige, maar ook heel kostbare laserinterferometer. Volgens Amerikaanse onderzoekers zijn er ook andere manieren om (laagfrequente) zwaartekrachtsgolven op te sporen. En daarbij kan gebruik worden gemaakt van bestaande middelen: radiotelescopen. Volgens de wetenschappers kan het signaal van een zwaartekrachtsgolf worden gedetecteerd door tientallen pulsars in de gaten te houden. Pulsars zijn snel rondtollende neutronensterren, de restanten van sterren die als supernova zijn ontploft. Deze objecten produceren uiterst regelmatige helderheidspulsen die waarneembaar zijn met radiotelescopen. Een passerende zwaartekrachtsgolf – een kleine rimpeling in de ruimtetijd – zou onze planeet een paar kleine zetjes geven, waardoor onze positie ten opzichte van verre pulsars een beetje varieert. Die variaties zouden tot uiting komen in de aankomsttijden van de pulsen van de pulsars. Die aankomsttijden kunnen ook op andere redenen variëren, maar wanneer verschillende, ver uit elkaar staande pulsars dezelfde variaties vertonen, zou dat het teken zijn dat er een zwaartekrachtsgolf is gepasseerd. Niet alle zwaartekrachtsgolven kunnen met de pulsarmethode worden gedetecteerd. Alleen de trage golven van twee geleidelijk naar elkaar toe spiralende superzware zwarte gaten – objecten die minstens een miljoen keer zoveel massa hebben als de botsende zwarte gaten die LIGO heeft gedetecteerd – zouden op deze manier kunnen worden opgespoord. Deze zwaartekrachtsgolven doen er maanden of jaren over om de aarde te passeren, en ook de noodzakelijke pulsarwaarnemingen nemen jaren in beslag. Maar omdat veel sterrenstelsels twee superzware zwarte gaten in hun kern hebben, lijkt de kans op een detectie niet klein. Als de twee superzware zwarte gaten elkaar eenmaal heel dicht zijn genaderd, hebben de zwaartekrachtsgolven die ze produceren een te korte golflengte om nog met behulp van pulsars gedetecteerd te kunnen worden. Laserinterferometers in de ruimte, zoals de toekomstige eLISA, zouden wel daartoe in staat moeten zijn. (EE)
Pulsar Web Could Detect Low-Frequency Gravitational Waves

23 februari 2016
De twee botsende zwarte gaten, waarvan op 14 september 2015 gravitatiegolven zijn gedetecteerd, zijn mogelijk binnen één en dezelfde ster ontstaan. Tot die conclusie komt de astrofysicus Avi Loeb van het arvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Het scenario van Loeb ziet er ongeveer als volgt uit. Wanneer een zware ster het einde van zijn bestaan bereikt, stort zijn kern normaal gesproken ineen tot één zwart gat. Maar als die ster heel snel ronddraaide, kan zijn kern uit elkaar zijn geslingerd tot twee subkernen, waaruit twee afzonderlijke zwarte gaten ontstonden. Een zware ster van dit type kan ontstaan door het samengaan van twee kleinere sterren die oorspronkelijk een dubbelster vormden. Doordat de twee naar elkaar toe spiralende sterren vanzelf steeds sneller om elkaar gaan wentelen, ontstaat uiteindelijk een zeer snel roterende ‘superster’. De theorie van Loeb volgt op de recente ontdekking dat de ruimtetelescoop Fermi, slechts 0,4 seconde nadat de LIGO-detector gravitatiegolven registreerde, een kleine uitbarsting van gammastraling heeft waargenomen. Dat kan erop wijzen dat de gravitatiegolven zijn veroorzaakt door een instortende ster die ook een zogeheten gammaflits produceerde. Dat laatste is alleen mogelijk als de twee zwarte gaten heel dicht bij elkaar zijn ontstaan en al enkele minuten later met elkaar in botsing zijn gekomen. Bij een ‘gewone’ botsing tussen twee kale zwarte gaten kan geen gammaflits ontstaan: daartoe moet een flinke hoeveelheid stermaterie het uiteindelijke zwarte gat in stromen. Of de beide uitbarstingen van hetzelfde object kwamen, kan overigens niet met zekerheid worden vastgesteld, maar onmogelijk is het niet. Ook bestaat er een kans dat de Fermi-detectie op vals alarm berust: de Europese gammasatelliet INTEGRAL heeft de gammaflits niet ‘gezien’. (EE)
LIGO's Twin Black Holes Might Have Been Born Inside a Single Star

22 februari 2016
Het sterrenstelsel NGC 4569, op 55 miljoen lichtjaar afstand in de Virgo-cluster, sleept een 300.000 lichtjaar lange staart van waterstofgas achter zich aan. Dat blijkt uit zeer lang belichte opnamen van het stelsel, gemaakt met een gevoelige camera op de Canada-France-Hawaii Telescope op Mauna Kea, Hawaii. Astronomen hadden eerder al ontdekt dat NGC 4569 veel minder interstellair gas bevat dan je zou verwachten voor een spiraalstelsel van die omvang. Nu blijkt dat het gas uit het stelsel is verdreven doordat NGC 4569 met een snelheid van 1200 kilometer per seconde door de Virgo-cluster beweegt. Ook in andere clusters zijn voorbeelden van dit proces (ram pressure stripping) gevonden. De ontdekking van de gasstaart van NGC 4569 is beschreven in een artikel in Astronomy & Astrophysics. (GS)
Galaxy trailed by stunning plume of gas

16 februari 2016
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory - een grote ruimtetelescoop voor onderzoek aan kosmische röntgenstraling - is een ca.300.000 lichtjaar lange 'straalstroom' (jet) ontdekt die de ruimte in wordt geblazen door het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel B3 0727+409, op 11 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Ook dichter bij huis zijn veel van zulke straalstromen bekend, maar de meeste daarvan zijn ontdekt met radiotelescopen. De jet van B3 0727+409 produceert echter nauwelijks radiostraling, terwijl hij op röntgengolflengten juist heel opvallend is. Sterrenkundigen denken dat de röntgenstraling van de jet in feite 'opgezweepte' microgolfstraling is. De straalstroom bestaat uit elektrisch geladen deeltjes (voornamelijk elektronen) die met bijna de lichtsnelheid de ruimte in worden geblazen. Daarbij bewegen ze door een zee van fotonen (lichtdeeltjes): de kosmische achtergrondstraling, die het afgekoelde en verdunde overblijfsel is van de energie van de oerknal. Die kosmische achtergrondstraling was 11 miljard jaar geleden veel intenser dan tegenwoordig. Via een natuurkundig proces dat 'inverse Comptonverstrooiing' wordt genoemd, kunnen de fotonen van de achtergrondstraling een veel hogere energie krijgen wanneer ze in botsing komen met de elektronen in de straalstroom. Op die manier veranderen ze in feite in röntgenfotonen. De nieuwe waarnemingen zijn begin dit jaar gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. De ontdekking zou erop kunnen wijzen dat straalstromen van sterrenstelsels in de jeugd van het heelal talrijker waren dan tot nu toe altijd is aangenomen. (GS)
Glow from the Big Bang Allows Discovery of Distant Black Hole Jet

12 februari 2016
In het spiraalvormige sterrenstelsel NGC 300, op ruim 6 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, is een extreem zeldzame dubbelster ontdekt. Althans, zo interpreteren astronomen van de University of Washington hun waarnemingen, die gepubliceerd zijn in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. In mei 2010 ontdekten Zuid-Afrikaanse sterenkundigen een supernova in het sterrenstelsel, die de aanduiding SN 2010da kreeg. Na enkele weken bleek echter dat het geen echte supernova was (dan zou de helderheid van de 'nieuwe' ster alweer fors zijn afgenomen). In plaats daarvan leek er sprake van een 'supernova-imitator', zoals die wel eerder zijn ontdekt: een zware ster, meestal in een dubbelstersysteem, die een zeer grote, langdurige opvlamming vertoont. Waarnemingen van Breanna Binder van de University of Washington en haar collega's, in september 2010 uitgevoerd met het Chandra X-ray Observatory, lieten een opvallende röntgenbron zien op de plaats van de namaak-supernova. Nieuwe metingen, in 2014 uitgevoerd met Chandra en met de Hubble Space Telescope, lijken er nu op te wijzen dat de röntgenstraling afkomstig is van een neutronenster - het zeer compacte, snel roterende overblijfsel van een geëxplodeerde ster. De neutronenster kan niet het restant zijn van de 'supernova-explosie' in mei 2010, want dat was geen echte supernova. In plaats daarvan denken Binder en haar collega's dat de 'imitator' inderdaad een zware ster is, die een baan beschrijft rond een reeds bestaande neutronenster. Die zou dan gevormd moeten zijn bij een eerdere supernova-explosie in het dubbelstersysteem. Beide sterren zijn vermoedelijk slechts zo'n vijf miljoen jaar oud. Merkwaardig genoeg werd er bij eerdere waarnemingen in 2007 en 2008 geen röntgenstraling ontvangen van dit intrigerende dubbelstersysteem. Dat zou erop kunnen duiden dat de röntgenactiviteit van de neutronenster pas op gang is gebracht door de uitbarsting van de zware begeleider. (GS)
Caught in the act: UW astronomers find a rare supernova ‘impostor’ in a nearby galaxy

11 februari 2016
Voor het eerst in de geschiedenis zijn wetenschappers erin geslaagd om zwaartekrachtsgolven te detecteren - minieme rimpelingen in de ruimtetijd die vrijwel exact 100 jaar geleden al voorspeld werden door Albert Einstein. De ontdekking (waarover al maandenlang geruchten de ronde deden) is vandaag gepresenteerd op twee persconferenties, in Washington (Verenigde Staten) en in Cascina (bij Pisa, Italië). Algemeen wordt de ontdekking van zwaartekrachtsgolven beschouwd als een van de grootste wetenschappelijke doorbraken sinds decennia. De gemeten zwaartekrachtsgolven zijn afkomstig van twee relatief zware zwarte gaten die in een steeds kleiner wordende baan om elkaar heen wentelden en uiteindelijk zijn versmolten tot één groter zwart gat. Dat alles speelde zich af op zo'n 1,5 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Uit de metingen kon veel informatie worden afgeleid over de versmelting. Zo is gebleken dat de zwarte gaten 30 resp. 35 maal zo zwaar waren als de zon (verrassend genoeg zwaarder dan de stellaire zwarte gaten die tot nu toe op indirecte wijze in ons eigen Melkwegstelsel zijn ontdekt), dat ze vlak voor de versmelting maar liefst 75 maal per seconde om elkaar heen draaiden, en dat het resulterende versmolten zwarte gat een massa heeft van 62 zonsmassa's - in totaal is maar liefst drie maal de massa van de zon via Einsteins formule E = mc2 omgezet in energie, die volledig in de vorm van zwaartekrachtsgolven is uitgestraald. Het hele proces nam niet langer dan 0,2 seconden in beslag; in die periode is drieduizend maal zo veel energie vrijgekomen als de zon gedurende zijn hele leven genereert. De zwaartekrachtsgolf (GW150914 geheten, naar de datum waarop hij werd geregistreerd, 14 september 2015) is vrijwel gelijktijdig waargenomen door de twee detectoren van het LIGO-observatorium in de Verenigde Staten (Laser Interferometry Gravitational-wave Observatory), in Livingston (Louisiana) en Hanford (Washington). Dat gebeurde helemaal aan het begin van een gezamenlijke meetcampagne, nadat LIGO gedurende een paar jaar voor ca. 220 miljoen dollar een ingrijpende upgrade had gekregen, waarmee de detectoren enorm veel gevoeliger waren geworden. LIGO meet zwaartekrachtsgolven door de onwaarschijnlijk kleine variaties te detecteren in de reistijd van laserstralen die honderden malen heen en weer gekaatst worden in kilometerslange vacuümtunnels. Een vergelijkbare laser-interferometer, Virgo geheten, staat in Cascina in Italië en ondergaat momenteel een upgrade naar een hogere gevoeligheid, waarbij Nederlandse natuurkundigen van het Amsterdamse Nikhef-instituut nauw zijn betrokken. Later dit jaar kunnen de twee LIGO-detectoren met Virgo gaan samenwerken, en zal het mogelijk zijn om de herkomstrichting van geregistreerde zwaartekrachtsgolven veel nauwkeuriger vast te stellen. (GS)
LIGO

9 februari 2016
Met de 64-meter Parkes-radiotelescoop in het oosten van Australië hebben sterrenkundigen 883 sterrenstelsels ontdekt die aan het zicht onttrokken worden door stofwolken in ons eigen Melkwegstelsel. Gezien vanaf de aarde bevinden de sterrenstelsels zich in de zogeheten 'Zone of Avoidance' - het gebied dat zich aan de hemel op grote afstand achter de kern van ons Melkwegstelsel bevindt. De zwakke 21 cm-radiostraling van koude wolken waterstofgas in de sterrenstelsels wordt echter niet door stof geabsorbeerd, en kon met behulp van de Parkes-telescoop in kaart worden gebracht. De nieuw ontdekte sterrenstelsels bevinden zich op hooguit enkele honderden miljoenen lichtjaren afstand van de aarde. Net als elders in het heelal blijken ze gegroepeerd te zijn in langgerekte slierten, 'wanden' en clusters. De ontdekking maakt het mogelijk om de massaverdeling in dit deel van het heelal nauwkeuriger in kaart te brengen. Dat is onder andere van belang om de eigen beweging van het Melkwegstelsel (met een snelheid van ruim 600 kilometer per seconde in de richting van dit gebied) beter te begrijpen. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
Scientists discover hidden galaxies behind the Milky Way

8 februari 2016
Met de Japanse 8-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is een gedetailleerde opname gemaakt van een klein dwergsterrenstelsel dat in de toekomst opgeslokt zal worden door een veel groter naburig spiraalstelsel. Het grote stelsel is NGC 253, op 11 miljoen lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Sculptor. Het kleine dwergstelsel, NGC 253-dw2 geheten, bevindt zich momenteel op een afstand van 160.000 lichtjaar van het grotere stelsel - ongeveer anderhalf maal de middellijn van ons eigen Melkwegstelsel. Eerder was al ontdekt dat NGC 253 - een spiraalstelsel dat we vanaf de aarde vrijwel van opzij zien - enigszins vervormd is. Het lijkt er nu op dat die vervorming het gevolg is van zwaartekrachtsstoringen van het kleine dwergstelsel. Dat is zelf ook sterk langgerekt door de getijdenkrachten van de grote buur; in de toekomst zal het zo goed als zeker door het spiraalstelsel worden opgeslokt. De ontdekking van NGC 253-dw2 werd opmerkelijk genoeg gedaan met een 30-cm amateurtelescoop, waarmee de Australische astrofotograaf Michael Sidonio lang belichte opnames maakte en daarop een vreemd zwak lichtvlekje ontdekte. In december 2014 werd het veegje in detail gefotografeerd met de Subaru-telescoop. De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Galactic Space Oddity Discovered

2 februari 2016
Nieuwe röntgenwaarnemingen van het radiosterrenstelsel Pictor A, in de loop van enkele jaren verricht door Het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory, hebben het bestaan bevestigd van een zogeheten 'anti-jet' (counter jet) in het stelsel. In de kern van Pictor A (gelegen op ca. 500 miljoen lichtjaar van de aarde) bevindt zich een superzwaar zwart gat dat straalstromen (jets) van elektrisch geladen deeltjes met bijna de lichtsnelheid de ruimte in blaast. Een van die jets is al lange tijd bekend; zijn helderheid wordt versterkt doordat hij min of meer in onze richting wijst. Het bestaan van de tweede jet, in de tegenovergestelde richting, werd wel vermoed, maar was nog nooit met zekerheid aangetoond. De waarnemingen zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De nieuwe lang belichte röntgenwaarnemingen van Pictor A tonen de anti-jet duidelijk. Uit de Chandra-metingen leiden de onderzoekers ook af dat de röntgenstraling in de twee jets zogeheten synchrotronstraling is, geproduceerd door snel bewegende elektronen in sterke magnetische velden. Een andere mogelijke oorzaak voor de röntgenstraling (de wisselwerking van elektronen met fotonen uit de kosmische achtergrondstraling) kon op basis van de nieuwe resultaten worden uitgesloten. (GS)
Pictor A: Blast from Black Hole in a Galaxy Far, Far Away

27 januari 2016
Astronomen vinden steeds meer aanwijzingen dat de miljoenen sterren van zogeheten bolhopen niet – zoals vroeger werd aangenomen – in één grote golf zijn geboren. Bij nieuw onderzoek van drie bolhopen in twee naburige sterrenstelsels zijn jonge populaties van sterren ontdekt die ontstaan lijken te zijn uit gas dat uit de omgeving is aangetrokken (Nature, 28 januari). Bolhopen – de samentrekking van bolvormige sterrenhopen – zijn compacte groepen sterren die in de buitengebieden van sterrenstelsels te vinden zijn. Onze Melkweg telt er honderden van. De meeste van deze nabije bolhopen zijn heel oud. Om meer in inzicht te krijgen in de evolutie van sterrenhopen van dit type heeft een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Richard de Grijs, enkele bolhopen van jonge en middelbare leeftijd. Het gaat om NGC 1783 en NGC 1696 in de Grote Magelhaense Wolk en NGC 411 in de Kleine Magelhaense Wolk. Door naar de kleuren en helderheden van de sterren van deze bolhopen te kijken, kan een schatting worden gemaakt van hun leeftijden. Zo ontdekten De Grijs en collega’s bijvoorbeeld dat NGC 1783 drie populaties van sterren heeft: eentje die 1,4 miljard jaar oud is, een van 890 miljoen jaar en een van 450 miljoen jaar. Een verklaring voor deze grote leeftijdsverschillen zou kunnen zijn dat de bolhopen genoeg gas en stof hadden om meerdere generaties van sterren te vormen. Dat lijkt echter niet waarschijnlijk: de zwaarste sterren van de eerste generatie exploderen als supernova en zouden het nog aanwezige gas uit de sterrenhoop weg moeten blazen. Volgens de astronomen moet het gas waaruit de latere sterren ontstaan wel van buitenaf komen. Waarschijnlijk gaat het om gas dat de bolhoop opveegt terwijl hij om het centrum van zijn sterrenstelsel draait. (EE)
Multiple generations of stars in star clusters may resemble adopted rather than natural children

25 januari 2016
De eigenschappen van clusters van sterrenstelsels worden niet volledig bepaald door hun totale massa, maar ook door de verdeling van donkere materie in hun omgeving. Dat blijkt uit een nieuw statistisch onderzoek aan 9000 clusters in de Sloan Digital Sky Survey DR8-catalogus, gepubliceerd in Physical Review Letters. Astronomen verdeelden de onderzochte clusters in twee groepen: clusters waarin de afzonderlijke sterrenstelsels sterk geconcentreerd zijn in het centrum (de 'compacte' clusters) en clusters waarin de afzonderlijke stelsels wat gelijkmatiger zijn verdeeld. Uit metingen aan de zwaartekrachtslenswerking van de clusters (de vervorming en versterking van de beeldjes van verre achtergrondstelsels door de zwaartekracht van alle materie in de cluster) kon de totale massa van de clusters worden afgeleid. Zo bleek al dat de mate van 'compactheid' van de cluster niet louter een gevolg kan zijn va die totale massa. Uit het onderzoek blijkt nu dat ook de verdeling van donkere materie in de wijde omgeving van de cluster een rol speelt bij het bepalen van de belangrijkste clustereigenschappen. Zo werd ontdekt dat compactere clusters gemiddeld op grotere onderlinge afstanden staan, terwijl de meer 'diffuse' clusters zich juist wat dichter bij elkaar bevinden dan gemiddeld. Het lijkt er dus op dat de uiteindelijke eigenschappen van een cluster van sterrenstelsels voor een belangrijk deel bepaald worden door zijn ontstaanswijze en -omgeving. Volgens de onderzoekers is dat in overeenstemming met het standaardidee dat quantumfluctuaties in het pasgeboren heelal de kiemen vormden voor latere clusters. (GS)
Galaxy Clusters Reveal New Dark Matter Insights

24 januari 2016
Russische onderzoekers van de Lomonosow Moscow State University in Rusland hebben mogelijk tientallen 'middelzware' zwarte gaten ontdekt in de omgeving van andere sterrenstelsels dan ons eigen Melkwegstelsel. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Zwarte gaten zijn er in twee soorten: stellaire zwarte gaten die maximaal enkele tientallen keren zo zwaar zijn als de zon en superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels, van miljoenen of miljarden zonsmassa's. Middelzware zwarte gaten (met massa's van 100 tot 100.000 zonsmassa's) moeten zo goed als zeker ook bestaan: superzware zwarte gaten zijn vermoedelijk ontstaan door versmelting van zulke middelzware exemplaren. Tot nu toe is er in de omgeving van ons eigen Melkwegstelsel één middelzwaar zwart gat gevonden (HLX-1), met een massa van naar schatting 10.000 zonsmassa's. Onder leiding van Ivan Zolotukhin zijn Russische astronomen nu op zoek gegaan naar andere middelzware zwarte gaten in de directe omgeving van andere sterrenstelsels. Ze deden dat door twee catalogi te combineren: de 2MASS-catalogus van sterrenstelsels in het heelal en de röntgenbronnencatalogus van de Europese ruimtetelescoop XMM-Newton. Om die laatste te ontsluiten is dankbaar gebruik gemaakt van het vrijwilligerswerk van een aantal Russische programmeurs, die nieuwe software hebben ontwikkeld om de XMM-Newton-gegevens direct beschikbaar te maken voor iedereen met een werkende internetverbinding. In totaal zijn 98 kandidaat-objecten gevonden, waarvan er minstens 16 geassocieerd zijn met andere sterrenstelsels. Vervolgonderzoek moet nog wel uitwijzen of het inderdaad om middelzware zwarte gaten gaat. (GS)
Russian volunteer programmers helped the Lomonosov MSU to find the mysterious black holes

21 januari 2016
Sky Viewer – een virtuele tour door het heelal – is uitgebreid met beelden van de grote hemelsurvey DECaLS (Dark Energy Camera Legacy Survey). Daarmee is het bereik van de heelaltour, die in mei 2015 werd opgezet, met een factor drie vergroot. Het wetenschappelijke doel van DECaLs is om een selectie van ongeveer 40 miljoen sterrenstelsels en 2,5 miljoen quasars te identificeren. Deze objecten zullen later nader onderzocht worden met een nog in aanbouw zijnde spectroscoop. DECaLS heeft niet alleen een drie keer zo groot bereik als zijn voorganger, de Sloan Digital Sky Survey, maar bestrijkt ook een groter deel van de hemel. Alles bij elkaar kunnen met de interactieve Sky Viewer nu 370 miljoen sterren en sterrenstelsels worden bekeken. Uiteindelijk moeten dan er een paar miljard worden. De verste daarvan zijn ongeveer 6 miljard lichtjaar verwijderd van de aarde. Het bijzondere van de DECaLS-survey is dat alle beelden onmiddellijk voor iedereen beschikbaar zijn. Dat betekent dat ook ‘burgerwetenschapsprojecten’ zoals Galaxy Zoo er gebruik van kunnen maken. De identificatie van sterrenstelsels gebeurt nu nog voor een belangrijk deel door die burgerwetenschappers, maar uiteindelijk is het de bedoeling dat betrouwbare algoritmes worden ontwikkeld die computers in staat stellen om dat monnikenwerken over te nemen. (EE)
Explore Galaxies Far, Far Away at Internet Speeds

15 januari 2016
Het helderste sterrenstelsel in het heelal dat we kennen – de quasar W2246-0526, die we zien zoals hij was toen het heelal minder dan 10% van zijn huidige leeftijd had – is zo turbulent dat het bezig is om zijn hele voorraad stervormingsgas uit te stoten. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Quasars zijn verre sterrenstelsels met een zeer actief superzwaar zwart gat in het centrum, dat krachtige jets van deeltjes en straling uitbraakt. De meeste quasars zijn heel helder, maar een kleine fractie van deze energetische objecten behoort tot de bijzondere klasse van de Hot Dust-Obscured Galaxies – kortweg ‘Hot DOGs’ genoemd. Tot deze hete, stofrijke stelsels behoort ook het 12,5 miljard licht jaar verre stelsel W2246-0526. Met ALMA is het voor het eerst gelukt om de snelheid van het interstellaire gas in W2246-0526 te meten. Uit de meting blijkt dat het gas zich extreem turbulent gedraagt en met ongeveer twee miljoen kilometer per uur rond raast. De astronomen die W2246-0526 onderzocht hebben, denken dat dit turbulente gedrag verband kan houden met de extreme helderheid van het stelsel, dat ruwweg 350 biljoen keer zoveel licht produceert als onze zon. Deze opzienbarende helderheid is te danken aan een schijf van superheet gas dat naar het superzware zwarte gat in de kern van het stelsel spiraalt. Het licht van de oogverblindend heldere accretieschijf in het centrum van het stelsel ontsnapt niet direct: het wordt geabsorbeerd door een omringende dikke ‘deken’ van stof die de energie weer uitzendt in de vorm van infrarood licht. Deze krachtige infraroodenergie heeft een heftige uitwerking op W2246-0526: het stelsel kookt als het ware over. Als deze turbulente omstandigheden voortduren, zou al het interstellaire gas van het sterrenstelsel wel eens de ruimte in kunnen verdwijnen. (EE)
De turbulente geboorte van een quasar

14 januari 2016
Astronomen hebben een supernova waargenomen die een recordhoeveelheid licht en andere vormen van straling produceerde. De ’superknal’, die plaatsvond in een sterrenstelsel op 3,8 miljard lichtjaar van de aarde, was tweemaal zo helder als de helderste supernova die tot nu toe was geregistreerd (Science, 15 januari). Op het hoogtepunt van de explosie produceerde de exploderende ster 570 miljard keer zoveel licht als onze zon. Dat is ruwweg twintig keer de totale lichtproductie van ons Melkwegstelsel. Daarmee is ASASSN-15lh de nieuwe koploper in de klasse van ’superheldere supernova’s’ – een categorie waarvan het bestaan pas een jaar of twintig geleden is ontdekt. Hoe deze extreme sterexplosies ontstaan is nog onduidelijk, en ASASSN-15lh maakt het raadsel alleen maar groter. De meest gangbare verklaring is dat de kolossale energie-uitstoot van superheldere supernova’s wordt geleverd door de ingestorte kern van de voormalige ster. Deze zou dan zijn veranderd in een zogeheten magnetar – een compacte, snel rondtollende neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Zo’n magnetar zou de energieproductie van de supernova sterk kunnen opvoeren. Maar bij supernova ASASSN-15lh lijkt meer energie te zijn vrijgekomen dan door dit scenario wordt voorspeld. Later dit jaar zal de Hubble-ruimtetelescoop het sterrenstelsel waarin de explosie heeft plaatsgevonden onder de loep nemen. Mogelijk dat dat nieuwe inzichten oplevert over de raadselachtig heldere supernova. (EE)
Record-shattering cosmic blast could help crack the case of extreme supernova explosion

13 januari 2016
Nieuw onderzoek door een internationaal team van astronomen bevestigt wat al een tijdje werd vermoed: het waren de eerste sterrenstelsels die ons heelal doorzichtig hebben gemaakt. Waarnemingen van een bijzonder ‘groen’ stelsel laten namelijk zien dat stelsels van dit type genoeg energierijke straling produceren om grote hoeveelheden waterstof in hun omgeving te ioniseren (Nature, 14 januari). Na de oerknal begon het heelal uit de dijen en af te koelen. Daarbij ontstond een dichte ‘mist’ van waterstofgas die het heelal goeddeels ondoorzichtig maakte. Pas toen enkele honderden miljoenen jaren later de eerste sterrenstelsels ontstonden, kwam daar verandering in. Hun ultraviolette straling ioniseerde het waterstofgas (weer), waardoor licht vrij spel kreeg in de kosmos. Tot zover het standaardscenario, waar één belangrijk bezwaar aan kleefde: er waren weinig of geen sterrenstelsels bekend die voldoende straling produceerden. Om dit probleem op te lossen, hebben de astronomen hun hoop gevestigd op zogeheten ‘groene-erwtstelsels’ – een bijzondere klasse van kleine, groenachtige sterrenstelsels die in het nabije heelal vrij zeldzaam zijn. Sterrenstelsels van dit type zijn heel compact, en vermoed werd dat ze genoeg supernova-explosies en sterrenwinden produceren om grote hoeveelheden ioniserende fotonen uit te stoten. Waarnemingen van het 3 miljoen lichtjaar verre groene-erwtstelsel J0925, gedaan met de Hubble-ruimtetelescoop, bevestigen dat. Genoemd stelsel produceert ultraviolette straling van een ongekende intensiteit. Daarmee is aangetoond dat stelsels als deze, die in het vroege heelal waarschijnlijk veel talrijker waren dan nu, werkelijk in staat waren om het kosmische waterstofgas te ioniseren. Verdere Hubble-waarnemingen zullen moeten uitwijzen waarom sterrenstelsels van dit type zulke grote producenten van ioniserende straling zijn. (EE)
The post Big Bang revelead

8 januari 2016
Het superzware zwarte gat dat verantwoordelijk was voor de energievoorziening van quasar SDSS J1011+5442 lijkt in rook te zijn opgegaan. ‘Lijkt’, want een zwart gat van 50 miljoen zonsmassa’s verdwijnt niet zomaar. Het is vermoedelijk simpelweg zonder brandstof komen te zitten. In feite is een quasar niets anders dan de extreem heldere kern van een verder normaal ogend sterrenstelsel. De intense straling die door de kern wordt uitgezonden is afkomstig van materie die door het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel wordt aangetrokken, en daarbij extreem heet wordt. Dit hete gas produceert intense straling die tot op afstanden van miljarden lichtjaren waarneembaar is. Toen SDSS J1011+5442 in 2003 voor het eerst in het kader van de Sloan Digital Sky Survey werd onderzocht, leidden astronomen uit zijn spectrum af dat er inderdaad gas naar het centrale zwarte gat toe stroomde. Maar begin 2015 was de quasar nog maar een schim van zichzelf: zijn intensiteit was met een factor 50 afgenomen. Uit waarnemingen die in de tussentijd met andere telescopen zijn gedaan blijkt dat die gedaanteverandering zich in slechts twee jaar heeft voltrokken. Theoretisch zijn er verschillende verklaringen mogelijk voor dit gedrag. Zo zou er een dichte stofwolk voor het zwarte gat kunnen zijn geschoven. Maar berekeningen laten zien dat geen enkele stofwolk snel genoeg kan bewegen om in zo’n korte tijd zo’n sterke helderheidsafname te veroorzaken. Een andere mogelijkheid is dat de quasar in 2003 toevallig net een nabije ster had opgeslokt en tijdelijk heel helder was. Ook dat is onwaarschijnlijk, want dan zou hij niet tien jaar lang zo helder zijn gebleven. Volgens de astronomen die hun bevindingen vandaag tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Florida presenteren, rest er maar één verklaring: het centrale zwarte gat heeft zijn omgeving ‘leeggegeten’. En daardoor is SDSS J1011+5442 veranderd in een normaal sterrenstelsel. Totdat zich weer eens een ster of gaswolk in de buurt van het zwarte gat waagt natuurlijk. (EE)
The Case Of The Missing Quasar

8 januari 2016
Astronomen van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) hebben vastgesteld dat de straling die door veel nabije sterrenstelsels wordt uitgezonden, ten onrechte aan de superzware zwarte gaten in hun kernen is toegeschreven. De veroorzaker van deze straling lijkt een klasse van veel kleinere compacte objecten te zijn. Het misverstand draait om het ijle interstellaire gas dat zich tussen de sterren in de nabije stelsels bevindt. De meest gangbare theorie schreef de gematigd hoge temperatuur van dit gas toe aan het feit dat de superzware zwarte gaten in de kernen van deze stelsels op een laag pitje draaien, omdat ze maar weinig gas weten op te slokken. Uit nieuw onderzoek van meer dan 600 van deze zogeheten LINER-stelsels blijkt echter dat de bron die het gas tot gloeien brengt zich niet beperkt tot de kern van het sterrenstelsel. Ook op tienduizenden lichtjaren daarvandaan wordt het gas verhit. Analyse van de verzamelde spectra laat zien, dat jonge witte dwergsterren de waarschijnlijke oorzaak van de verhitting zijn. Witte dwergen zijn de restanten van zonachtige sterren die aan het einde van hun bestaan hun buitenste lagen hebben afgestoten. Zo’n restant is klein, compact en vooral heel heet. Ze verhitten het gas wel, maar niet zo sterk als een echt actief zwart gat zoals een quasar. (EE)
Proof That Some Galaxies Are “Liers”

7 januari 2016
Astronomen uit de VS en Australië hebben een verre gaswolk ontdekt die wel eens de overblijfselen zou kunnen bevatten van de allereerste sterren in het heelal. Dat hebben zij bekendgemaakt tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die momenteel in Florida plaatsvindt. De gaswolk die de astronomen hebben opgespoord bevat extreem weinig zware elementen zoals koolstof, zuurstof en ijzer – meer dan duizend keer zo weinig als onze zon. Omdat het licht van de gaswolk er bijna twaalf miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken, zien we deze zoals hij er minder dan twee miljard jaar na de oerknal uitzag. Bij de oerknal zijn geen elementen zwaarder dan lithium gevormd: die zijn later door sterren gevormd. De allereerste sterren – ook wel populatie III-sterren genoemd – bestonden bij hun geboorte vrijwel geheel uit waterstof en helium, met een vleugje lithium. Pas toen zij als supernova’s explodeerden, werd het kosmische gas verrijkt met andere elementen. De verhouding tussen de hoeveelheden koolstof en silicium in de gaswolk komt overeen met de verhouding die de verrijkte oerwolken zouden moeten vertonen. Toch kan niet met zekerheid worden gesteld dat gaswolk ‘LLS1249’ werkelijk de restanten van populatie III-sterren bevat. Het is ook denkbaar dat het koolstof en silicium afkomstig is van een latere generatie van sterren. Pas als meer van zulke gaswolken worden opgespoord en ook de hoeveelheden van andere elementen kunnen worden gemeten, kan worden vastgesteld of de chemische verrijking voor rekening komt van de allereerste sterren in het heelal. (EE)
Ancient Gas Cloud May Be Relic From Death Of First Stars

7 januari 2016
Amerikaanse astronomen hebben, op 10 miljard lichtjaar van de aarde, een omvangrijke cluster van sterrenstelsels ontdekt. De cluster telt mogelijk duizenden afzonderlijke stelsels en heeft duizend keer zo veel massa als onze Melkweg. Daarmee is het de zwaarste cluster die op deze grote afstand is opgespoord. De cluster, die IDCS 1426 wordt genoemd, lijkt nogal in beroering te zijn. De piek van röntgenstraling – afkomstig van heet gas – die doorgaans in het centrum van een cluster te zien is, lijkt enkele honderdduizenden lichtjaren verschoven te zijn. Volgens de astronomen is dat een aanwijzing dat de cluster in botsing is gekomen met een andere cluster. Dat laatste zou ook kunnen verklaren waarom zich nog geen 4 miljard jaar na de oerknal al een cluster van deze omvang heeft kunnen vormen. Astronomen gingen ervan uit dat de materie die bij de oerknal is ontstaan, pas na honderden miljoenen jaren voldoende was afgekoeld om sterrenstelsels te kunnen vormen. Daarna zou het nog miljarden jaren hebben geduurd voordat deze stelsels zich in clusters van enige omvang hadden gegroepeerd. Maar het lijkt er nu dus op dat er door onderlinge botsingen al in een wat vroeger stadium zware clusters zijn gevormd. De massa van IDCS 1426 is afgeleid uit gegevens die verzameld zijn met de ruimtetelescopen Hubble (zichtbaar licht) en Chandra (röntgenstraling) en de Keck-telescoop op Hawaï. Dat is op drie verschillende manieren gebeurd. De gegevens van Hubble en Keck zijn gebruikt om te bepalen hoe sterk licht wordt afgebogen door de aantrekkingskracht van de cluster – een verschijnsel dat het zwaartekrachtslenseffect wordt genoemd. Hoe zwaarder de cluster, des te sterker buigt deze licht af. De röntgengegevens van Chandra hebben een indicatie gegeven van de temperatuur van het gas in de cluster. Hoe heter dat gas, des sterker is het gecomprimeerd en des te zwaarder moet de cluster zijn. Ook de totale hoeveelheid röntgenstraling geeft een indicatie van de massa van de cluster. (EE)
Most distant massive galaxy cluster identified

7 januari 2016
Een nieuwe analyse van de gegevens die door de NASA-satelliet Fermi zijn verzameld, heeft een veel gedetailleerde kaart opgeleverd van de gammastraling die ons vanuit het heelal bereikt. Deze straling is afkomstig van honderden afzonderlijke bronnen, waarvan sommige extreem energierijke gammastraling produceren. Ook zijn bij de survey een stuk of vijftig objecten ontdekt die in geen enkel ander golflengtegebied waarneembaar zijn. Door elk gammafoton dat sinds 2008 met de LAT-detector van de Fermi-satelliet is geregistreerd nog eens goed te analyseren, hebben wetenschappers meer inzicht gekregen in de manier waarop de detector op binnenkomende fotonen reageert. Op die manier heeft het Fermi-team talrijke detecties van gammastraling kunnen ontdekken die tot nu toe over het hoofd waren gezien. Tegelijkertijd kon ook beter worden bepaald uit welke richting de binnenkomende gammafotonen kwamen. Het resultaat is een ‘gammakaart’ van de complete hemel die niet alleen scherper is dan zijn voorgangers, maar ook een aanzienlijk groter energiebereik bestrijkt. Driekwart van de 360 in kaart gebrachte bronnen zijn zogeheten blazars – verre sterrenstelsels met een actief superzwaar zwart gat in hun kern. Maar de allerhelderste gammabronnen zijn veel dichterbij: het zijn restanten van supernova-explosies in onze eigen Melkweg. ‘Gammakampioen’ is de Krabnevel, het overblijfsel van een zware ster die in het jaar 1054 is ontploft. Deze produceert een gestage stroom van gammafotonen met energieën van meer dan 1 tera-elektronvolt – ruwweg een biljoen keer de energie van zichtbaar licht. (EE)
NASA's Fermi Space Telescope Sharpens its High-energy Vision

6 januari 2016
Èta Carinae, het helderste en zwaarste stersysteem binnen een straal van 10.000 lichtjaar, heeft vele dubbelgangers. Dat blijkt uit gegevens die zijn verkregen met de ruimtetelescopen Spitzer en Hubble. Zware sterren zoals Èta Carinae zijn heel zeldzaam, maar oefenen een grote invloed uit op het sterrenstelsel waar ze deel van uitmaken. ‘Onze’ Èta Carinae bestaat uit twee sterren – een van 90 zonsmassa’s en een van 30 zonsmassa’s – die op geringe afstand om elkaar heen wentelen. De dubbelster is vooral bekend van de enorme uitbarsting die hij halverwege de 19de eeuw heeft ondergaan. Bij die uitbarsting werd minstens tien zonsmassa’s aan stermaterie de ruimte in geblazen. Deze uitdijende sluier van gas en stof is nog steeds waarneembaar rond Èta Carinae. In onze Melkweg is Èta Carinae uniek. Maar in de data-archieven van Spitzer en Hubble zijn nu vijf vergelijkbare objecten opgespoord. Het vijftal maakt deel uit van relatief nabije sterrenstelsels. Eén daarvan – Messier 83 – telt zelfs twee ‘Èta-dubbelgangers’. De stellaire kolossen zijn vooral goed herkenbaar aan het stof dat zij hebben uitgestoten. In alle gevallen blijken de sterren omgeven te zijn door een hoeveelheid gas en stof die vergelijkbaar is met die rond Èta Carinae. De hevige uitbarstingen die deze sterren tegen het eind van hun (korte) bestaan produceren, zijn overigens maar een bescheiden proefje van wat komen gaat. Uiteindelijk ondergaan ze een supernova-explosie, waarbij ze grote hoeveelheden door henzelf geproduceerde zware elementen de ruimte in blazen. (EE)
NASA's Spitzer, Hubble Find 'Twins' of Superstar Eta Carinae in Other Galaxies

5 januari 2016
Astronomen hebben, met behulp van onder meer de Europese Very Large Telescope in Chili, verre oude gaswolken ontdekt die een grotere omvang hebben dan de sterrenstelsels in het vroege heelal. Dat is bekendgemaakt tijdens de 227ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Florida. Bij de zoektocht is voor het eerst gebruik gemaakt van verre, normale sterrenstelsels, waarvan het licht door de gaswolken heen schijnt. Eerder zijn zulke gaswolken al opgespoord met behulp van quasars – de heldere actieve kernen die sommige sterrenstelsels vertonen – maar die zijn én veel kleiner én veel minder talrijk. Door gebruik te maken van normale sterrenstelsels kan de ruimtelijke verdeling van het koele gas in het vroege heelal veel nauwkeuriger in kaart worden gebracht. De astronomen hebben tot nu toe een tiental verre gaswolken kunnen opmeten. Uit de mate waarin deze het licht van achtergrondstelsels absorberen, leiden zij af dat de wolken genoeg gas bevatten om relatief zware sterrenstelsels te vormen. Met de huidige telescopen kost het veel tijd en moeite om de verre gaswolken op te meten. Maar met de nieuwe generatie van reuzentelescopen die volgend decennium beschikbaar komt, zullen deze galactische kraamkamers naar verwachting veel gemakkelijker waarneembaar zijn. (EE)
New method solves 40 year-old mystery on the size of shadowy galaxies

5 januari 2016
Een relatief nabijgelegen superzwaar zwart gat blijkt met enige regelmaat 'oprispingen' te vertonen, waarschijnlijk als gevolg van het verorberen van grote hoeveelheden gas. Bij de uitbarstingen blaast het zwarte gat materiaal de ruimte in. Dat weggeblazen gas is zo heet dat het röngenstraling uitzendt. Het superzware zwarte gat bevindt zich in de kern van het sterrenstelsel NGC 5195, de relatief kleine begeleider van het grote spiraalstelsel M51 (het Draaikolkstelsel). Met het Chandra X-ray Observatory zijn vlak buiten de kern van NGC 5195 boogvormige structuren waargenomen. Dat het hier om weggeblazen heet gas gaat, blijkt uit het feit dat buiten de boogvormige structuren koel gas opgeveegd lijkt te zijn: de uitbarstingen van het zwarte gat fungeren als kolossale sneeuwschuivers, en vegen koel gas uit het kerngebied van het sterrenstelsel naar buiten. Volgens Eric Schlegel van de Universiteit van Texas in San Antonio, die de nieuwe resultaten vandaag presenteerde op de 227ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Kissimmee, Florida, is dit de belangrijkste manier waarop superzware zwarte gaten een rem kunnen zetten op het geboorteproces van sterren in de kernen van sterrenstelsels: het koele gas waaruit nieuwe sterren zouden kunnen ontstaan wordt verdreven door de uitbarstingen van het zwarte gat. Op zeer grote afstanden van de aarde zijn meer superzware zwarte gaten gevonden die regelmatig krachtige uitbarstingen te zien geven, maar NGC 5195 kan veel gedetailleerder bestudeerd worden, vanwege de relatief kleine afstand ('slechts' 26 miljoen lichtjaar). (GS)
NASA's Chandra Finds Supermassive Black Hole Burping Nearby

5 januari 2016
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop NuSTAR zijn nieuwe waarnemingen verricht van het Andromedastelsel (M31), de dichtstbijzijnde grote broer van ons eigen Melkwegstelsel, op ca. 2,5 miljoen lichtjaar afstand. NuSTAR doet metingen aan energierijke röntgenstraling. Op de nieuwe röngenfoto's van M31, die vandaag gepresenteerd zijn op de 227ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Kissimmee, Florida, zijn tientallen bronnen van deze energierijke röntgenstraling zichtbaar. In verreweg de meeste gevallen gaat het om zogeheten röntgendubbelsterren, waar gas van een gewone ster wordt opgezogen door een compacte neutronenster of een zwart gat dat een baan rond de ster beschrijft. Wanneer het gas op het oppervlak van de neutronenster terecht komt, of vlak voordat het in het zwarte gat verdwijnt, wordt het zo sterk verhit dat het röntgenstraling uitzendt. Eerder was het Andromedastelsel ook al waargenomen door het Chandra X-ray Observatory, dat waarnemingen doet aan 'zachtere' röntgenstraling. Door de nieuwe NuSTAR-metingen te vergelijken met de oudere Chandra-waarnemingen, zijn sterrenkundigen nu beter in staat om de ware aard van de röntgenbronnen te achterhalen. Zo bleek dat de meeste röngendubbelsterren geen zwart gat bevatten, zoals in veel gevallen aanvankelijk werd gedacht, maar neutronensterren. (GS)
Andromeda Galaxy Scanned with High-Energy X-ray Vision

5 januari 2016
Astronomen van de universiteit van Colorado-Boulder hebben een (super)zwaar zwart gat ontdekt dat ongebruikelijk weinig sterren in zijn omgeving heeft. Het zwarte gat bevindt zich, samen met een soortgenoot, in het hart van het 1,3 miljard lichtjaar verre sterrenstelsel SDSS J1126+2944. In het centrum van elk volwaardig sterrenstelsel bevindt zich een zwart gat dat minstens een miljoen, en soms wel een miljard keer zo zwaar is als onze zon. Maar SDSS J1126+2944 is het resultaat van een fusie tussen twee kleinere sterrenstelsels. Hierdoor is het stelsel gezegend met twee van die kolossen. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt dat rond het ene zwarte gat 500 keer zo weinig te sterren vinden zijn dan onder het andere. Volgens de astronomen kan dat op twee manieren worden verklaard. De eerste mogelijkheid is dat het ene zwarte gat zijn stellaire gevolg grotendeels is kwijtgeraakt toen de twee oorspronkelijke stelsel met elkaar in botsing kwamen. De sterren zouden simpelweg zijn losgerukt door de getijdenkrachten die tijdens het fusieproces optraden. De andere mogelijkheid is dat het sterren-arme zwarte gat veel minder massa heeft dan zijn soortgenoot. Het zou om een ‘middenklasse’ zwart gat kunnen gaan, met honderd tot een miljoen keer zoveel massa als onze zon. Het bestaan van zulke net-niet-superzware zwarte gaten wordt op theoretische gronden voorspeld, maar er zijn nog maar weinig kandidaten bekend. Aangenomen wordt dat ze vooral te vinden zijn in de kernen van kleine sterrenstelsels, en dus door relatief weinig sterren omringd zijn. Uiteindelijk zouden deze betrekkelijk ‘lichte’ zwarte gaten met soortgenoten kunnen fuseren en in ‘gewone’ superzware zwarte gaten veranderen. De ontdekking is gepresenteerd tijdens de 227ste jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS), die deze week in Florida wordt gehouden. (EE)
Black Hole Biggest Loser

22 december 2015
Dankzij jarenlange helderheidsmetingen aan het zogeheten Einstein-kruis zijn sterrenkundigen erin geslaagd om details te 'onderscheiden' in de directe omgeving van een extreem ver verwijderd zwart gat. Het zwarte gat bevindt zich in het centrum van de quasar Q2237-0305, op ongeveer vijf miljard lichtjaar afstand van de aarde. Rondom het zwarte gat draait een zogeheten accretieschijf van heet gas, die energierijke straling uitzendt. Gezien vanaf de aarde bevindt de quasar zich vrijwel exact achter een veel dichterbij gelegen sterrenstelsel, en door de zwaartekrachtlenswerking van dat voorgrondstelsel zijn er vier afzonderlijke beeldjes van de verre quasar te zien, die samen het zogeheten Einstein-kruis vormen (zwaartekrachtlenzen werden voorspeld door Einsteins relativiteitstheorie). Twee waarnemingsprojecten voor microzwaartekrachtlenzen, OGLE en GLITP geheten, hebben nu meer dan tien jaar lang nauwkeurige helderheidsmetingen verricht aan de vier afzonderlijke beeldjes van het Einstein-kruis, en uit de subtiele verschillen in de gemeten helderheidsvariaties is informatie afgeleid over de structuur van het allerbinnenste deel van de accretieschijf, op relatief zeer kleine afstand van het zwarte gat. Op deze manier is het gelukt om een beeldscherpte te bereiken die overeenkomt met het waarnemen van een euromuntstuk op een afstand van 100.000 kilometer. De analyse is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Einstein's Cross Under the Gravitational Microlens

21 december 2015
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory is een zeer lange 'staart' van heet gas ontdekt achter het sterrenstelsel CGCG254-021, dat zich in de verre cluster Zwicky 8838 bevindt, op ca. 700 miljoen lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Hercules. Op de compositiefoto is het zichtbare licht van de sterrenstelsels in de cluster (vastgelegd door de Isaac Newton Telescope op La Palma) geel weergegeven; de röntgenstraling zoals die is waargenomen door Chandra is hier blauw afgebeeld. De min of meer verticaal georiënteerde staart (rechts op de foto) heeft een lengte van zo'n 250.000 lichtjaar - ruim twee maal de middellijn van ons eigen Melkwegstelsel - en een temperatuur van ongeveer tien miljoen graden. Hij is vermoedelijk ontstaan als gevolg van de beweging van CGCG254-021 door het ijle gas in de cluster. Het feit dat de heldere 'kop' van de staart losgeraakt lijkt te zijn van het sterrenstelsel doet vermoeden dat in de afgelopen miljoenen jaren vrijwel al het interstellaire gas uit het stelsel is 'verdreven' door de wrijving met het intraclustergas. Vervolgwaarnemingen van de cluster op infraroodgolflengten hebben uitgewezen dat er in het sterrenstelsel CGCG254-021 tot voor kort veel nieuwe sterren werden geboren. Momenteel vertoont het stelsel vrijwel geen stervormingsactiviteit, vermoedelijk doordat al het gas uit het stelsel is verdwenen. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
Chandra Finds Remarkable Galactic Ribbon Unfurled

18 december 2015
De superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels kunnen niet onbeperkt blijven ‘groeien’. Bij ongeveer 50 miljard zonsmassa’s raken ze hun omringende materieschijf kwijt, die de aanvoer van nieuwe materie regelt. Tot die conclusie komt astronoom Andrew King, die verbonden is aan de universiteiten van Leicester en Amsterdam, in een artikel dat in het tijdschrift Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society is gepubliceerd. Gas dat naar een zwart gat toe stroomt, verdwijnt niet rechtstreeks het zwarte gat in. Het spiraalt er geleidelijk naartoe, waardoor zich rond het zwarte gat een zogeheten accretieschijf vormt. De materie in zo’n schijf wordt extreem heet en is daardoor een sterke bron van röntgenstraling. Deze intense straling maakt het zwarte gat – zij het indirect – waarneembaar. De berekeningen van King laten zien dat wanneer een zwart gat een massa van 50 miljard zonsmassa’s bereikt, zich geen accretieschijf kan vormen. In plaats daarvan klontert het gas samen tot sterren die in de krapst mogelijke stabiele baan om het zwarte gat blijven cirkelen. Simpel gezegd: de accretieschijf verkruimelt tot sterren. Volgens King kan een schijfloos zwart gat niet verder aangroeien. Inderdaad zijn de ‘zwaarste’ zwarte gaten die tot nu toe zijn opgespoord niet zwaarder dan 50 miljard zonsmassa’s. Maar dat betekent niet dat zwarte gaten niet zwaarder kunnen worden dan dat. Zo zou een zwart gat van maximale massa kunnen samensmelten met een soortgenoot, waardoor een nóg zwaarder exemplaar ontstaat. Gemakkelijk waarneembaar zou zo’n kolos, bij gebrek aan intens stralende accretieschijf, echter niet zijn. Hij zou zijn bestaan alleen verraden doordat hij het licht van achtergrondobjecten sterk afbuigt. Ook zouden bij de geboorte van zo’n zwart gat zogeheten gravitatiegolven kunnen ontstaan. (EE)
Black holes could grow as large as 50 billion suns before their food crumbles into stars

17 december 2015
Astronomen zijn, met de röntgensatellieten NuSTAR en XMM-Newton, diep doorgedrongen in de ‘donut’ van gas en stof rond het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel NGC 1068. Uit de waarnemingen blijkt dat die ring van materie veel klonteriger is dan tot nu toe werd aangenomen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Dat superzware zwarte gaten omringd zijn door ‘donuts’ van gas en stof werd al dertig jaar geleden voorspeld. Het was de meest voor de hand liggende verklaring voor het feit dat sommige van die zwarte gaten schuilgaan achter gas en stof, en andere niet. Dat komt doordat we vanaf de aarde in sommige gevallen tegen de zijkant van de donut aankijken, waardoor deze het zicht op de hete materie in de onmiddellijke nabijheid van het zwarte gat ontneemt. Bij het nieuwe onderzoek zijn NuSTAR en XMM-Newton in 2014 en 2015 gelijktijdig op NGC 1068 gericht. Bij die laatste gelegenheid registreerde NuSTAR een duidelijk piek in de röntgenhelderheid van het centrum van het stelsel, terwijl XMM-Newton niets bijzonders opmerkte. Volgens de astronomen komt dit doordat alleen NuSTAR de hoogenergetische röntgenstraling kan waarnemen die de wat minder dichte delen van de stofring rond het centrale zwarte gat kan doordringen. NuSTAR heeft als het ware tussen de wolken door een glimp van het zwarte gat kunnen opvangen. Het is voor het eerst dat die bij zo’n extreem stofrijke donutis gelukt. Wat die klonterigheid veroorzaakt, is nog onduidelijk. Mogelijk ligt de oorzaak bij turbulenties die door het zwarte gat of door jonge sterren in de omgeving worden veroorzaakt. Een andere mogelijkheid is dat de klonten bestaan uit materie die van buitenaf naar de donut toe stroomt en daar ‘condenseert’. (EE) 
NuSTAR finds clumpy doughnut around black hole

15 december 2015
Met de VERITAS-telescoop (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) in Arizona is in april 2015 energierijke gammastraling gedetecteerd die afkomstig is van het verre actieve sterrenstelsel PKS 1441+25, op miljarden lichtjaren afstand van de aarde. VERITAS zag het zwakke lichtschijnsel (de Cherenkov-straling) dat gegenereerd wordt wanneer de gammafotonen in botsing komen met atomen in de aardse dampkring. De uitbarsting van gammastraling is ook waargenomen door de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi en door de MAGIC-telescoop op La Palma.  PKS 1441+25 is een zogeheten blazar: vanaf de aarde kijken we vrijwel recht in een van de bundels ('jets') van energierijke deeltjes en straling die de ruimte in geblazen wordt door de kern van het sterrenstelsel, waarin zich zo goed als zeker een extreem zwaar zwart gat bevindt.  Uit de VERITAS-, Fermi- en MAGIC-metingen konden sterrenkundigen afleiden dat de bron van de uitbarsting zich weliswaar relatief dicht bij het zwarte gat bevindt, maar vermoedelijk toch op een onverwacht grote afstand van ca. 5 lichtjaar. Het gebied waaruit de gamma-explosie afkomstig is, heeft een afmeting van ongeveer één derde lichtjaar. Eerder was op basis van andere waarnemingen al gevonden dat de gammastraling van verre actieve sterrenstelsels hun oorsprong vinden in de directe omgeving van het centrale zwarte gat.  Het opmerkelijke van de nieuwe waarnemingen is de ontdekking dat zowel laag- als hoogenergetische straling uit hetzelfde gebied afkomstig is: fluctuaties in de gedetecteerde gammastraling lopen 'in de pas' met variaties in de laagenergetische radiostraling die van PKS 1441+25 werd ontvangen tijdens de uitbarsting. Tot nu toe werd aangenomen dat de meest energierijke gammastraling zijn oorsprong zou vinden op de kleinste afstand van het zwarte gat. In een artikel in The Astrophysical Journal speculeren de astronomen dat de gamma-explosie mogelijk het gevolg is van de botsing van twee grote concentraties van heet gas in een van de bundels.  In datzelfde artikel schrijven de astronomen overigens ook dat het eigenlijk verbazingwekkend is dat de gammastraling van PKS 1441+25 de aarde überhaupt heeft kunnen bereiken. Het heelal is namelijk gevuld met een ‘mist’ van fotonen, afkomstig van alle sterren en sterrenstelsels die ooit hebben bestaan. De kans dat een gammafoton dat een afstand van miljarden lichtjaren moet overbruggen onderweg in botsing komt met een minder energierijke soortgenoot, en wordt geannihileerd, is dan ook groot.  Het feit dat zoveel gammafotonen de lange reis hebben overleefd, wijst er dus op dat die kosmische mist niet erg dicht kan zijn. En daaruit kan worden afgeleid dat de (nog onwaarneembare) verre populatie van de eerste sterren en sterrenstelsels in het heelal niet bijzonder omvangrijk is geweest. (GS/EE) 
VERITAS Detects Gamma Rays from Galaxy Halfway Across the Visible Universe

15 december 2015
ESO-telescopen hebben een internationaal team van astronomen in staat gesteld om een derde dimensie te geven aan de grootste structuren in het heelal die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden: clusters van sterrenstelsels. Samen met telescopen elders ter wereld en in de ruimte, doen de VLT en de NTT mee aan de XXL-survey – een van de grootste zoektochten naar clusters ooit. Clusters zijn reusachtige samenscholingen van sterrenstelsels die onderdak bieden aan enorme hoeveelheden gas dat zo heet is, dat het röntgenstraling uitzendt. Deze structuren komen astronomen goed van pas, omdat hun bouw vermoedelijk sterk is beïnvloed door twee mysterieuze kosmische bestanddelen: de donkere materie en de donkere energie. Door hun eigenschappen op verschillende momenten in de geschiedenis van het heelal te onderzoeken, kunnen clusters inzicht geven in die – slecht begrepen – donkere kant van het heelal. Het team, bestaande uit meer dan honderd astronomen van over de hele wereld, is in 2011 met hun jacht op de kosmische kolossen begonnen. De energierijke röntgenstraling die hun locaties verraadt wordt geabsorbeerd door de aardatmosfeer, maar kan worden gedetecteerd met röntgensatellieten in de ruimte. Daarom hebben ze een survey met ESA’s XMM-Newton – de langdurigste die ooit met deze satelliet is uitgevoerd – gecombineerd met waarnemingen van ESO en andere sterrenwachten. Het resultaat is de XXL-survey: een enorme, nog groeiende verzameling gegevens die op uiteenlopende golflengten zijn verzameld. Bij de jacht op grote aantallen onbekende clusters heeft de röntgensatelliet XMM-Newton twee stukken hemel in beeld gebracht, die elk honderden keren zo groot zijn als de volle maan. Het XXL-surveyteam heeft nu een reeks artikelen gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, waarin ze hun bevindingen geven over de honderd helderste clusters die daarbij zijn ontdekt. Om het licht van de sterrenstelsels in deze clusters nauwkeurig te analyseren, zijn waarnemingen gedaan met het EFOSC2-instrument van de New Technology Telescope (NTT) en het FORS-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT). Deze cruciale waarnemingen stelden het team in staat om de afstanden van de clusters te bepalen. Dat is nodig om de driedimensionale voorstelling van het heelal te kunnen maken, die nodig is om de hoeveelheden donkere materie en donkere energie te meten. Naar verwachting zal de XXL-survey tal van spannende en onverwachte resultaten opleveren. Zelfs nu pas een vijfde van de oogst binnen is, zijn al enkele verrassende ontdekkingen gedaan. Eén artikel beschrijft de ontdekking van vijf nieuwe superclusters – clusters van clusters – naast de reeds bekende superclusters waartoe ook onze Laniakea Supercluster behoort. In een ander artikel doen de auteurs verslag van vervolgwaarnemingen van één bepaalde cluster (XLSSC-116) op meer dan 6 miljard lichtjaar afstand. In deze cluster is met het MUSE-instrument van de VLT een ongewoon heldere, diffusie lichtbron waargenomen. Het team heeft de gegevens ook gebruikt om het idee te bevestigen dat vroegere clusters kleinschalige versies van de huidige waren – een belangrijke ontdekking voor ons begrip van de manier waarop clusters in de loop van de kosmische geschiedenis zijn geëvolueerd. Door eenvoudig de clusters in de XXL-data te tellen, kon ook een merkwaardig eerder resultaat worden bevestigd: verre clusters zijn minder talrijk dan was voorspeld op basis van de kosmologische parameters die met ESA’s ruimtetelescoop Planck zijn gemeten. De oorzaak van deze discrepantie is onbekend, maar het team hoopt hier met behulp van de complete steekproef van clusters in 2017 meer duidelijkheid over te kunnen geven.
Volledig persbericht

14 december 2015
Dat sommige sterrenstelsels een veel 'klonteriger' uiterlijk hebben dan andere, is het gevolg van hun tragere rotatie. Die conclusie trekken sterrenkundigen op basis van waarnemingen die verricht zijn met telescopen op Mauna Kea, Hawaï. In de jeugd van het heelal waren vrijwel alle sterrenstelsels klonterig: er kwamen grote concentraties van moleculair gas in voor, waarin in hoog tempo nieuwe sterren ontstonden. In de loop van de tijd kregen de meeste sterrenstelsels een veel egaler uiterlijk, vergelijkbaar met dat van ons eigen Melkwegstelsel: een mooie, regelmatige spiraalstructuur met relatief kleine concentraties van gas en stof. Sommige hedendaagse sterrenstelsels zijn echter nog steeds klonterig. In de grote gasconcentraties ligt het tempo waarin nieuwe sterren ontstaan tientallen malen zo hoog als in ons eigen Melkwegstelsel. Onderzoek met gevoelige spectrografen op de Gemini North Telescope en de Keck-telescoop op Hawaii heeft nu uitgewezen dat deze sterrenstelsels een tragere rotatie vertonen dan normaal: ze draaien ongeveer drie keer zo langzaam om hun as als het Melkwegstelsel. Eerder werd gedacht dat het klonterige uiterlijk van sommige stelsels veroorzaakt zou worden doordat ze veel meer gas bevatten dan 'normale' sterrenstelsels. De oorzaak van de klonterigheid moet echter niet in de hoeveelheid gas worden gezocht, maar in de trage rotatiesnelheid, aldus de onderzoekers. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
New spin on star-forming galaxies

13 december 2015
Sterrenkundigen hebben een verre supernova 'op bestelling' zien opvlammen. In 2014 was de exploderende ster al waargenomen op foto's die gemaakt waren met de Hubble Space Telescope. Sterker: er waren maar liefst vier beeldjes van de supernova waargenomen - de meervoudige afbeelding was het gevolg van de zwaartekrachtlenswerking van een cluster van sterrenstelsels die zich tussen de aarde en de verre supernova in bevond. Bij een zwaartekrachtlens is sprake van een kromming van de ruimte, in overeenstemming met Einsteins relativiteitstheorie. Lichtstralen van een verre achtergrondbron kunnen daardoor op verschillende manieren op aarde aankomen, waarbij er ook verschillen optreden in weglengte en dus in reistijd. Op basis van de bekende massaverdeling in de cluster was voorspeld dat er tussen 2015 en 2020 een vijfde beeldje van de verre supernova zou verschijnen, op enkele boogseconden afstand van de vier eerdere beeldjes. En inderdaad: op Hubble-foto's die op 10 december zijn gemaakt, is precies op de voorspelde plaats een nieuw lichtstipje waargenomen. De ontdekking is wereldkundig gemaakt in The Astronomer's Telegram. Zo kunnen sterrenkundigen nu de vroege ontwikkeling bestuderen van een supernova die een jaar geleden al in een later explosiestadium werd ontdekt. (GS)
The Astronomer's Telegram #8402

9 december 2015
Nieuwe opnamen, gemaakt met de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili, geven een gedetailleerd beeld van de spectaculaire nasleep van een kosmische botsing. Tussen het ‘puin’ bevindt zich een mysterieus jong dwergstelsel dat astronomen een uitgelezen kans biedt om meer te weten te komen over vergelijkbare stelsels, die in het jonge heelal vermoedelijk heel talrijk waren, maar die doorgaans te zwak en te ver weg zijn om met de huidige telescopen waarneembaar te zijn. Sterrenkundigen gaan ervan uit dat de Melkweg, net als alle grote sterrenstelsels, is ontstaan door de samenvoeging van kleinere stelsels in de begintijd van het heelal. Zo’n dwergstelsel zou, als het tot nu toe ongeschonden is gebleven, normaal gesproken veel extreem oude sterren moeten bevatten. Dat gaat echter niet op voor NGC 5291N, een dwergstelsel dat samen met wat ander klein grut in de omgeving van het grote elliptische sterrenstelsel NGC 5291 te vinden is. Het groepje stelsels staan op een afstand van bijna 200 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus. NGC 5291N ziet er niet uit als een gemiddeld dwergstelsel. De buitenste delen ervan vertonen eigenschappen die doorgaans in verband worden gebracht met actieve stervormingsgebieden. Deze doen sterk denken aan de klonterige structuren zoals die zijn waargenomen in tal van sterren-vormende sterrenstelsels in het verre heelal. Een reconstructie van de situatie rond NGC 5291 laat zien dat dit grote sterrenstelsel meer dan 360 miljoen jaar geleden betrokken was bij een hevige botsing, waarbij een ander sterrenstelsel zich met enorme snelheid in zijn kern boorde. Bij deze kosmische crash werden enorme stromen gas de nabije ruimte ingeblazen, die zich later samenvoegden tot een ring rond NGC 5291. Mettertijd is de materie in deze ring samengetrokken tot tientallen stervormingsgebieden en diverse dwergstelsels. (EE)
Origineel persbericht

7 december 2015
De grootste sterrenstelsels in het heelal zijn lang geleden ontstaan op plaatsen waar de concentratie aan donkere materie het hoogst was. Dat werd al voorspeld door populaire theorieën over de evolutie van sterrenstelsels, maar het blijkt nu ook uit nieuwe waarnemingen die verricht zijn met het ALMA-observatorium in Noord-Chili (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Japanse astronomen gebruikten ALMA om een gebiedje aan de hemel te bestuderen in het sterrenbeeld Waterman waar eerder, met een kleinere Japanse submillimetertelescoop, al aanwijzingen waren gevonden voor de aanwezigheid van grote, pasgeboren sterrenstelsels. Dankzij de veel grotere gevoeligheid en beeldscherpte van ALMA is nu ontdekt dat zich in dit gebied een cluster van minstens 9 reuzen-babystelsels bevindt, op 11,5 miljard lichtjaar afstand van de aarde. We zien de sterrenstelsels dus zoals ze er in de jeugd van het heelal uitzagen, ruim 2 miljard jaar na de oerknal. Door de posities van de reuzen-baby's te vergelijken met optische waarnemingen van hetzelfde gebied die verricht zijn met de Japanse Subaru-telescoop op Hawaii werd duidelijk dat de cluster zich op een van de 'knooppunten' bevindt van het draderige kosmische web van donkere materie - de voorloper van de huidige groteschaalstructuur van het heelal. De reuzenbaby's zijn de voorlopers van grote elliptische sterrenstelsels zoals ze ook in het huidige heelal nog steeds voorkomen. De ALMA-waarnemingen (gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters) lijken er dan ook op te wijzen dat die grote sterrenstelsels inderdaad zijn ontstaan op plaatsen waar de concentratie aan donkere materie het hoogst was, precies zoals de gangbare theorieën voorspellen. (GS)
ALMA Spots Monstrous Baby Galaxies Cradled in Dark Matter

3 december 2015
Astronomen hebben 22 ‘nieuwe’ sterrenstelsels ontdekt in de verste regionen van het waarneembare heelal. Eén ervan is het zwakste object dat ooit in het verre/vroege heelal is waargenomen. Het stelsel, dat de bijnaam Tayna heeft gekregen (‘eerstgeborene’ in een taal die in de Andes wordt gesproken), bestond al ongeveer 400 miljoen jaar na de oerknal (Astrophysical Journal, 3 december). Tayna behoort tot een kleinere, zwakkere klasse van ‘pasgeboren’ sterrenstelsels dan de verste stelsels die tot nu toe waren opgespoord. Mogelijk zijn de zwakke stelsels representatiever voor het vroege heelal, en kunnen ze meer inzicht geven in de vorming van de allereerste sterrenstelsels. Tayna is in grootte vergelijkbaar met de Grote Magelhaense Wolk, een kleine begeleider van onze eigen Melkweg, maar produceert in een veel hoger tempo nieuwe sterren. Vermoed wordt dat objecten als deze uiteindelijk zijn geëvolueerd tot volwaardige sterrenstelsels. De ontdekking van de zwakke stelsels is te danken aan de natuurlijke lenswerking van een nabijere cluster van sterrenstelsels. De zwaartekracht van deze vier miljard lichtjaar verre cluster, die MACS J0416-2403 wordt genoemd, buigt het licht van verder weg staande objecten zodanig af, dat deze versterkt worden afgebeeld. (EE)
NASA Space Telescopes See Magnified Image of the Faintest Galaxy from the Early Universe

2 december 2015
Snelle radioflitsen, korte maar heldere uitbarstingen van kosmische radiostraling, ontstaan in een omgeving waar sterke magnetische velden heersen. Tot die conclusie komen astronomen, die in de opgeslagen gegevens van de Green Bank-radiotelescoop een nauwkeurige registratie van zo’n radioflits hebben waargenomen (Nature, 3 december). Al vanaf het moment dat, ongeveer tien jaar geleden, de eerste snelle radioflitsen werden waargenomen, breken astronomen zich het hoofd over de oorzaak ervan. Het enige wat tot nu toe vrijwel vaststond, is dat de veroorzakers van de flitsen buiten ons Melkwegstelsel moeten worden gezocht. De radioflits die de grote radiotelescoop van Green Bank in mei 2011 ongemerkt heeft geregistreerd, heeft dat laatste bevestigd: uit de eigenschappen van de ontvangen radiostraling kan worden afgeleid dat de bron ervan 6 miljard lichtjaar van ons verwijderd is. Hij moet zich dus in een sterrenstelsel buiten de Melkweg bevinden. Maar er is meer. De straling van de radioflits is duidelijk gepolariseerd, wat wil zeggen dat de radiogolven een zekere oriëntatie vertonen. Dat is een teken dat de straling door een sterk magnetisch veld is gegaan. Uit een nauwkeurige analyse van het signaal blijkt zelfs dat de radiostraling tweemaal een ‘gemagnetiseerde’ omgeving is gepasseerd. En de eerste ligt heel dicht bij de bron van de radioflits. De astronomen zoeken de oorzaak van de radioflits bij een recente supernova-explosie waarbij een sterk magnetische neutronenster is ontstaan of bij een actief stervormingsgebied. (EE)
‘Fast Radio Burst’ Sheds New Light On Origin Of These Extreme Events

26 november 2015
Een internationaal team van astrofysici, onder wie de Nederlanders Sjoert van Velzen, Thomas Wevers, Peter Jonker en Alex van der Horst, heeft voor het eerst de ‘thermische flits’ waargenomen die optreedt wanneer een ster door een zwart gat wordt opgeslokt. De waarnemingen laten zien dat bij deze gebeurtenis een bundel materie met bijna de snelheid van het licht werd weggeblazen (Science, 27 november). De eerste resultaten van de waarneming van de verwoesting van de ster, die zich afspeelde in het centrum van het 290 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel PGC 043234, werden vorige maand al gepubliceerd in het tijdschrift Nature. De nieuwe publicatie in Science heeft specifiek betrekking op de thermische flits, die op radiogolflengten is waargenomen. Astrofysici hadden voorspeld dat wanneer een zwart gat een grote hoeveelheid gas moet verwerken – in dit geval een complete ster – er een vanaf de rand van het zwarte gat een bundel geladen deeltjes de ruimte in wordt geblazen. Waarnemingen met de grote radiotelescoop van Westerbork hebben dit nu bevestigd. (EE)
Scientists get first glimpse of black hole eating star, ejecting high-speed flare

23 november 2015
Het raadsel van de ontbrekende dwergsterrenstelsels lijkt opgelost te zijn. Een intensieve waarnemingscampagne van de Fornax-cluster van sterrenstelsels, uitgevoerd met de Dark Energy Camera (DECam) op de 4-meter Blanco-telescoop op de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili, heeft talloze extreem lichtzwakke dwergsterrenstelseltjes in de cluster aan het licht gebracht. Het bestaan van zulke grote aantallen dwergstelsels wordt voorspeld door computersimulaties van de evolutie van de groteschaalstructuur van het heelal onder invloed van donkere materie; het feit dat ze tot nu toe nooit in de voorspelde aantallen waren gevonden, werd gezien als een mogelijk probleem voor de gangbare opvattingen over de samenstelling van het heelal. De Fornax-cluster, op een afstand van ca. 60 miljoen lichtjaar, is gedetailleerd bestudeerd in het kader van de Next Generation Fornax Survey (NGFS). Overigens zijn de laatste jaren ook in de directe omgeving van ons eigen Melkwegstelsel veel nieuwe lichtzwakke dwergsterrenstelsels ontdekt; in veel gevallen eveneens met DECam. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Oodles of Faint Dwarf Galaxies in FornaxShed Light on a Cosmological Mystery

20 november 2015
Deze maand is het honderd jaar geleden dat Albert Einstein zijn algemene relativiteitstheorie presenteerde. Een van de voorspellingen van die theorie is het bestaan van zogeheten zwaartekrachtslenzen, waarbij het licht van verre objecten in het heelal vervormd, afgebogen en versterkt wordt door de zwaartekracht van voorgrondobjecten. De 'Cheshire Cat' - een compacte groep van sterrenstelsels die vanwege zijn uiterlijk genoemd is naar de glimlachende kat uit Alice in Wonderland - is een mooi voorbeeld van zo'n zwaartekrachtslens. De lichtbogen (de 'kop' van de kat) zijn de vervormde beeldjes van verre sterrenstelsels; de 'ogen' en de 'neus' van de kat zijn dichterbij gelegen sterrenstelsels die met hun zwaartekracht voor het lenseffect zorgdragen. Nieuw onderzoek aan de 'Cheshire Cat', op basis van röntgenwaarnemingen door NASA's Chandra X-ray Observatory en gepubliceerd in The Astrophysical Journal, heeft nu uitgewezen dat er in feite sprake is van twee kleine groepen van sterrenstelsels die met een snelheid van ca. 500 miljoen kilometer per uur op elkaar af bewegen; de 'ogen' van de kat zijn de zwaarste sterrenstelsels in deze twee groepen. Over ca. één miljard jaar zullen de groepen met elkaar versmelten. Met paarse kleuren is de röntgenstraling in beeld gebracht van het gas dat zich in de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels in de twee groepen bevindt. Dat gas blijkt een temperatuur te hebben van enkele miljoenen graden; die hoge temperatuur is een direct gevolg van de botsing van de twee groepen van sterrenstelsels. (GS)
Where Alice in Wonderland Meets Albert Einstein

19 november 2015
Nieuw onderzoek laat zien dat sterrenstelsels efficiënter waren in het produceren van nieuwe sterren toen het heelal jonger was dan nu. Dat verklaart waarom er veel meer verre, heldere, in hoog tempo sterren producerende sterrenstelsels zijn dan astronomen vooraf hadden ingeschat. Dit blijkt uit een analyse van gegevens over 8000 verre sterrenstelsels die zijn opgespoord met de Hubble-ruimtetelescoop. Op basis van de ultraviolette straling de deze stelsels uitzenden, is een schatting gemaakt van het aantal sterren dat deze tijdens hun korte bestaan hebben geproduceerd. Vervolgens is de massa aan sterren in deze stelsels vergeleken met het theoretisch voorspelde tempo waarin sterrenstelsels in het vroege heelal in massa zouden zijn toegenomen. Volgens de astronomen die het onderzoek hebben gedaan, kunnen er verschillende redenen zijn waarom de huidige sterrenstelsels slechtere ‘sterrenmakers’ zijn dan hun verre soortgenoten. Op de eerste plaats is het heelal inmiddels sterk uitgedijd, waardoor sterrenstelsels nu meer moeite moeten doen om nieuw gas uit hun omgeving aan te trekken. Maar het is ook denkbaar dat verre stelsels simpelweg efficiënter met het beschikbare gas omgingen. Dat laatste is ook de conclusie van onderzoek met de ALMA-telescoop, dat in oktober is gepubliceerd. Uit dat onderzoek blijk dat verre sterrenstelsels op zich niet zoveel meer gas bevatten, maar desondanks nog in hoog tempo nieuwe sterren produceren. (EE)
Early Galaxies More Efficient at Making Stars, Hubble Survey Reveals

19 november 2015
Een internationaal team van sterrenkundigen heeft een nieuwe verklaring gevonden voor geheimzinnige röntgenstraling die wordt uitgezonden door clusters van sterrenstelsels, de grootste objecten in het heelal. Deze röntgenstraling, die een zeer specifieke energie heeft, kan ontstaan als koud waterstofgas in botsing komt met hete zwavel-ionen en daarbij elektrische lading overdraagt. Eerder werd de röntgenstraling toegeschreven aan een hypothetisch deeltje, het steriele neutrino, dat mogelijk verantwoordelijk is voor de zogeheten donkere materie.Sterrenkundigen denken dat clusters voor ongeveer 15% bestaan uit gewone materie in de vorm van heet gas dat röntgenstraling uitzendt. De overige 85% zou moeten bestaan uit onzichtbare donkere materie. De oorsprong en samenstelling van de donkere materie is onbekend. Volgens een van de modellen zou die materie kunnen bestaat uit steriele neutrino’s. Dat zijn hypothetische deeltjes die geen interacties aangaan met andere neutrino’s, maar wel massa hebben. Bij hun verval zouden deze neutrino’s röntgenstraling uitzenden, al is onbekend hoeveel energie die röntgenstraling heeft. Sterrenkundigen hebben daarom de röntgenspectra van clusters doorgespit op zoek naar een signaal dat niet afkomstig kan zijn van röntgenstraling van het daarin aanwezige hete gas. Verleden jaar meldden twee onderzoeksteams dat ze een onbekende röntgenpiek hadden gevonden, met een energie van 3,5 kilovolt. Bevestiging hiervan zou een echte doorbraak betekenen in het oplossen van de donkeremateriepuzzel.Maar behalve heet gas komen in sommige clusters ook substantiële hoeveelheden koud gas voor. Dit koude gas bestaat voor het grootste deel uit waterstofatomen. En wanneer zo’n koud atoom in botsing komt met een ion van het hete gas, kan het elektron van het waterstofatoom naar dat ion overspringen naar het ion en zo een röntgenfoton produceren. Als het om een zwavel-ion gaat (een zwavelatoom dat al zijn elektronen kwijt is) heeft de röntgenstraling een energie van precies 3,5 kilovolt. De hoeveelheden koud en warm gas in de clusters zijn voldoende om een signaal te produceren dat overeenkomt met het signaal dat werd toegeschreven aan steriele neutrino’s.
Volledig persbericht

18 november 2015
Een astronoom van Caltech heeft aanwijzingen gevonden dat het nabije dwergstelsel Triangulum II voor het overgrote deel uit donkere materie bestaat. Dat volgt uit een massabepaling van het stelsel, die gebaseerd is op de meting van de snelheden van een aantal van zijn sterren. Triangulum II is een schamel sterrenstelsel aan de rand van de Melkweg, dat slechts een stuk of duizend sterren telt. De totale massa van het stelsel blijkt vele malen groter te zijn dan de optelsom van de massa’s van die sterren. In jargon: de massa/lichtkrachtverhouding van het stelsel bedraagt 3600. Ter vergelijking: bij een sterrenstelsel zoals onze Melkweg blijft dat getal steken bij 25. Daarmee zou Triangulum II ‘kampioen donkere materie’ zijn. Maar het staat niet vast dat de nieuwe massabepaling klopt. Eerder heeft een team van Franse astronomen namelijk aanwijzingen gevonden dat het dwergstelsel onder invloed van de getijdenkracht van onze Melkweg aan flarden getrokken wordt. En dat zou de massabepaling van het stelsel onbetrouwbaar maken. (EE)
Dark Matter Dominates In Nearby Dwarf Galaxy

18 november 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Europese infraroodtelescoop VISTA, honderden verre ’zware’ sterrenstelsels opgespoord. De stelsels bestonden al toen het heelal nog in zijn kinderschoenen stond. Het opsporen van verre zware sterrenstelsels is geen gemakkelijke opgave. Deels komt dit doordat de sterrenstelsels, die op zich best veel licht produceren, zwakker lijken naarmate ze verder weg staan. Daarnaast waren deze stelsels in de begintijd van het heelal veel minder talrijk dan nu. Naarmate astronomen dieper de ruimte in turen, worden ze dus schaarser. Toch is een team van astronomen, onder leiding van Karina Caputi van het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen, er nu in geslaagd om 574 zware sterrenstelsels op te sporen. De ontdekte stelsels bestonden al toen het heelal minder dan twee miljard jaar oud was. Hun licht heeft er dus meer dan elf miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. De astronomen hebben vastgesteld dat de zware sterrenstelsels binnen relatief korte tijd explosief in aantal zijn toegenomen. Eén miljard jaar na de oerknal bestonden zulke stelsels nog nauwelijks, maar een miljard jaar later waren ze al heel talrijk. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn in strijd met de bestaande modellen van de vorming van sterrenstelsels in het jonge heelal. Volgens deze modellen konden er in dat vroege kosmische tijdperk nog geen grote aantallen ‘monsterstelsels’ ontstaan. (EE)
VISTA legt de eerste reuzenstelsels vast

16 november 2015
Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat het sterrenstelsel M87 een soort hartslag vertoont. Het licht dat het stelsel als geheel uitzendt is niet constant, maar vertoont trage flikkeringen. Het effect wordt veroorzaakt door de talrijke oude, pulserende sterren in M87 (Nature, 16 november). Aan het einde van hun bestaan ondergaan sterren zoals onze zon een gedaanteverandering. Ze worden heel helder en zwellen op tot enorme afmetingen. En uiteindelijk beginnen de sterren te pulseren, waardoor hun helderheid met een periode van een paar honderd dagen toe- en afneemt. Tot nu toe was niemand op het idee gekomen dat deze sterren een waarneembare invloed uitoefenen op het licht van een sterrenstelsel. Aangenomen werd dat het pulseren van de sterren niet opvalt temidden van het licht van de veel talrijkere sterren die geen helderheidsveranderingen vertonen. Astronomen van Yale en Harvard realiseerden zich echter dat de pulserende oude reuzensterren zo helder zijn, dat ze zich moeilijk kunnen verstoppen. Daarom besloten ze om te kijken of de pulsaties van deze categorie sterren terug te vinden waren in het licht van een compleet sterrenstelsel. Voor dat doel is, verspreid over een periode van drie maanden, met de Hubble-ruimtetelescoop een unieke reeks opnamen gemaakt van het sterrenstelsel M87. Het gezochte lichtsignaal werd al snel gevonden: ongeveer een kwart van de pixels in de Hubble-opnamen van M87 gaan op en neer in helderheid. Dat resulteert in een waarneembare ‘hartslag’ van ongeveer één slag per 270 dagen. Als volgende stap willen de astronomen ook andere sterrenstelsels de pols nemen. Modellen laten namelijk zien dat de pulsaties in jongere sterrenstelsels sterker zijn dan in oude zoals M87. Als dat klopt, kan de galactische hartslag worden gebruikt om de leeftijd van een sterrenstelsel vast te stellen. (EE)
Astronomers discover a distant galaxy with a pulse

13 november 2015
Met de Amerikaanse Fermi Gamma-ray Space Telescope is een tweejarige cyclus ontdekt in de intensiteit van de energierijke gammastraling van een ver, actief sterrenstelsel. Het gaat om het stelsel PG 1553+113, op 5 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Slang. PG 1553+113 is een zogeheten 'blazar': in het centrum bevindt zich een superzwaar zwart gat dat in twee tegenovergestelde richtingen bundels van straling en elektrisch geladen deeltjes de ruimte in blaast - zogeheten jets. Bij blazars is een van die twee bundels toevallig op de aarde gericht, waardoor de kern van het stelsel extreem helder is. Op andere golflengten (o.a. zichtbaar licht en radiostraling) blijkt de energie van de blazar ook een periodiciteit te vertonen. De metingen met de Fermi-ruimtetelescoop sluiten hier bij aan: ongeveer elke twee jaar is de intensiteit van de uitgestraalde gammastraling ongeveer twee maal zo hoog als in de tussenliggende periode. De ontdekking is op 10 november gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. De onderzoekers denken dat er mogelijk sprake is van een soort tolbeweging van de jets van het stelsel, waardoor we er vanaf de aarde soms onder een nét iets andere hoek tegenaan kijken. Zo'n tolbeweging zou veroorzaakt kunnen worden door de zwaartekracht van een tweede superzwaar zwart gat. De twee zwarte gaten zouden dan in een kleine baan om elkaar heen bewegen. (GS)
NASA's Fermi Mission Finds Hints of Gamma-ray Cycle in an Active Galaxy

12 november 2015
Voor het eerst is buiten onze eigen Melkweg – in de Grote Magelhaense Wolk – een zogeheten gammapulsar ontdekt. Het object, dat is opgespoord met de Fermi-satelliet, zendt een recordhoeveelheid gammastraling uit (Science, november 2013). Een pulsar is een neutronenster die heel snel om zijn as draait. Zo’n neutronenster ontstaat wanneer een zware ster een supernova-explosie ondergaat, en de kern van de ster onder zijn eigen gewicht in elkaar stort. Het resultaat is een compacte bol van neutronen, met een middellijn van een kilometer of tien. Zo’n neutronenster zendt twee bundels van intense straling uit, die door de snelle rotatie van het object rond zwiepen als de lichtbundels van een vuurtoren. Als één van die radiobundels tijdens elke omwenteling eventjes richting aarde wijst, zien we de neutronenster regelmatig ‘aan’ en ‘uit’ gaan. Dan is sprake van een pulsar. Gammapulsars zijn de meest energierijke pulsars die er zijn. Er is maar een handjevol van bekend, waaronder de Krabpulsar – het restant van een supernova-explosie die in het jaar 1054 vanaf de aarde waarneembaar was in het sterrenbeeld Stier. De nieuwe extragalactische pulsar, PSR J0540-6919, vertoont sterke overeenkomsten met die Krabpulsar, maar produceert twintig keer zoveel gammastraling. Vermoed werd dat de productie van die energierijke straling samenhangt met de afremming van de rotatie van de neutronenster. Maar daar is nu toch wat onzekerheid over ontstaan, omdat in de Grote Magelhaense Wolk in 2006 een ‘gewone’ pulsar is ontdekt die wel sterk afremt, maar geen opvallende bron van gammastraling is. (EE)→ NASA’s Fermi Satellite Detects First Gamma-Ray Pulsar In Another Galaxy

6 november 2015
De Amerikaanse satelliet Swift heeft zijn duizendste gammaflits waargenomen. Gammaflitsen zijn de hevigste explosies in het heelal. De meeste ervan ontstaan wanneer een zware ster ineenstort en zijn kern in een zwart gat verandert. Een gammaflits is waarneembaar als een korte uitbarsting van zeer energierijke straling, die vaak minder dan een minuut duurt. Zo eens in de paar dagen is ergens aan de hemel wel zo’n ‘flits’ te zien. Swift heeft er elf jaar over gedaan om er duizend te detecteren. Die duizendste gammaflits – GRB 151027B – vond plaats op 27 oktober jl. Hij kwam uit een sterrenstelsel in het sterrenbeeld Eridanus. Uit vervolgwaarnemingen van de nagloeiende gammaflits met de Europese Very Large Telescope in Chili blijkt dat het licht ervan er meer dan 12 miljard jaar over heeft gedaan ons te bereiken. (EE)
NASA’s Swift Spots its Thousandth Gamma-ray Burst

5 november 2015
Astronomen hebben een van de belangrijkste ’meetlatten’ in de sterrenkunde – de supernova van type Ia – twee keer zo nauwkeurig gemaakt. Daarbij gebruiken ze een middel dat eerder ook op gewone sterren is toegepast: de ‘tweelingmethode’. In beginsel zouden alle supernova’s van type Ia evenveel licht moeten produceren. Dat betekent dat je aan de helderheid van zo’n ontploffende ster zou kunnen zien hoe ver weg hij staat. Maar in de praktijk zijn er allerlei factoren die deze eenvoudige relatie tussen helderheid en afstand kunnen verstoren. Tussenliggende gaswolken kunnen het licht van een supernova verzwakken en roder doen lijken. En niet alle supernova’s van type Ia ontstaan op exact dezelfde manier: het kan gaan om een ontploffende witte dwergster die materie van een begeleidende ster heeft gestolen, maar ook om twee witte dwergsterren die met elkaar in botsing komen en dán exploderen. Voor deze factoren kan worden gecorrigeerd. Maar desondanks kan de ene supernova van type Ia tot wel vijftien procent helderder zijn dan de andere. Astronomen van de internationale Nearby Supernova Factory (SNfactory) zijn er nu in geslaagd om die marge te halveren. Uitgaande van een steekproef van bijna vijftig (relatief) nabije supernova’s spoorden zij ‘tweelingsupernova’s’ op – supernova’s die hetzelfde spectrum vertonen. Dat maakt de kans dat de ontploffende sterren grote onderlinge verschillen vertonen aanzienlijk kleiner. Het onderzoek gebeurde volkomen ‘blind’: buiten het spectrum hadden de astronomen geen informatie over de onderzochte supernova’s. Dat de tweelingmethode goede resultaten oplevert, bleek pas achteraf. Hoe meer de spectra van twee supernova’s op elkaar leken, des te meer stemden hun helderheden overeen. Het resultaat wijst er sterk op dat de 15 procent onzekerheid die de helderheden van supernova’s van type Ia vertonen, niet volledig statistisch van aard is. Blijkbaar is de ene supernova de andere niet. Via de tweelingmethode kan deze hobbel in de astronomische afstandsmeting worden omzeild. Supernova’s van type Ia zijn tot op grote afstand waarneembaar. Vandaar dat ze een belangrijke rol spelen bij de afstandsbepaling van verre sterrenstelsels en daarmee ook bij het onderzoek van de (versnellende) uitdijing van het heelal. (EE)
Supernova Twins: Making Standard Candles More Standard Than Ever

3 november 2015
Astronomen hebben in een verre uithoek van het heelal een kolossale samenscholing van sterrenstelsels ontdekt. Deze cluster, die 8,5 miljard lichtjaar van ons verwijderd is, is de ‘zwaarste’ structuur die ooit op zo’n grote afstand is opgespoord. Clusters zijn groepen van duizenden sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Door stelsels uit de omgeving aan te trekken, worden zulke groepen mettertijd steeds groter. Om de groei van clusters te onderzoeken, kijken astronomen diep de ruimte in. Omdat licht een eindige snelheid heeft, zien we zeer verre objecten zoals ze er in een ver verleden uitzagen. Zo vertoont de pas ontdekte cluster MOO J1142+1527 zich zoals deze er 8,5 miljard jaar geleden uitzag. MOO J1142+1527 is ontdekt met behulp van de infraroodsatellieten WISE en Spitzer. Dat golflengtegebied is bij uitstek geschikt voor het opsporen van verre clusters, omdat het licht dat deze objecten hebben uitgezonden door de uitdijing van het heelal in de loop van de tijd is ‘opgerekt’. Hierdoor is de golflengte van dat licht opgeschoven naar infrarode golflengten. Op theoretische gronden verwachten astronomen dat er in het verre, ‘vroege’ heelal nog maar weinig clusters van het kaliber MOO J1142+1527 bestonden. Om daar zekerheid over te krijgen zal Spitzer nog eens 1700 ‘verdachte’ objecten onderzoeken, om te kijken of daar toch niet nog grotere clusters tussen zitten. (EE)
Whopping Galaxy Cluster Spotted with Help of NASA Telescopes

27 oktober 2015
De energierijke röntgenuitbarstingen van sommige superzware zwarte gaten ontstaan wanneer de zogeheten 'corona' van het zwarte gat met hoge snelheid de ruimte in wordt geblazen. Dat blijkt uit waarnemingen aan een extreem krachtige uitbarsting van het zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel Markarian 335, dat zich op ca. 320 miljoen lichtjaar afstand bevindt in het sterrenbeeld Pegasus. De straling van een superzwaar zwart gat is afkomstig uit twee gebieden: de zogeheten accretieschijf (een extreem hete, rondwervelende schijf van gas) en de 'corona', die bestaat uit energierijke elektrisch geladen deeltjes die ook röntgenstraling produceren. De structuur van de corona van een superzwaar zwart gat is niet met zekerheid bekend; volgens één model is er sprake van relatief compacte bronnen van straling die zich als lantaarnpalen op enige afstand boven en onder het zwarte gat bevinden, op de rotatieas. De intensiteit van de röntgenstraling van Markarian 335 nam in 2007 met een factor 30 af; daarna vertoonde het zwarte gat regelmatige röntgenuitbarstingen. In september 2014 ontdekte de Amerikaanse ruimtetelescoop Swift een nieuwe krachtige uitbarsting, die kort daarna ook bestudeerd werd door de röntgenkunstmaan NuSTAR. Uit de waarnemingen blijkt dat de uitbarsting veroorzaakt werd door een plotselinge snelle beweging van de geladen deeltjes in de corona, met een snelheid van wel 20 procent van de lichtsnelheid. Bovendien zijn de waarnemingen inderdaad goed te verklaren met het bovenbeschreven 'lantaarnpaal'-model van de corona. (GS)
Black Hole Has Major Flare

26 oktober 2015
In het Andromedastelsel - de naaste grote broer van ons eigen Melkwegstelsel - is een rode reuzenster ontdekt met een enorm hoge snelheid. Zulke 'wegloopsterren' zijn afkomstig uit compacte sterrenhopen; vermoedelijk worden ze de ruimte in geslingerd door zwaartekrachtseffecten van buursterren, of in de nasleep van de supernova-explosie van een begeleider. Het bijzondere aan de nieuw ontdekte reuzenster is dat hij al redelijk op leeftijd is - hij verkeert al in het rode reuzen-stadium. Meestal worden zware wegloopsterren ontdekt wanneer ze veel jonger zijn en nog heet en blauwwit van kleur zijn; ze zijn dan eenvoudiger op te sporen, en ze bevinden zich ook nog dichter bij hun geboortegrond. De ster (RSG J004330.06+405258.4 geheten) blijkt een radiale snelheid (langs de gezichtslijn) te hebben die 300 km/s hoger is dan je zou verwachten op basis van zijn locatie in het Andromedastelsel. Of de ster snel genoeg door de ruimte beweegt om aan de zwaartekracht van het stelsel te ontsnappen is niet met zekerheid bekend. In ieder geval zal hij als supernova exploderen voordat het zo ver komt: de reuzenster heeft een geschatte leeftijd van tien miljoen jaar, en heeft nog hooguit ca. één miljoen jaar te leven. De ontdekking, gedaan door astronomen van de Lowell-sterrenwacht, is gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
A Star on the Run

22 oktober 2015
Bij waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop zijn honderden zwakke, verre sterrenstelsels opgespoord waarvan sommige al bestonden toen het heelal nog maar 600 miljoen jaar oud was. Daarbij kregen de astronomen hulp van clusters van nabijere sterrenstelsels, die het licht van hun verre soortgenoten ‘versterkten’ – een verschijnsel dat het gravitatielenseffect wordt genoemd. Door naar het (ultraviolette) licht te kijken dat de verre stelsels uitzenden, hebben de astronomen ontdekt dat deze een belangrijke rol kunnen hebben gespeeld bij de ‘reïonisatie’ van het heelal. De reïonisatie is het proces dat ervoor heeft gezorgd dat de dichte mist van waterstofgas waarmee het heelal na de oerknal gevuld was, doorzichtig werd. Uit berekeningen die de astronomen hebben gedaan, blijkt dat de kleinste stelsels misschien wel de grootste bijdrage hebben geleverd aan het transparant maken van het heelal. Ze produceerden dan wel veel minder straling dan hun heldere, grote soortgenoten, maar waren veel talrijker. (EE)
Hubble spies Big Bang frontiers

21 oktober 2015
Sterrenkundigen hebben voor het eerst een ‘gulzig’ zwart gat op heterdaad weten te betrappen. Dankzij de gecombineerde waarnemingen van drie ruimtetelescopen kon een team met Nederlandse onderzoekers een ster volgen die door een superzwaar gat wordt verscheurd en opgeslokt. De waarnemingen bevestigen de theorie dat superzware zwarte gaten slordige eters zijn, die eenmaal verzadigd een deel van de materie uitspuwen (Nature, 22 oktober).De ‘moordaanslag’ op de ster, die ASASSN-14li wordt genoemd, werd gepleegd door een superzwaar zwart gat in het centrum van sterrenstelsel PGC 043234. Dit zwarte gat staat ongeveer 290 miljoen lichtjaar van de aarde en is een paar miljoen keer zo zwaar als onze zon. Het is voor het eerst in tien jaar dat we zo dicht bij onze Melkweg een ster uit elkaar getrokken zien worden door een zwart gat. En dan niet op een archieffoto van de sterrenhemel, zoals in eerdere gevallen, maar als in een film. Sterrenkundigen zien het nu echt gebeuren. De waarnemingen van ASASSN-14li bevestigen dat het zwarte gat meteen na het verscheuren van de ster de resten ervan naar zich toe trekt. Bij dit proces wordt het restmateriaal verhit, waardoor enorm veel röntgenstraling vrijkomt. Snel na deze ‘röntgenflits’ begint een deel van het restmateriaal in het zwarte gat te vallen, waarna de intensiteit van de straling afneemt. Maar dat is niet het einde van het verhaal. Het zwarte gat raakt op een gegeven moment verzadigd en spuugt dan een deel van het aangevoerde materiaal uit. Dat uitspugen gebeurt in de vorm van een ‘wind’ die zich relatief langzaam van het zwarte gat verwijdert. Mogelijk zal dit gas zich uiteindelijk weer bij de materieschijf voegen die rond het zwarte gat is ontstaan.
Volledig persbericht

21 oktober 2015
Met behulp van de Europese Very Large Telescope is een dubbelster ontdekt die bestaat uit twee hete, zware sterren die elkaar raken. De twee sterren staat mogelijk een dramatisch einde te wachten. De kolossale dubbelster, die VFTS 352 heet, staat op een afstand van ongeveer 160.000 lichtjaar in de Tarantulanevel. Dit is de meest actieve kraamkamer van nieuwe sterren in onze kosmische achtertuin. De twee sterren waaruit VFTS 352 bestaat, wentelen in iets minder dan een dag om elkaar. Doordat de middelpunten van de beide sterren slechts 12 miljoen kilometer van elkaar verwijderd zijn, heeft zich als het ware een brug van materie tussen beide gevormd. Het is alsof ze elkaar kussen. VFTS 352 is niet alleen de zwaarste van deze kleine klasse van ‘symbiotische dubbelsterren’, maar ook de heetste. Bij elkaar zijn de twee sterren ongeveer 57 keer zo zwaar als de zon en ze hebben oppervlaktetemperaturen van meer dan 40.000 graden Celsius. Astronomen voorspellen dat VFTS 352 een catastrofaal einde te wachten staat. Daarbij zijn twee scenario’s mogelijk. De ene mogelijkheid is dat de twee sterren samensmelten tot een snel roterende, en mogelijk magnetische, reuzenster. Uiteindelijk zal deze zijn leven afsluiten met een zogeheten gammaflits – een supernova-explosie die gepaard gaat met een hevige uitbarsting van gammastraling. Als dat niet gebeurt, zullen de beide sterren afzonderlijk een supernova-explosie ondergaan. Daarbij zouden de kernen van de sterren kunnen instorten tot een zwart gat. Er zouden dus twee zwarte gaten ontstaan die op geringe afstand om elkaar draaien. (EE)
Afscheidskus voor twee sterren die hun ondergang tegemoet gaan

14 oktober 2015
Negen miljard jaar geleden waren sterrenstelsels efficiënter in het vormen van sterren dan nu. Tot die conclusie komen astronomen na onderzoek met de internationale ALMA-telescoop in het noorden van Chili (Astrophysical Journal Letters, 14 oktober). Door de bank genomen produceert een sterrenstelsel meer sterren naarmate het meer massa heeft. Maar zo nu en dan vertoont een stelsel een opvallend groot aantal pas gevormde, helder stralende sterren. De oorzaak van zo’n ‘starburst’ is gewoonlijk een botsing met een ander sterrenstelsel, die ertoe leidt dat het aanwezige koude gas in beide stelsels in hoog tempo in nieuwe sterren wordt omgezet. Astronomen vroegen zich al een tijdje af of zulke starbursts in het vroege heelal het gevolg waren van een overvloedige gasvoorraad of dat stelsels destijds efficiënter met het beschikbare gas omgingen. Om daar duidelijkheid over te krijgen, heeft een team van astronomen het gasgehalte van zeven starburst-stelsels op 9 miljard lichtjaar van de aarde onderzocht. Uit de waarnemingen blijkt dat de hoeveelheid gas in deze stelsels al is afgenomen, hoewel ze nog steeds in hoog tempo nieuwe sterren produceren. Soortgelijke stelsels in onze kosmische achtertuin laten ook zo’n afname zien, maar die verloopt minder snel. Hieruit trekken de astronomen de conclusie dat sterrenstelsels die bovengemiddeld veel sterren produceren efficiënter met gas omspringen dan hun gemiddelde soortgenoten. (EE)
ALMA Telescope Unveils Rapid Formation Of New Stars In Distant Galaxies

13 oktober 2015
Met de Very Large Array (VLA) radiotelescoop in New Mexico zijn uitgestrekte halo's van radiostraling ontdekt rond tientallen spiraalvormige sterrenstelsels op afstanden van tientallen miljoenen lichtjaren. De radiostraling wordt geproduceerd door elektrisch geladen deeltjes (kosmische straling) die met hoge snelheid bewegen in magnetische velden. De radiohalo's konden gedetecteerd worden doordat de VLA na een recente upgrade veel gevoeliger is geworden voor zeer zwakke radiostraling. Bovendien bestudeerden de astronomen alleen sterrenstelsels die we vanaf de aarde vrijwel exact van opzij zien, waardoor de halo's beter waarneembaar zijn. Het bestaan van dergelijke halo's werd begin jaren zestig al voorspeld; ze blijken nu veel vaker voor te komen dan tot nu toe bekend was - in zeker 30 van de 35 waargenomen sterrenstelsels. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
VLA Reveals Spectacular "Halos" of Spiral Galaxies

30 september 2015
Onderzoek aan de Phoenix-cluster van sterrenstelsels heeft grote holtes aan het licht gebracht in de verdeling van extreem heet gas in de cluster. Het hete intraclustergas zendt röntgenstraling uit, maar op röntgenkaarten van de cluster, gemaakt met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory, zijn relatief 'donkere' gebieden te zien, zowel op kleine afstand van het clustercentrum als op veel grotre afstand. Met de Magellan-telescoop in Chili zijn (op zichtbare golflengten) bovendien lange filamenten van gas ontdekt, die de binnenste holtes lijken te omsluiten. In deze draderige structuren ontstaan nieuwe sterren; ze hebben afmetingen van 160.000 tot 330.000 lichtjaar. Zowel de 'kleine' binnenste holtes als de veel grotere buitenste holtes zijn vermoedelijk ontstaan onder invloed van de activiteit van het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van het grote centrale elliptische stelsel van de cluster bevindt. In een artikel in the Astrophysical Journal suggereren Amerikaanse astronomen dat de buitenste holtes geproduceerd zijn door uitbarstingen die ca. 100 miljoen jaar geleden plaatsvonden. De Phoenix-cluster, genoemd naar het sterrenbeeld waarin hij zich bevindt en officieel SPT-CLJ2344-4243 geheten, bevindt zich op een afstand van ca. 5,7 miljard lichtjaar van de aarde. Van alle bekende clusters van sterrenstelsels produceert de Phoenix-cluster de grootste hoeveelheid röntgenstraling. Ook het tempo waarin er nieuwe sterren worden geboren in de cluster is enorm hoog. (GS)
Phoenix Cluster: A Fresh Perspective on an Extraordinary Cluster of Galaxies

24 september 2015
Sterrenkundigen hebben een zwart gat gevonden in de kern van een ver sterrenstelsel dat ongeveer 350 miljoen maal zo zwaar is als de zon. Op zich niet zo bijzonder - er zijn superzware zwarte gaten bekend die miljarden zonsmassa's 'wegen' - maar dit zwarte gat is toch 30 keer zwaarder dan verwacht. Het sterrenstelsel waarin het zich bevindt, heeft namelijk een massa van 'slechts' ca. 25 miljard zonsmassa's. De massa van het zwarte gat in het stelsel SAGE0536AGN is bepaald door de snelheid te meten waarmee gas in de kern van het stelsel rond het zwarte gat beweegt. De metingen zijn uitgevoerd met de South African Large Telescope, door een team van astronomen onder leiding van de van oorsprong Nederlandse sterrenkundige Jacco van Loon van Keele University. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De afgelopen decennia hebben sterrenkundigen ontdekt dat er een soort 'standaardverhouding' bestaat tussen de massa van een sterrenstelsel en de massa van het zwarte gat in de kern van dat stelsel: sterrenstelsels zijn nooit meer dan ca. 2000 maal zo zwaar als het zwarte gat in hun kern. In het geval van SAGE0536AGN is die verhouding echter 'slechts' 70. Dat betekent dat het zwarte gat op de een of andere reden veel langer is blijven groeien dan het sterrenstelsel zelf. Of er meer van dit soort 'onwaarschijnlijk zware' zwarte gaten bestaan, is niet bekend - SAGE0536AGN is bij toeval ontdekt door de Amerikaanse ruimtetelescop Spitzer. (GS)
Too big for its boots: black hole is 30 times expected size

24 september 2015
Dankzij de hulp van 37.000 vrijwilligers, verenigd in het citizen science-project SpaceWarps, zijn 29 nieuwe kandidaat-zwaartekrachtslenzen ontdekt. Een zwaartekrachtslens ontstaat wanneer het licht van een extreem ver sterrenstelsel wordt afgebogen, vervormd en versterkt door de zwaartekracht van een dichterbij gelegen stelsel (of een cluster van sterrenstelsels). Zwaartekrachtslenzen zijn alleen zichtbaar wanneer het achtergrondstelsel en het 'lens-stelsel' vrijwel exact op één lijn liggen met de aarde. Ze zijn daardoor vrij zeldzaam; tot nu toe zijn er slechts enkele honderden bekend. Met behulp van slimme computeralgoritmes kan in foto's van de sterrenhemel wel gezocht worden naar zwaartekrachtslenzen, maar een computer herkent ze toch niet allemaal. Via het citizen science-project SpaceWarps hebben enkele tienduizenden vrijwilligers nu in totaal 430.000 opnamen van de sterrenhemel afgespeurd op zoek naar zwaartekrachtslenzen die nooit eerder zijn opgemerkt. De foto's zijn gemaakt door de Canada-France-Hawaii-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. De ontdekking van 29 nieuwe kandidaat-zwaartekrachtslenzen is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Discovery of Potential Gravitational Lenses by Citizen Scientists

21 september 2015
Dubbele superzware zwarte gaten in de kernen van verre sterrenstelsels zijn zeldzamer dan tot nu toe werd aangenomen. Dat concluderen radioastronomen op basis van gedetailleerde waarnemingen aan zogeheten X-vormige radiobronnen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. De radiostraling uit de kern van een sterrenstelsel is (naar algemeen wordt aangenomen) in de meeste gevallen afkomstig van de jets van elektrisch geladen deeltjes die de ruimte in worden geblazen door een superzwaar zwart gat. In sommige gevallen blijkt de radiobron in de kern van een sterrenstelsel echter een opmerkelijke X-vorm te hebben. Astronomen gingen er tot nu toe altijd vanuit dat die X-vorm veroorzaakt werd door de aanwezigheid van een dubbel superzwaar zwart gat. Zo'n dubbel zwart gat kan zich vormen na de botsing van twee afzonderlijke sterrenstelsels; uiteindelijk zullen ook de twee zwarte gaten versmelten tot één extreem zwaar zwart gat. Gedetailleerde waarnemingen met de Amerikaanse Karl G. Jansky Very Large Array radiotelescoop in New Mexico hebben nu echter uitgewezen dat de X-vormige radiobronnen in veel gevallen op een andere manier verklaard moeten worden. Slechts in één op de vijf gevallen is er mogelijk echt sprake van een dubbel zwart gat. Het aantal dubbele zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels is dus veel kleiner dan tot nu toe werd aangenomen. De conclusie is onder andere van belang voor natuurkundigen en astronomen die jacht maken op laagfrequente, langgolvige zwaartekrachtsgolven - trillingen in de ruimtetijd die onder andere worden opgewekt door om elkaar heen bewegende zwarte gaten. (GS)
Pairs of Supermassive Black Holes in Galaxies May Be Rarer Than Previously Thought

16 september 2015
Eerder dit jaar maakten astronomen bekend dat de regelmatige helderheidsvariaties van de quasar PG 1302-102 – de extreem heldere kern van een sterrenstelsel – waarschijnlijk worden veroorzaakt door twee om elkaar wentelende superzware zwarte gaten. Vervolgonderzoek laat zien dat deze kolossen – die langzaam maar zeker naar elkaar toe spiralen – sneller dan verwacht met elkaar in botsing zullen komen (Nature, 17 september). Aanvankelijk gingen astronomen ervan uit dat die samensmelting nog wel een miljoen jaar op zich kon laten wachten. Maar uit berekeningen van wetenschappers van Columbia University blijkt dat het ‘al’ over 100.000 jaar zo ver is. De onderlinge afstand tussen de beide zwarte gaten zou namelijk niet meer dan 200 miljard kilometer bedragen, in plaats van de ongeveer 1000 miljard kilometer waar tot nu toe van uit werd gegaan. Dat zou betekenen dat het kleinere zwarte gat met zo’n hoge snelheid om zijn grotere soortgenoot draait, dat het zogeheten relativistische bundeleffect een rol gaat spelen. Dat effect zorgt ervoor dat de straling van een object vanuit het standpunt van een buitenstaander in de bewegingsrichting wordt gebundeld en versterkt. Concreet betekent dit dat het kleinere zwarte gat steeds als het recht op ons af komt helderder lijkt te worden. Als deze interpretatie juist was, zou de ultravioletstraling van de quasar eens in de vijf jaar met een factor 2,5 in intensiteit moeten toenemen. En uit uv-gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop en de GALEX-satelliet is nu gebleken dat dit inderdaad het geval is. (EE)
New support for converging black holes in Virgo constellation

14 september 2015
Op z'n minst een groot deel van het materiaal waaruit in sterrenstelsels nieuwe sterren ontstaan is afkomstig uit het zogeheten 'kosmisch web'. Dat vermoeden bestond al langer, maar is nu voor het eerst op overtuigende wijze ondersteund door precisiemetingen aan enkele dwergsterrenstelsels. Het kosmisch web is de driedimensionale draderige structuur van intergalactisch gas (en donkere materie) die betrekkelijk kort na de oerknal ontstond. Op de knooppunten van de filamenten in het kosmisch web, waar de dichtheid het hoogst is, ontstonden de sterrenstelsels. Al lange tijd wordt aangenomen dat nieuwe sterren in die sterrenstelsels ontstaan uit relatief koel gas dat vanuit het kosmisch web de sterrenstelsels binnen stroomt. Sluitend bewijs daarvoor bestond echter nog niet. Met de 10-meter Gran Telescopio Canarias op La Palma zijn nu gedetailleerde spectroscopische metingen verricht aan tien kleine dwergsterrenstelsels waarin gebieden met actieve stervorming voorkomen. Uit die metingen blijkt dat het gas in de gebieden waar de stervormingsactiviteit het hoogst is verhoudingsgewijs heel weinig zware elementen bevat - elementen zwaarder dan waterstof en helium. Dat wijst erop dat het gas inderdaad afkomstig is uit het kosmisch web, waar geen 'verontreiniging' met zware elementen heeft plaatsgevonden als gevolg van supernova-explosies. Uit de waarnemingen blijkt dat in negen van de tien onderzochte dwergsterrenstelsels sprake is van een relatief recente toestroom van koud gas met een 'primitieve' samenstelling. Precies in de gebieden waar dat gas het stelsel is binnengedrongen, blijkt de stervormingsactiviteit enkele tientallen malen zo hoog te zijn als in andere delen van de dwergstelsels. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Forming Stars From the Cosmic Web

10 september 2015
Een internationaal team van astronomen heeft een kolossale cluster van sterrenstelsels ontdekt met een hart van jonge sterren. De ontdekking, gedaan met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, bewijst dat de grote sterrenstelsels die in de centra van grote clusters te vinden zijn, aanzienlijk kunnen groeien door gas te ‘stelen’ van andere sterrenstelsels. Clusters zijn grote samenscholingen van sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. De stelsels in het centrum van zo’n cluster bestaan doorgaans uit oude, koele en uitgeputte sterren. Astronomen hebben nu echter ontdekt dat een reusachtig sterrenstelsel in het hart van de cluster SpARCS1049+56 zich niet aan deze regel houdt. Het stelsel produceert in hoog tempo nieuwe sterren. Vermoed wordt dat deze stellaire geboortegolf in gang is gezet doordat het reuzenstelsel een kleiner stelsel heeft opgeslokt dat rijk was aan gas – de ‘grondstof’ voor de vorming van sterren. SpARCS1049+56 is 9,8 miljard lichtjaar van ons verwijderd. De cluster telt minstens 27 sterrenstelsels met een gezamenlijke massa van 400 biljoen zonsmassa’s. Het heldere reuzenstelsel in het hart van de cluster levert 800 nieuwe sterren per jaar af. Ter vergelijking: onze Melkweg produceert gemiddeld maar een of twee sterren per jaar. (EE)
Astronomers find galaxy cluster with bursting heart

9 september 2015
In het dwergsterrenstelsel Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) zijn dichte concentraties van koolstofmonoxidegas (CO) ontdekt die de vorming van groepen nieuwe sterren bevorderen. Dat verklaart waarom dit stelsel, ondanks zijn geringe omvang, toch diverse jonge, heldere sterrenhopen bevat (Nature, 10 september). De dichte wolken CO-gas zijn ontdekt met de internationale ALMA-telescoop in het noorden van Chili, die gevoelig is voor straling met golflengten in de orde van millimeters. Dit instrument maakt veel scherpere beelden dan zijn voorgangers. Met die laatste was ook CO-gas in het WLM-stelsel gedetecteerd, maar daaruit bleek alleen dat het stelsel als geheel weinig CO bevat. Dat laatste vormde een probleem, omdat zware elementen als koolstof (C) en zuurstof (O) een belangrijke rol spelen bij het stervormingsproces. Ze zorgen ervoor dat een gaswolk die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrekt de daarbij vrijkomende warmte kwijt kan. Als dat niet zo is, loopt de gasdruk in de wolk dermate hoog op dat de stervorming wordt geremd. Het feit dat het WLM-stelsel wel degelijk jonge sterren bevat, gaf al aan dat er iets bijzonders aan de hand moest zijn. Dat er toch stervorming optreedt blijkt simpelweg te komen doordat zich plaatselijk kleine concentraties van CO-gas hebben gevormd die bij eerder onderzoek over het hoofd zijn gezien. (EE)
Astronomers Discover How Lowly Dwarf Galaxy Becomes Star-Forming Powerhouse

8 september 2015
Met de Hubble Space Telescope zijn statistische aanwijzingen gevonden voor het bestaan van enorme aantallen sterrenstelsels in het pasgeboren heelal. In een artikel dat vandaag gepubliceerd is in Nature Communications schrijven astronomen van de Universiteit van Californië in Irvine dat er een paar honderd miljoen jaar na de oerknal minstens tien maal zo veel kleine, onregelmatig gevormde sterrenstelsels bestonden dan tot nu toe op basis van eerdere Hubble-waarnemingen bekend was. De verre sterrenstelsels - de vroegste bouwstenen van grotere sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel - zijn extreem zwak, erg diffuus, en naar alle waarschijnlijkheid 'bevolkt' door grote, zware, kort levende sterren. De energierijke straling van die allereerste sterren is ca. 13,3 miljard jaar onderweg geweest naar de aarde. Tijdens die reis door het uitdijende heelal zijn de lichtgolven enorm 'opgerekt', tot infrarode golflengten. Op lang belichte infraroodopnamen van Hubble, die gemaakt zijn als onderdeel van de CANDELS-survey (Cosmic Assembly Near-Infrared Deep Extragalactic Legacy Survey) zijn de stelsels niet afzonderlijk zichtbaar. Hun bestaan is echter op overtuigende wijze afgeleid uit zorgvuldig statistisch onderzoek van de 'ruis' op de foto's. (GS)
Parsing Photons, Astronomers Uncover Signs of Earliest Galaxies

3 september 2015
Uit een survey met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat de massaverdeling van pasgeboren sterren in het Andromedastelsel (M31) vergelijkbaar is met die in onze Melkweg. M31 is een naburig spiraalstelsel dat een slag groter en ‘zwaarder’ is dan ons eigen stelsel. Bij de survey, waaraan 30.000 ‘burgerwetenschappers’ hebben deelgenomen, zijn 2753 jonge hete sterrenhopen in M31 opgespoord. Astronomen hebben van deze sterrenhopen de zogeheten initiële massafunctie (IMF) bepaald: de percentages sterren van verschillende massa’s. Daartoe moesten bijna achtduizend Hubble-opnamen worden bestudeerd, waarop 117 miljoen sterren zijn vastgelegd. Sterren ontstaan wanneer een grote wolk van moleculaire waterstof, stof en sporenelementen samentrekt. Daarbij valt de wolk in kleinere stukken uiteen, die elk honderden sterren voortbrengen. Die sterren hebben niet allemaal even massa: deze loopt uiteen van 1/12 zonsmassa tot een paar honderd zonsmassa’s. Tot nu toe beschikten astronomen alleen over IMF-metingen van sterrenhopen binnen ons eigen sterrenstelsel. Het is voor het eerst dat ze deze gegevens hebben kunnen vergelijken met een grote inventarisatie van sterrenhopen die 2,5 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. Het onderzoek laat zien dat de IMF’s van de vele sterrenhopen in M31 geen grote verschillen vertonen. Ze vertonen een uniforme verdeling van sterren – van kleine rode dwergen tot zware blauwe superreuzen. Dit ondanks het feit dat de sterrenhopen een factor 10 in massa kunnen verschillen. Verrassend is dat de helderste en zwaarste sterren in de sterrenhopen 25 procent minder talrijk zijn dan uit eerder onderzoek leek te volgen. Dat lijkt een detail, maar astronomen gebruiken het licht van deze heldere sterren om de massa’s van sterrenhopen en sterrenstelsels te schatten. Het nieuwe resultaat wijst erop dat die schattingen naar boven toe moeten worden bijgesteld. Ook impliceert het nieuwe onderzoek dat het jonge heelal minder zware elementen bevatte dan tot nu toe werd aangenomen. Minder zware sterren betekent immers dat er minder supernova-explosies zijn geweest waarbij de ruimte met zware elementen werd verrijkt. (EE)
Hubble Survey Unlocks Clues to Star Birth in Neighboring Galaxy

27 augustus 2015
Astronomen hebben met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop ontdekt dat de actieve kern van het sterrenstelsel Markarian 231 zijn energie ontleent aan twee om elkaar draaiende superzware zwarte gaten. De zwarte gaten zouden afkomstig zijn van twee kleinere sterrenstelsels die zich met elkaar hebben verenigd. Het duo produceert kolossale hoeveelheden energie die in de vorm van straling vrijkomt. Volgens de astronomen is Markarian 231 met een afstand van 581 miljoen lichtjaar het meest nabije quasarstelsel dat we kennen. Een quasar is niets anders dan de extreem heldere kern van een sterrenstelsel. De intense straling van zo’n ‘actieve kern’ is afkomstig van de schijf van heet gas dat zich rond een superzwaar zwart gat heeft verzameld. Als er inderdaad maar één zwart gat in het centrum van de quasar staat, zou de hele gasschijf energierijke straling uitzenden. Maar in plaats daarvan laten de Hubble-waarnemingen zien dat het centrale deel van de schijf in Markarian 231 min of meer donker is. Dat wijst erop dat er een groot gat zit in het midden van de schijf. De beste verklaring hiervoor is dat het centrum van de schijf is schoongeveegd door twee om elkaar wentelende zwarte gaten. Het kleinste van de twee zou aan de rand van het gat in de schijf om zijn zwaardere soortgenoot heen draaien. Dat kleinere zwarte gat heeft zijn eigen ‘minischijf’, die ook energierijke straling produceert. Het centrale zwarte gat is naar schatting 150 miljoen keer zo zwaar als onze zon, zijn begeleider ‘maar’ 4 miljoen keer. De twee zwarte gaten draaien in iets meer dan een jaar om elkaar heen, wat erop wijst dat hun onderlinge afstand gering is. Naar verwachting zullen de beide kolossen geleidelijk steeds dichter naar elkaar toe spiralen en binnen enkele honderdduizenden jaren met elkaar in botsing komen. (EE)
Hubble Finds That the Nearest Quasar Is Powered by a Double Black Hole

18 augustus 2015
Met de IceCube-detector op de geografische zuidpool zijn ca. twintig energierijke neutrino's gedetecteerd die afkomstig zijn van het noordelijk halfrond van de sterrenhemel. Dat meldt de American Physical Society. Een stuk of tien van de hoogenergetische neutrino's hebben zo goed als zeker een extragalactische oorsprong - ze komen van buiten ons eigen Melkwegstelsel. Twee jaar geleden maakte het IceCube-team al de ontdekking bekend van acht energierijke neutrino's van het zuidelijk hemelhalfrond. De nieuwe metingen vertonen een vergelijkbare 'toevallige' verdeling aan de hemel als de detecties uit 2013. Dat wijst erop dat er inderdaad een populatie van extragalactische bronnen is waarin de extreem energierijke spookdeeltjes worden gegenereerd en versneld. IceCube bestaat uit enkele duizenden DOM-detectoren (digital optical modules) die zijn ingevroren in een kubieke kilometer poolijs, op grote diepte onder de zuidpool. Wanneer een energierijk neutrino een (zeer zeldzame) interactie aangaat met een atoomkern in het ijs, wordt een muon geproduceerd. Die muonen genereren vervolgens bij verdere interacties minieme lichtflitsjes die door de DOMs worden opgepikt. De neutrino's van het noordelijk hemelhalfrond die nu zijn waargenomen, reisden eerst dwars door de aarde heen voordat ze door IceCube werden 'gevangen'. De nieuwe resultaten worden op 20 augustus gepubliceerd in Physical Review Letters. (GS)
Vakpublicatie over het onderzoek

17 augustus 2015
Australische radioastronomen hebben de 64 meter grote Parkes-radiotelescoop gebruikt om jacht te maken op extreem energierijke neutrino's. Daarbij werd de maan gebruikt als neutrinodetector. De resultaten van het experiment (waarbij overigens geen flitsjes zijn waargenomen) zijn gepresenteerd op de 29ste algemene vergadering van de Internationale Astronomische Unie, die de afgelopen twee weken is gehouden in Honolulu, Hawaii. Af en toe worden op aarde extreem energierijke deeltjes (kosmische straling) waargenomen die mogelijk afkomstig zijn uit de kernen van ver verwijderde sterrenstelsels. Bij de processen waarbij deze Ultra High Energy Cosmic Rays (UHECR's) ontstaan, zouden ook zeer energierijke neutrino's geproduceerd kunnen worden. In de jaren zestig is al eens voorgerekend dat zulke hoogenergetische neutrino's radioflitsjes van een miljardste seconde kunnen veroorzaken wanneer ze - heel incidenteel - in wisselwerking treden met atoomkernen in de korst van de maan. De detectie van zulke extreem korte en zwakke flitsjes wordt bemoeilijkt doordat de signalen in de ionosfeer van de aarde 'uitgesmeerd' worden door variaties in de elektronendichtheid. De Australische astronomen hebben daarvoor nu echter kunnen corrigeren, door gebruik te maken van metingen aan de signalen van GPS-satellieten. Op die manier lukte het om de gevoeligheid van de metingen te verdrievoudigen ten opzichte van eerdere experimenten. De voorspelde nanoseconde-flitsjes zijn niet gedetecteerd; op basis daarvan kunnen sommige modellen voor de productie van extreem energierijke neutrino's worden uitgesloten. In de toekomst hopen de astronomen een groter beeldveld te kunnen realiseren, waardoor de gehele maan 'in het oog' gehouden kan worden in plaats van een klein deel. De toekomstige Square Kilometer Array-radiotelescoop (SKA) zal bovendien een nog veel grotere gevoeligheid kunnen bereiken. (GS)

17 augustus 2015
Op een afstand van slechts 30 miljoen lichtjaar is een spectaculaire ring van gas en sterren ontdekt die gevormd is in de nasleep van de botsing van twee kleine sterrenstelsels. Zulke ringen ontstaan bij een frontale botsing van twee stelsels, waarbij schokgolven in het interstellaire gas zich naar buiten verplaatsen en aanleiding geven tot de vorming van nieuwe sterren. Tot nu toe zijn slechts een stuk of twintig van zulke complete ringen ontdekt; de beroemdste is het Wagenwielstelsel, op een afstand van ca. 500 miljoen lichtjaar. De nieuw ontdekte ring was nooit eerder gezien omdat hij zich - gezien vanaf de aarde - min of meer achter het centrum van ons eigen Melkwegstelsel bevindt. De ontdekking is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Een van de ontdekkers is de van oorsprong Nederlandse astronoom Albert Zijlstra, verbonden aan de University of Manchester. Hij heeft het nieuwe object 'Kathryn's Wheel' genoemd, naar zijn vrouw Kathryn, maar ook omdat de ring eruit ziet als een 'Catherine Wheel' - een bepaald type ronddraaiend vuurwerk. Kahtryn's Wheel is ontdekt op foto's die gemaakt zijn met de U.K. Schmidt Telescope in Australië. Nooit eerder is op zo'n kleine afstand een botsting van twee sterrenstelsels waargenomen. De massa van de ring is relatief klein (minder dan één procent van de massa van ons eigen Melkwegstelel); kennelijk kunnen dergelijke ringvormige structuren ook al ontstaan bij de botsing van kleine dwergsterrenstelsels. (GS)
Celestial firework marks nearest galaxy collision

13 augustus 2015
Astronomen hebben een mogelijke verklaring gevonden voor de supernova-explosies die soms ver buiten de grenzen van een sterrenstelsel worden waargenomen. Waarschijnlijk gaat er een ingewikkelde voorgeschiedenis aan vooraf, die begint bij het samensmelten van twee sterrenstelsels. Waarnemingen van dertien ‘eenzame’ supernova-explosies laten zien dat de sterren die als supernova zijn ontploft zich met snelheden van miljoenen kilometers per uur verplaatsen. Dat zijn snelheden die kenmerkend zijn voor sterren die uit een sterrenstelsel zijn weggeslingerd onder invloed van de zwaartekracht van het centrale superzware zwarte gat van het stelsel. Gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben nu laten zien dat veel van de eenzame supernova’s zich hebben afgespeeld in de buurt van zware elliptische sterrenstelsels die bezig waren om met andere stelsels samen te gaan, of dat recent hadden gedaan. Bij zo’n galactische samensmelting migreren de twee superzware zwarte gaten van de deelnemende stelsels naar het centrum van het grotere sterrenstelsel dat uiteindelijk ontstaat. Daarbij slepen de twee om elkaar wentelende zwarte gaten miljoenen sterren met zich mee en worden veel sterren weggeslingerd – ruwweg honderd per jaar. Ter vergelijking: in een stelsel dat maar één superzwaar zwart gat bevat, overkomt dit maar één ster per eeuw. Tussen de sterren die de ontsnapping zonder kleerscheuren doorstaan zitten ook veel dubbelsterren, waaronder sterparen die uit twee witte dwergsterren bestaan – de opgebrande restanten van zonachtige sterren. En door de interactie met de superzware zwarte gaten zal de afstand tussen deze sterren afnemen. Mettertijd spiralen de twee witte dwergen steeds dichter na elkaar toe, totdat een van de twee door de getijdenkrachten aan flarden wordt getrokken. De andere witte dwerg slokt dit materiaal op, wordt instabiel en ontploft als supernova. Helemaal sluitend is dit scenario overigens niet. Het kan bijvoorbeeld niet verklaren waarom de waargenomen eenzame supernova-explosies zwakker zijn dan normaal. (EE)
NASA's Hubble Finds Supernovae in 'Wrong Place at Wrong Time'

11 augustus 2015
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory is het kleinste en lichtste 'superzware' zwarte gat ontdekt dat tot nu toe bekend is. Het zwarte gat bevindt zich - net als andere superzware zwarte gaten - in de kern van een sterrenstelsels. De meeste superzware zwarte gaten hebben massa's van miljoenen of zelfs miljarden zonsmassa's; het zwarte gat in de kern van het dwergstelsel RGG118, op 340 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, weegt echter niet meer dan 50.000 zonsmassa's - ongeveer één procent van de massa van het superzware gat in de kern van ons eigen Melkwegstelsel. De ruimtetelescoop Chandra detecteerde de energierijke röntgenstraling die afkomstig is van extreem heet gas dat zich heeft opgehoopt in een ronddraaiende schijf rond het zwarte gat. Met de 6,5-meter Clay-telescoop op de Las Campanas-sterrenwacht in Chili is de massa bepaald, op basis van metingen aan de bewegingssnelheden van koeler gas op grotere afstand van het zwarte gat. De ontdekking kan een bijdrage leveren aan een beter begrip van ontstaan en evolutie van echte superzware zwarte gaten. Die zijn hun leven vermoedelijk ook ooit begonnen als een relatieve lichtgewicht, en namen later in massa toe door botsingen en versmeltingen van sterrenstelsels. De ontdekking wordt gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
Vakpublicatie over het onderzoek

10 augustus 2015
Voor het eerst hebben astronomen het trage uitdoven van het heelal nauwkeurig 'in kaart' gebracht. Het blijkt dat de kosmos tegenwoordig nog maar half zo veel energie produceert als twee miljard jaar geleden. De oorzaak is dat er in de loop van de tijd steeds minder nieuwe sterren worden geboren. Ook de energieproductie in de directe omgeving van superzware zwarte gaten neemt langzaam maar zeker af, net als de warmtestraling van kosmische stofwolken. De evolutie van het 'energiebudget' van het heelal blijkt uit de resultaten van de GAMA-survey (Galaxy And Mass Assembly), een groot meerjarig onderzoeksproject waarin van ruim 200.000 sterrenstelsels nauwkeurig de afstanden zijn bepaald, en helderheidsmetingen zijn verricht op 21 golflengten, van infrarood tot ultraviolet. Vervolgens was het mogelijk om te berekenen wat de totale energieproductie van het heelal is per volume-eenheid, en hoe die in de loop van de afgelopen paar miljard jaar is afgenomen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en gepresenteerd op de 29ste algemene vergadering van de Internationale Astronomische Unie in Honolulu, Hawaii. (GS)
Charting the Slow Death of the Universe

6 augustus 2015
Astronomen hebben het proces ontdekt dat ervoor zorgt dat de grootste elliptische sterrenstelsels in het heelal nog sterren maken, lang nadat hun sterproductie over het hoogtepunt heen is. De oorzaak blijkt te liggen bij de ‘jets’ van het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van deze stelsels bevindt. De werking van de jets – bundels van energierijke deeltjes – is tweeledig. Ze pompen veel energie in de halo – het ijle gasomhulsel – van het sterrenstelsel, waardoor het daarin aanwezige gas niet kan afkoelen en op het sterrenstelsel ’neerregenen’. Dat remt de stervorming in het stelsel sterk af. Tegelijkertijd koelt een deel van het gas dat door de jets uit het centrum van het stelsel wordt weggeschoten voldoende af, om als koud gas terug te vallen. Hierdoor ontstaat een ‘poel’ van stervormingsgas in de omgeving van het centrale zwarte gat. De jets en het terugvallende koele gas vormen een zelfregulerend systeem. Het gas voorziet de jets van nieuwe brandstof, maar als de jets te krachtig worden, produceren ze meer energie en koelt er minder gas af. Daardoor vermindert de aanvoer van brandstof en worden de jets zwakker. Deze ontdekking, onderbouwt door computersimulaties en waarnemingen met onder meer de Hubble-ruimtetelescoop, verklaart waarom veel elliptische sterrenstelsels in het huidige heelal zo weinig nieuwe sterren produceren, terwijl er gas genoeg is. (EE)
NASA’s Hubble Finds Evidence of Galaxy Star Birth Regulated by Black-Hole Fountain

5 augustus 2015
Een internationaal team van astronomen, onder wie enkele Leidse wetenschappers, heeft het verste sterrenstelsel tot nu toe opgespoord. Het licht van het stelsel, dat EGS8p7 ‘heet’, heeft er 13,23 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Dat betekent dat het al bestond toen het heelal nog maar 550 miljoen jaar oud was. Het vorige record, dat ook al mede op naam van de Leidenaren stond, is daarmee met 100 miljoen jaar verbeterd. Bij het opsporen van verre sterrenstelsels maken de astronomen gebruik van een nieuwe techniek. Ze vergelijken de kleuren van sterrenstelsels op opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop met infraroodwaarnemingen van de Spitzer-ruimtetelescoop. De drie kandidaten die ze op deze manier hebben geselecteerd staan nu op de plaatsen 1, 2 en 4 van de lijst van verste stelsels. Tot voor enkele jaren rekenden astronomen er niet op dat ze op zulke kolossale afstanden nog sterrenstelsels konden opsporen aan de hand van de ultraviolette straling die door jonge sterren wordt uitgezonden. In het vroege heelal was de ruimte tussen de stelsels namelijk gevuld met wolken van neutraal waterstofgas die deze straling absorberen. Ongeveer 400 miljoen jaar na de oerknal onderging het heelal echter een belangrijke verandering. Onder invloed van de straling van de jonge sterren werd het neutrale waterstofgas geïoniseerd tot plasma, dat wél doorzichtig is. Het is dus heel goed mogelijk dat astronomen in de nabije toekomst sterrenstelsels zullen ontdekken die nóg verder weg staan. Al komt de uiterste grens nu wel in zicht. Overigens wijzen ook de resultaten van recente computersimulaties erop dat het heelal al 500 miljoen jaar na de oerknal ordelijk genoeg was om sterrenstelsels te laten ontstaan – zelfs grote, complexe stelsels à la onze Melkweg. (EE)
Astronomen verpulveren record verste sterrenstelsel

4 augustus 2015
Een team van Hongaarse en Amerikaanse astronomen heeft mogelijk de grootste structuur in de kosmos ontdekt: een 'ring' van sterrenstelsels met een middellijn van meer dan vijf miljard lichtjaar. Volgens de gangbare theorieën over ontstaan en evolutie van het heelal zijn zulke grote structuren eigenlijk niet goed verklaarbaar. De sterrenstelsels zijn zelf niet zichtbaar, maar verraden hun aanwezigheid doordat er 'gammaflitsen' in voor zijn gekomen - extreem krachtige uitbarstingen, die binnen een paar seconden even veel energie uitstralen als de zon in tien miljard jaar produceert. Zulke gammaflitsen ontstaan bij de catastrofale explosie van zware, snel roterende sterren, en die komen alleen in sterrenstelsels voor. De sterrenkundigen hebben de posities van negen bijzondere gammaflitsen in kaart gebracht. Aan de hemel vormen ze een ring met een schijnbare middellijn van 36 graden. De negen flitsen blijken allemaal op een afstand van ca. 7 miljard lichtjaar te staan. Dat betekent dat de sterrenstelsels waarin de negen flitsen optraden deel uitmaken van een grote ringvormige structuur met een middellijn van meer dan vijf miljard lichtjaar. Volgens de astronomen, die hun resultaten publiceren in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, is de kans dat hier sprake is van een toevallige configuratie slechts 1:20.000. (GS)
5 billion light years across: the largest feature in the universe

4 augustus 2015
Met de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is een extreem 'diepe' opname gemaakt van de M81-groep van sterrenstelsels. Deze kleine groep bestaat uit de drie grote stelsels M81 (ook wel het Bode-stelsel genoemd), M82 (het Sigaarstelsel) en NGC 3077, alsmede enkele tientallen kleine dwergsterrenstelsels. De drie grote sterrenstelsels in de groep (die zich op ca. 12 miljoen lichtjaar afstand van de aarde bevindt) hebben onderlinge zwaartekrachtswisselwerkingen vertoond, waarbij gas en sterren naar buiten werden gerukt door getijdenkrachten. Met de gevoelige Hyper Suprime-Camera op de Subaru-telescoop is het gelukt om in de ruimte tussen de drie grote stelsels afzonderlijke sterren te fotograferen en de verdeling daarvan vast te leggen. Daarbij blijkt dat die verdeling in grote lijnen gelijk is aan de verdeling van neutraal waterstofgas, zoals in kaart gebracht met behulp van radiotelescopen. Eerder zijn dergelijke metingen alleen in de directe omgeving van ons eigen Melkwegstelsel en het naburige Andromedastelsel gelukt. In een artikel in Astrophysical Journal Letters zetten de onderzoekers uiteen hoe de metingen ondersteuning bieden aan de theorie van de hiërarchische vorming van sterrenstelsels. Volgens die theorie ontstaan grote sterrenstelsels zoals M81 geleidelijk via het samenklonteren van kleinere 'bouwstenen', die op hun beurt weer ontstaan uit kleine dichtheidsvariaties in de (zichtbare en donkere) materie waarmee het heelal kort na het ontstaan was gevuld. De nieuwe metingen doen vermoeden dat de kleinere sterrenstelsels M82 en NGC 3077 in de verre toekomst vermoedelijk volledig 'geconsumeerd' zullen worden door het grote spiraalstelsel M81, geheel in overeenstemming met het hiërarchische model. (GS)
The Ghostly Remnants of Galaxy Interactions Uncovered in a Nearby Galaxy Group

27 juli 2015
Sterrenkundestudenten van San José State Univerity in Californië hebben twee extreem compacte sterrenstelsels ontdekt. Het gaat om kleine verzamelingen van sterren die qua afmetingen het midden houden tussen bolvormige sterrenhopen en 'gewone' sterrenstelsels. Het eerste van de twee nieuw ontdekte stelsels, M59-UCD3 geheten, is 200 keer zo klein als ons eigen Melkwegstelsel, maar bevat toch zoveel sterren dat de sterdichtheid ongeveer 10.000 keer zo hoog is als in de omgeving van de zon. Gezien vanaf een hypothetische planeet rond een van de sterren in M59-UCD3 zou de nachtelijke hemel gevuld zijn met miljoenen heldere sterren - een spectaculair schouwspel. Het tweede stelsel, M85-HCC1, heeft een nog veel hogere sterdichtheid: ongeveer één miljoen keer zo hoog als die in de omgeving van de zon. Hoe de ultracompacte sterrenstelsels zijn ontstaan is niet helemaal duidelijk. Mogelijk gaat het om de compacte kernen van sterrenstelsels die aanvankelijk veel groter waren, maar die het grootste deel van hun buitengebieden kwijt zijn geraakt in de nasleep van een kosmische aanvaring met een ander stelsel. Die theorie wordt ondersteund door het feit dat de sterren in de twee ultracompacte stelsels relatief rijk zijn aan zware elementen - die worden efficiënter geproduceerd in grote, zware sterrenstelsels. De ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Hiding in Plain Sight: Undergraduates Discover the Densest Galaxies Known

27 juli 2015
Een spectaculaire Hubble-opname van het sterrenstelsel NGC 4921 in de Coma-cluster, op ca. 300 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, toont de invloed van 'kosmische wind' op de evolutie van sterrenstelsels. NGC 4921 beschrijft een baan rond het centrum van de cluster, en beweegt daarbij door het ijle gas dat zich in de cluster bevindt. Het sterrenstelsel voelt daardoor een 'kosmische wind' waaien. Stofwolken in het sterrenstelsel worden door die kosmische wind langzaam maar zeker samengedrukt en geërodeerd, waarbij de gebieden met de hoogste dichtheid het langst weerstand bieden tegen die eroderende werking. Het gevolg is dat er een patroon van stofpilaren ontstaat, enigszins vergelijkaar met de beroemde 'zuilen der schepping' in de Adelaarnevel (in 1995 gefotografeerd door de Hubble-telescoop), maar dan ongeveer duizend keer groter. Op de Hubble-foto van NGC 4921 zijn die stofpilaren duidelijk zichtbaar. Uit de waarnemingen blijkt zonneklaar hoe groot de invloed van kosmische wind op de evolutie van sterrenstelsels kan zijn. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Dust pillars of destruction reveal impact of cosmic wind on galaxy evolution

22 juli 2015
In een sterrenstelsel op bijna 13 miljard lichtjaar van de aarde is een grote wolk van koud gas gedetecteerd waaruit sterren kunnen ontstaan. Door zijn grote afstand zien we het stelsel, dat de aanduiding BDF3299 heeft gekregen, zoals het er 800 miljoen jaar na de oerknal ‘bijstond’. Het is voor het eerst dat het vormingsproces van een ‘normaal’ sterrenstelsel als dit in zo’n vroeg stadium is waargenomen. De gaswolk is ontdekt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een internationale radiotelescoop in het noorden van Chili. Gewone telescopen, zoals de Europese Very Large Telescope of de Hubble-ruimtetelescoop, kunnen de wolk niet ‘zien’: zij registreren alleen het centrale deel van het stelsel, waar zich al sterren hebben gevormd. Astronomen denken dat de door ALMA waargenomen gaswolk bestaat uit ‘vers’ gas dat vanuit de intergalactische ruimte naar BDF3299 is toegestroomd. Anders gezegd: BDF3299 is een sterrenstelsel ‘in aanbouw’. (EE)
ALMA voor het eerst getuige van de vorming van sterrenstelsels in het vroege heelal

14 juli 2015
Een internationaal team van astronomen heeft het galactische ‘verkeer’ in de omgeving van de Melkweg in kaart gebracht. Uit het onderzoek blijkt dat de Lokale Groep – een verzameling sterrenstelsels waartoe ook onze Melkweg behoort – via een 50 miljoen lichtjaar lange ’brug’ van donkere materie is verbonden met de veel grotere Virgo-cluster. De brug vormt mogelijk de sleutel tot de oplossing van het vraagstuk van de merkwaardige verdeling van zogeheten dwergstelsels. Deze kleine sterrenstelsels worden vaak aangetroffen rond grotere stelsels, zoals onze Melkweg. Maar bij ons stelsel en minstens twee van onze grote buren – het Andromedastelsel en Centaurus A – zijn die dwergstelsels niet willekeurig verdeeld. Ze hebben zich gegroepeerd in uitgestrekte vlakken. Volgens de astronomen die de galactische verkeersstromen onderzocht hebben, komt dit door de brug van donkere materie. Deze geleidt rondzwervende dwergstelsels naar de vlakke ’parkeerterreinen’ rond grote sterrenstelsels als het onze. (EE)
A Dark Matter bridge in our cosmic neighborhood

10 juli 2015
Op 14 juni jl. hebben de Italiaanse gammasatelliet AGILE en zijn Amerikaanse soortgenoot Fermi een enorme uitbarsting gedetecteerd van het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel 3C 279. Van de ene dag op de andere nam de intensiteit van de gammastraling van de kern van dit stelsel met een factor 10 toe. Gedurende enkele dagen was 3C 279 de helderste gammabron aan de hemel. 3C 279 is een zogeheten blazar, een actief sterrenstelsel met een superzwaar zwart gat in zijn centrum dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Veel van die materie wordt uiteindelijk opgeslokt, maar een deel ervan wordt in gebundelde vorm terug de ruimte in geblazen. Vanaf de aarde gezien is zo’n blazar zeer helder, omdat een van die bundels of ‘jets’ bij toeval vrijwel precies in onze richting wijst. De recente uitbarsting van 3C 279 wordt toegeschreven aan een verandering in die jet. Maar wat er precies is gebeurd, is onduidelijk. De helderste bron van gammastraling aan onze hemel is doorgaans de Vela-pulsar – het restant van een zware ster die als supernova is ontploft. Dit compacte object is ongeveer 1000 lichtjaar van ons verwijderd. De blazar 3C 279 staat miljoenen keren verder weg, maar was tijdens zijn uitbarsting vier keer zo helder als de Vela-pulsar. (EE)
NASA’s Fermi Sees Record Flare from a Black Hole in a Distant Galaxy

9 juli 2015
Onderzoekers van de Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich hebben een bijzonder zwaar zwart gat ontdekt, dat klaarblijkelijk zo snel is gegroeid, dat zijn moederstelsel het tempo niet kon bijbenen. De ontdekking roept twijfels op over het heersende beeld dat de ontwikkeling van superzware zwarte gaten en de hen omringende sterrenstelsels gelijk op gaan (Science, 10 juli). Het kolossale zwarte gat staat in het centrum van het normale, maar zeer verre sterrenstelsel CID-947. Het licht van dat stelsel heeft er twaalf miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. We zien het dus zoals het was toen het heelal nog geen twee miljard jaar bestond. Uit waarnemingen met de Keck-telescoop blijkt dat het zwarte gat 7 miljard keer zo zwaar is als onze zon. Daarmee behoort het tot de ‘zwaarste’ zwarte gaten die tot nu toe zijn ontdekt. Het merkwaardige is echter dat het sterrenstelsel waar het zwarte gat deel van uitmaakt een normale omvang heeft, terwijl de indruk bestond dat kolossale zwarte gaten als deze alleen in de grootste stelsels te vinden zijn. Het lijkt er nu op dat dit verband niet opgaat voor het vroege heelal. Het is weliswaar denkbaar dat CID-947 nog in de groei is, maar zijn zwarte gat zal altijd buitenproportioneel groot blijven. Momenteel bevat dit zwarte gat namelijk ruwweg tien procent van alle massa in het stelsel, terwijl dat in ‘moderne’ stelsels doorgaans niet meer dan 0,5 procent is. En dat verschil kan niet meer worden goedgemaakt. (EE)
A precocious black hole

9 juli 2015
Een internationaal team van astronomen, met daarbij flink wat Nederlandse inbreng, heeft een serie artikelen online gezet met de eerste resultaten van een grote zoektocht naar donkere materie. Nooit eerder brachten onderzoekers zo nauwkeurig de eigenschappen van groepen van sterrenstelsels en de bijbehorende donkere materie in kaart. De resultaten verschijnen de komende tijd in diverse vaktijdschriften. Het internationale onderzoeksproject staat bekend onder de naam Kilo-Degree Survey (‘KiDS’). De astronomen gebruiken de VLT Survey Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in het Chileense Paranal. De bijbehorende panoramische camera, OmegaCAM, is ontwikkeld onder Nederlandse leiding. Hij is speciaal gemaakt om grote delen van de hemel scherp te fotograferen en zo donkere materie in kaart te brengen. De meeste sterrenstelsels, ook onze eigen Melkweg, leven in groepen. Ze clusteren als gevolg van de zwaartekracht. De wetenschappers denken dat donkere materie hierbij een belangrijke rol speelt. Donkere materie is materie die er volgens de berekeningen van kosmologen wel moet zijn, maar die we niet kunnen zien. De sterrenkundigen hebben nu een truc uitgehaald om die donkere materie toch te laten zien. Ze keken hoe het licht van de verre stelsels afbuigt terwijl het op weg naar de aarde langs grote wolken donkere materie reist. Zo konden ze de donkere materie via een omweg toch in beeld brengen. De onderzoekers hebben de beelden geanalyseerd van meer dan twee miljoen sterrenstelsels die op afstanden tot zo'n 5,5 miljard lichtjaar van de aarde staan. Uit de eerste waarnemingen van de Kilo-Degree Survey blijkt dat de onderzochte sterrenstelsels dertig keer meer donkere materie bevatten dan zichtbare materie. De eerste resultaten die nu worden gepubliceerd zijn nog maar het begin. Ze komen van de eerste 7% van wat er totaal in kaart gebracht gaat worden.
Oorspronkelijk persbericht

9 juli 2015
Een internationaal team van astronomen heeft een dubbelster ontdekt waarin binnen afzienbare tijd een supernova-explosie zal plaatsvinden. De dubbelster, bestaande uit een witte dwerg en een normale ster, maakt deel uit van het Andromedastelsel (M31) – een sterrenstelsel op 2,5 miljoen lichtjaar van de aarde. Een witte dwerg is het compacte restant van een ster die oorspronkelijk veel op onze zon leek. Als zo’n witte dwerg een normale ster als nabije begeleider heeft, kan er materie van die ster naar de witte dwerg stromen. Daarbij bouwt zich een dikke laag van waterstof en helium aan het oppervlak van de dwergster op. Onder de juiste omstandigheden lopen druk en temperatuur in die laag hoog genoeg om een thermonucleaire reactie in gang te zetten. Dat resulteert in een explosie die vergelijkbaar is met de ontploffing van een waterstofbom, maar dan vele malen krachtiger. Bij zo’n explosie, die ‘nova’ wordt genoemd, wordt de aangetrokken materie grotendeels – dus niet per se helemaal – de ruimte in geblazen. Daarna kan de materie-overdacht gewoon weer op gang komen, waardoor er na verloop van tijd opnieuw een nova-explosie plaatsvindt. Dat is precies het verschijnsel dat zich de afgelopen jaren geeft afgespeeld bij de ster M31N 2008-12a in het Andromedastelsel. In 2008 zagen astronomen hoe deze ster een nova-explosie onderging, en in 2009, 2011, 2012, 2013 en 2014 opnieuw – bijna elk jaar dus. Zo’n reeks explosies kan niet eeuwig doorgaan. Zodra de massa van de witte dwerg de kritieke grens van 1,4 zonsmassa overschrijdt, ontstaat een nog kolossalere explosies waarbij de witte dwerg compleet wordt verwoest: een supernova-explosie. Volgens de astronomen, die de ster in 2013 en 2014 uitgebreid hebben onderzocht, nadert M31N 2008-12a dat eindstadium. De nova-explosies volgens elkaar nu in zo’n rap tempo op, dat de witte dwerg bijna zijn kritieke massa moet hebben bereikt. Wanneer de supernova-explosie zal plaatsvinden, laat zich niet voorspellen. Het kan morgen al gebeuren, maar misschien ook pas over een paar honderdduizend jaar. (EE)
Erupting every year and on the brink of catastrophe: the ‘best candidate’ supernova

9 juli 2015
Waarnemingen met onder meer de radiotelescoop in Westerbork hebben bevestigd dat het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel NGC 660 tot leven is gekomen. Nadat het object in 2012 de eerste tekenen van leven vertoonde, laten recente waarnemingen zien dat zich ook een ‘jet’ van uitgestoten materiaal heeft gevormd. De resultaten van de waarnemingen worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales). Bijna elk volwaardig sterrenstelsel, inclusief onze Melkweg, heeft een kolossaal zwart gat in zijn centrum. Doorgaans vertonen deze objecten weinig activiteit. Pas als ze materie uit hun omgeving weten aan te trekken – in de vorm van sterren en/of gaswolken – komen ze tot leven. Die materie verdwijnt niet rechtstreeks in het zwarte gat, maar spiraalt er geleidelijk naar toe. Tegelijkertijd wordt een deel van de materie terug de ruimte in geblazen. Het zwarte gat in NGC 660 heeft mogelijk miljoenen jaren ‘honger’ moeten lijden voordat het in 2012 weer actief werd. Vanaf dat moment is het object uitgebreid waargenomen met een groot Europees netwerk van radiotelescopen. Individuele radioschotels hebben een beperkte ‘beeldscherpte’, maar daar kan wat aan worden gedaan door radioschotels die op grote afstanden van elkaar staan met elkaar te verbinden. De beelden die met behulp van deze zogeheten interferometrie-techniek zijn verkregen, laten details van ongeveer een lichtjaar groot zien. Dat lijkt misschien niet zo indrukwekkend, maar daarbij moeten we wel bedenken dat NGC 660 42 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. De nieuwe radiobeelden tonen een zeer heldere radiobron in het centrum van NGC 660, precies op de plek waar zich het superzware zwarte gat zou moeten bevinden. Archiefonderzoek heeft geleerd dat deze bron in 2010 nog niet te zien was. De materie die in gebundelde vorm de ruimte in wordt geblazen, heeft een snelheid van ongeveer 30.000 kilometer per seconde – een tiende van de lichtsnelheid. Verder onderzoek van deze ‘jet’ moet uitwijzen hoeveel materie door het zwarte gat is opgeslokt. Naar verwachting zal de lengte van de jet in de loop van de jaren toenemen. (EE)
Radio astronomers see black hole come to life

9 juli 2015
Een grote stellaire explosie die begin dit jaar werd waargenomen in het naburige sterrenstelsel M31, was waarschijnlijk het gevolg van een botsing tussen een rode reuzenster en een andere ster. Dat blijkt uit waarnemingen met de Liverpool Telescope en de Hubble-ruimtetelescoop, waarvan de resultaten vandaag worden gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales). De stellaire uitbarsting werd in januari 2015 voor het eerst opgemerkt. Aanvankelijk dachten astronomen dat het om een ‘klassieke’ nova ging – een redelijk veel voorkomend verschijnsel. Maar de helderheids- en kleurontwikkeling wees al snel in de richting van een heviger soort explosie: een heldere rode nova. Klassieke nova’s ontstaan in dubbelstersystemen waarin materie van een normale ster op het oppervlak van een begeleidende witte dwerg valt. Dat resulteert uiteindelijk in een vrij korte thermonucleaire explosie. In M31, beter bekend als het Andromedastelel, zijn elk jaar een stuk of dertig van die explosies te zien. Rode nova’s zijn veel zeldzamer, en over hun oorzaak is nog weinig bekend. Maar uit berekeningen blijkt dat een botsing tussen twee sterren tot verschijnselen leidt die sterk aan een rode nova doen denken. Zo’n botsing kan optreden in een dubbelstersysteem waarin de sterren geleidelijk naar elkaar toe spiralen. De Britse astronomen hebben de rode nova in M31 in de loop van de weken niet alleen zwakker en roder zien worden, maar konden ook heel nauwkeurig zijn positie meten. Vervolgens is het gegevensarchief van de Hubble-ruimtetelescoop doorzocht op mogelijke beelden van de voorloper van de rode nova. En die is waarschijnlijk gevonden: het was een rode reuzenster. Met welk soort ster de rode reus in botsing is gekomen, is onbekend. Maar de overeenkomsten met andere uitbarstingen van dit type zijn treffend. (EE)
Colliding red giant prime suspect for luminous red nova outburst

8 juli 2015
Waarnemingen vanaf de Europese sterrenwachten op La Silla en Paranal in Chili hebben voor het eerst het verband aangetoond tussen een zeer langdurige gammaflits en een ongewoon heldere supernova-explosie. De waarnemingen laten zien dat de supernova zijn energie niet ontleende aan radioactief verval, zoals verwacht, maar aan de geleidelijk zwakker wordende supersterke magnetische velden rond een exotisch object: een magnetar (Nature, 9 juli). Gammaflitsen zijn grote uitbarstingen van gammastraling. Ze duren doorgaans slechts een paar seconden, maar in zeer zeldzame gevallen houden ze urenlang aan. Vervolgens gloeien ze nog een tijd na op minder energierijke golflengten. Een van die lange gammaflitsen werd op 9 december 2011 opgemerkt door de Swift-satelliet en kreeg de aanduiding GRB 111209A. Het was niet alleen een van de langste gammaflitsen die ooit zijn waargenomen, maar ook een van de helderste. Het nagloeien van deze gammaflits is waargenomen met de 2,2-meter ESO/MPG-telescoop op La Silla en de Very Large Telescope (VLT) op Paranal. Daarbij werd de duidelijke signatuur gedetecteerd van een supernova, die de aanduiding SN 2011kl kreeg. Het is voor het eerst dat er een supernova is ontdekt die verband houdt met een ultra-lange gammaflits. Astronomen gingen ervan uit dat gammaflitsen van dit type worden veroorzaakt door zeer zware sterren van ongeveer vijftig zonsmassa’s, waarvan de kern ineenstort tot een zwart gat. De energie voor het nagloeien op zichtbare en infrarode golflengten wordt in dat geval geleverd door het verval van het radioactieve nikkel-56 dat bij de supernova-explosie is vrijgekomen. De nieuwe waarnemingen hebben nu echter laten zien dat dit bij deze gammaflits niet het geval kan zijn geweest. De enige verklaring die past bij de supernova die op GRB 111209A volgde, is dat deze werd aangedreven door een magnetar – een kleine neutronenster die honderden keren per seconde om zijn as tolt en een veel sterker magnetisch veld heeft dan normale neutronensterren (ook wel pulsars genoemd). Magnetars zijn voor zover bekend de sterkst gemagnetiseerde objecten in het heelal. Het is voor het eerst dat er zo’n duidelijk verband kon worden gelegd tussen een supernova en een magnetar. (EE)
Volledig persbericht

7 juli 2015
Sterrenkundigen hebben bevestigd dat de zwaarste sterrenstelsels in het heelal zijn ontstaan op plaatsen waar de concentratie van donkere materie het grootst is, precies zoals verwacht werd. Donkere materie vertegenwoordigt ca. 26% van de totale massa/energie-inhoud van het heelal, maar de ware aard ervan is nog steeds een raadsel. Volgens de standaardideeën over de vorming van sterrenstelsels begon de donkere materie na de oerknal als eerste samen te klonteren. Door de zwaartekracht van de donkere materie raakte vervolgens ook de 'gewone' materie (atoomkern en elektronen) in die gebieden geconcentreerd; hieruit ontstonden de eerste sterren en sterrenstelsels. Volgens deze theorie zouden de allerzwaarste sterrenstelsels zich dus moeten bevinden in de gebieden waar de donkere-materiedichtheid het hoogst is. Onderzoek aan de kosmische achtergrondstraling (de zwakke, afgekoelde 'echo' van de oerknal) lijkt dit nu te bevestigen. Een gedetailleerde analyse van de achtergrondstraling laat zien waar die microgolfstraling wordt afgebogen door de zwaartekracht van grote concentraties van donkere materie. Die blijken zich inderdaad te bevinden op plaatsen waar zware sterrenstelsels voorkomen - stelsels met superzware zwarte gaten in de kern die energierijke straalstromen (zogeheten jets) van straling en energie de ruimte in blazen. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales) en zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
The Dark Side of Galactic Radio Jets

6 juli 2015
Astronomen hebben, met behulp van een drietal satellieten, de naaste omgeving van een superzwaar zwart gat onderzocht. Ook Moeder Natuur stak een handje bij: een ster die vanaf de aarde gezien recht voor het verre zwarte gat staat, fungeerde als ‘loep’ (Nature Physics, 6 juli). Het superzware zwarte gat staat in het centrum van het sterrenstelsel PKS 1830-211, op 11 miljard lichtjaar van de aarde. Het object is ‘actief’, wat wil zeggen dat het bezig is om materie uit zijn omgeving op te slokken. Daarbij komt intense, energierijke straling vrij. Door de grote afstand lijkt het zwarte gat in PKS 1830-211 piepklein. Veel te klein voor onze telescopen, tenzij er bij toeval een ander object – een ster of een sterrenstelsel – precies tussen het zwarte gat en ons in staat. De zwaartekracht van zo’n tussenliggend object kan het licht van het zwarte gat zodanig afbuigen, dat er een vergroot beeld ontstaat. Van dat ‘gravitatielenseffect’ hebben astronomen al vele malen gebruik gemaakt. Nu is dat voor het eerst ook gebeurd op gammagolflengten. De waarnemingen laten zien dat de meest energierijke gammastraling uit de directe omgeving van het zwarte gat komt. De wat minder energierijke straling komt uit een veel groter omringend gebied. De astronomen hebben ook de röntgenstraling onderzocht die uit de omgeving van het zwarte gat komt. Deze straling, die nog minder energierijk is, komt uit een gebied rond het zwarte gat dat een omvang van minstens 400 miljard kilometer heeft. (EE)
Astronomers use cosmic gravity to create a ‘black-hole-scope’

6 juli 2015
Op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales) worden vandaag de eerste wetenschappelijke resultaten gepresenteerd van de ASKAP-telescoop (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) - een netwerk van 36 radioschotels in Murchison, West-Australië. ASKAP is er zonder al te veel problemen in geslaagd om de extreem zwakke laagfrequente radiostraling te detecteren van het verre sterrenstelsel PKS B1740-517, dat zich op ca. 5 miljard lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Ara (Altaar) bevindt. De radiostraling is afkomstig van neutraal waterstofgas in het stelsel. Dat het zwakke signaal zo gemakkelijk 'zichtbaar' was, komt voor een belangrijk deel door de unieke locatie van ASKAP in een van de dunst bevolkte gebieden ter wereld, waar nauwelijks sprake is van radio-interferentie door kunstmatige radiobronnen. De eerste ASKAP-resultaten wijzen uit dat de interferometer - een voorloper van de toekomstige Square Kilometre Array - een belangrijke rol kan gaan spelen bij het gedetailleerde onderzoek aan de verste sterrenstelsels in het heelal. ASKAP is bovendien gevoelig voor een breed frequentiegebied (van 700 tot 1800 MHz), wat betekent dat er sterrenstelsels mee waargenomen kunnen worden op sterk verschillende afstanden van de aarde, die dus ook uiteenlopende leeftijden hebben, van 5 tot 8 miljard jaar. (GS)
Small cosmic ‘fish’ points to big haul for SKA Pathfinder

6 juli 2015
Het aantal actieve superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels is veel hoger dan tot nu toe bekend was. Zulke zwarte gaten spuwen bundels van hoogenergetische deeltjes de ruimte in, en produceren grote hoeveelheden straling, voornamelijk afkomstig uit de zogeheten 'accretieschijf' - de rondtollende, extreem hete gasschijf waarin materie zich tijdelijk ophoopt alvorens in het zwarte gat te verdwijnen. Het blijkt dat veel van die actieve superzware zwarte gaten aan het zicht onttrokken worden door dikke stofwolken. Dit werd wel al eerder vermoed, maar is nu voor het eerst overduidelijk aangetoond door de Amerikaanse röntgentelescoop NuSTAR. NuSTAR is gevoelig voor extreem energierijke röntgenstraling, die gemakkelijk door het stof heendringt. De telescoop werd op 9 verre sterrenstelsels gericht waarvan werd aangenomen dat ze mogelijk actieve superzware zwarte gaten zouden bevatten. In 5 gevallen werd inderdaad de hoogenergetische röntgenstraling van zulke actieve 'monsters' gedetecteerd. De ontdekking sugereert dat er vele miljoenen 'verborgen' zwarte gaten in het heelal voorkomen. De NuSTAR-resultaten worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal en worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales). (GS)
Universe’s hidden supermassive black holes revealed

1 juli 2015
Bij waarnemingen met een nieuwe camera van de Japanse Subaru-telescoop zijn negen grote concentraties van donkere materie opgespoord. Ze bevatten stuk voor stuk evenveel massa als een cluster sterrenstelsels, en uit waarnemingen met andere telescopen blijkt dat het ook werkelijk om clusters gaat (Astrophysical Journal, 1 juli). De waarnemingen zijn gedaan met Hyper Suprime-Cam, een 870 megapixel-camera die sinds maart 2014 in bedrijf is. De ‘groothoek’-camera, waaraan tien jaar is gewerkt, is ontworpen om zwakke, verre objecten vast te leggen. Met behulp van deze camera kunnen astronomen nauwkeurig in kaart brengen hoe het licht van verre objecten wordt afgebogen door donkere materie op de voorgrond. Dat is de enige manier waarop deze (niet rechtstreeks waarneembare) materie in kaart kan worden gebracht. Uiteindelijk zal een hemelgebied van duizend vierkante graden onderzocht worden – ongeveer een veertigste deel van de volledige hemel. De eerste opnamen bestrijken slechts een stukje hemel van ruim twee vierkante graden. In dat gebiedje zijn nu drie keer zoveel clusters aangetroffen dan theoretische modellen voorspellen. De astronomen houden er echter rekening mee dat dit simpelweg een statistische uitschieter is. Als straks ook de complete survey zo’n groot overschot vertoont, moet er in het verleden minder donkere energie zijn geweest dan verwacht. De donkere energie ‘regelt’ de kosmische uitdijing: hoe minder donkere energie, des te trager de uitdijing en des te meer tijd is er voor de vorming van clusters van sterrenstelsels. (EE)
Dark Matter Map Begins To Reveal The Universe’s Early History

1 juli 2015
Nieuw Amerikaans onderzoek wijst erop dat het aantal sterrenstelsels in het verre heelal kleiner is dan verwacht. Waar eerdere schattingen erop uitkwamen dat er voor elk helder sterrenstelsel honderden of duizenden zwakke stelsels zouden bestaan, komt de nieuwe schatting uit op aantallen die tien tot honderd keer zo klein zijn (Astrophysical Journal Letters, 1 juli). De astronomen baseren hun conclusie op computersimulaties waarmee de vorming van sterrenstelsels in het vroege heelal is nagebootst. Wat de helderste sterrenstelsels betreft – het ‘topje van de ijsberg’ – zijn de uitkomsten in overeenstemming met de waarnemingen. Maar de simulaties laten geen exponentieel groter wordende aantallen zwakke stelsels zien. Anders gezegd: er wachten waarschijnlijk geen enorme aantallen zwakke sterrenstelsels op ontdekking. De resultaten van de computersimulaties zullen al vrij snel op de proef worden gesteld. Eind 2018 moet de James Webb Space Telescope in bedrijf komen. Met die ruimtetelescoop zullen astronomen straks nog dieper het heelal in kunnen kijken dan met zijn voorganger, de Hubble-ruimtetelescoop. (EE)
We're Not Alone – But The Universe May Be Less Crowded Than We Think

25 juni 2015
Nieuwe waarnemingen met de Europese Very Large Telescope hebben uitgewezen dat het elliptische reuzenstelsel M87 vrij recent een compleet middelgroot sterrenstelsel heeft opgeslokt. Het compleet uiteengerukte stelsel heeft twee sporen achtergelaten: een grote verzameling planetaire nevels en een gloed in het buitenste deel van M87. Astronomen denken dat sterrenstelsels groeien door kleinere stelsels op te slokken. Maar het bewijs daarvoor is doorgaans niet gemakkelijk te vinden – net zoals water dat uit een glas in een vijver wordt gegoten zich snel met het vijverwater zal vermengen, vermengen de sterren van een opgeslokt stelsel zich met de gelijksoortige sterren van het grotere stelsel.Maar nu heeft een team van astronomen via een slimme truc kunnen aantonen dat het nabije elliptische reuzenstelsel M87 in de afgelopen miljard jaar met een kleiner sterrenstelsel is samengesmolten. In plaats van te proberen om alle sterren van M87 te bekijken – daar zijn er miljarden van en die zijn te zwak om zich afzonderlijk te laten onderzoeken – hebben de astronomen gekeken naar planetaire nevels, de schillen van gloeiend gas rond ouder wordende sterren. Planetaire nevels onderscheiden zich van de hen omringende sterren doordat ze een karakteristieke, heldere zeegroene gloed vertonen. Nauwgezette waarnemingen van het licht van de nevels met behulp van een krachtige spectrograaf leveren informatie op over hun bewegingen. Aan de snelheden van deze nevels, die zich over afstanden van honderdduizenden lichtjaren hebben verspreid, is te zien dat ze tot een en dezelfde structuur hebben behoord. De astronomen hebben ook heel nauwkeurig gekeken naar de verdeling van het licht in de buitenste delen van M87. Daarbij zijn sporen gevonden van extra licht dat afkomstig is van de sterren die tot het opgeslokte stelsel hebben behoord. Een en ander wijst erop dat het uiteengerukte sterrenstelsel jongere, blauwere sterren aan M87 heeft toegevoegd. Waarschijnlijk ging het om een spiraalstelsel dat – anders dan elliptische stelsels zoals M87 – nog nieuwe sterren produceerde. (EE)
Oorspronkelijk ESO-persbericht

25 juni 2015
Sterrenkundigen gaan ervan uit dat ontploffende sterren medeverantwoordelijk zijn voor het waterstofgas dat rond sterrenstelsels circuleert. Maar deze theorie was nog nooit goed bevestigd. Een internationale groep astronomen, onder leiding van Antonino Marasco (Kapteyn Instituut, RuG), heeft de theorie nu met behulp van computersimulaties weten na te bootsen. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Volgens de theorie die de vorming van spiraalstelsels beschrijft, is er rond sterrenstelsels een groot reservoir van heet gas. Deze zogeheten corona (niet te verwarren met de corona rond de zon die bij zonsverduisteringen zichtbaar is) koelt langzaam af. Zo ontvangt het sterrenstelsel steeds vers, koel gas waaruit sterren ontstaan. De Groningse astronoom Antonino Marasco en zijn internationale collega's hebben zo’n sterrenstelsel in de computer gesimuleerd. Ze lieten de computer versneld tien miljard jaar aan ster-evolutie doorrekenen. Uit de simulatie kwam naar voren dat als heel zware sterren als supernova ontploffen er voldoende energie vrijkomt om een deel van het koele gas uit de schijf van het sterrenstelsel te blazen. Het gas kan meer dan tienduizend lichtjaar ver buiten de schijf terechtkomen. Daar blijft het gas een paar honderd miljoen jaar meedraaien voordat het geleidelijk terugvalt in de schijf. In hun simulaties zagen de astronomen dat het weggeblazen gas langzamer draait dan het gas in de sterrenschijf. Dat komt overeen met waarnemingen van echte sterrenstelsels.
Volledig persbericht

24 juni 2015
Sterrenstelsels op ongeveer 13 miljard lichtjaar van de aarde vertonen een ‘mist’ van koolstof. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen met ALMA, een array van radioschotels in het noorden van Chili. Het is voor het eerst dat een duidelijke radiosignatuur van koolstofatomen in zulke verre, jonge stelsels is waargenomen (Nature, 25 juni). De ontdekking toont aan dat de onderzochte sterrenstelsels in chemisch opzicht nog lang niet zo ver ontwikkeld zijn als sterrenstelsels van een paar miljard jaar later. In die oudere stelsels is de koolstof met andere elementen gecondenseerd tot ‘stofdeeltjes’ – eenvoudige organische moleculen. Toen de eerste sterrenstelsels ontstonden, was de ruimte tussen hun sterren gevuld met een mengsel van waterstof en helium – de enige elementen die in grote hoeveelheden bij de oerknal zijn gevormd. De eerste generaties zware sterren hebben dat interstellaire medium in de loop van de tijd verrijkt met zwaardere elementen, zoals koolstof, silicium en zuurstof. Uit de snelheden waarmee de nu opgespoorde koolstofatomen bewegen, leiden astronomen af dat de onderzochte sterrenstelsels verrassend ’zwaar’ zijn. Met massa’s van tien tot honderd miljard zonsmassa’s doen ze niet veel onder voor onze Melkweg. Tot nu toe werd ervan uitgegaan dat sterrenstelsels in het vroege heelal doorgaans minder massa hadden dan hun latere soortgenoten. (EE)
ALMA Detects First Traces of Carbon ‘Smog’ Permeating Interstellar Atmospheres of Early Galaxies

24 juni 2015
Astronomen van de Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich hebben ontdekt dat zogeheten actieve galactische kernen niet altijd actief zijn. Om de paar honderdduizend jaar neemt zo’n kern ‘eventjes’ rust. In de kern van zo’n beetje elk volwaardig sterrenstelsel schuilt een superzwaar zwart gat dat gas uit zijn omgeving aantrekt. Terwijl dit gas om het zwarte gat cirkelt, wordt het door de wrijving steeds heter en begint het te stralen. Op die manier ontstaat een actieve galactische kern of AGN. AGN’s geven vaak meer licht dan alle honderden miljarden sterren van het omringende sterrenstelsel bij elkaar. Daarnaast produceren ze ook allerlei andere vormen van straling, waaronder röntgenstraling. Die röntgenstraling brengt het gas in de ruimte tussen de sterren van het stelsel aan het gloeien. Maar niet onmiddellijk: de straling van de kern doet er een tijdje over om dat gas te bereiken. De ETH-astronomen hebben nu vastgesteld dat ongeveer vijf procent van alle AGN’s röntgenstraling produceren zonder dat het gas in hun omgeving licht geeft. Daaruit leiden zij af dat AGN’s gemiddeld vijf procent van de tijd in rust zijn. Uit eerder theoretisch onderzoek was al bekend dat de uitgeschakelde toestand van een AGN ongeveer 10.000 jaar duurt. Een complete aan/uit-cyclus duurt dus ruwweg 200.000 jaar. Anders gezegd: om de 200.000 jaar neemt een AGN even pauze. (EE)
How the brightest lights in the universe ‘flicker’

23 juni 2015
Superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels vormen mogelijk ideale natuurlijke laboratoria voor onderzoek aan donkere materie. Die conclusie trekt Jeremy Schnittman van NASA's Goddard Space Flight Center in een artikel dat vandaag gepubliceerd wordt in The Astrophysical Journal. Schnittman baseert zich daarbij op extreem gedetailleerde computersimulaties van het gedrag van donkere-materiedeeltjes in de directe omgeving van een zwaar, roterend zwart gat. Een roterend zwart gat sleept de ruimte direct buiten de gebeurtenishorizon (de feitelijke 'rand' van het zwarte gat) met zich mee. Als gevolg daarvan zullen donkere-materiedeeltjes - die zich dankzij de zwaartekracht zullen ophopen in de omgeving van een zwart gat - veel vaker en met grotere energieën met elkaar in botsing komen, waarbij ze elkaar wederzijds kunnen annihileren. Uit de nieuwe simulaties blijkt dat relativistische effecten ervoor zorgen dat de gammafotonen die bij deze annihilatie vrijkomen maar liefst 14 maal zo energierijk kunnen zijn als de deeltjes zelf. De voorspelling is dan ook dat zwarte gaten waarneembare gammastraling zullen uitzenden, veroorzaakt door de annihilatie van donkere materie. Met toekomstige gammatelescopen in de ruimte zou die straling waarneembaar moeten zijn. (GS)
NASA Simulation Suggests Black Holes May Make Ideal Dark Matter Labs

22 juni 2015
Spaanse radiosterrenkundigen hebben met de Australisch/Zuid-Afrikaanse Large Baseline Array onverwacht intense radiostraling ontdekt, afkomstig van de kleine, compacte dubbelster AB Dor Ba/Bb in het zuidelijke sterrenbeeld Goudvis. De dubbelster maakt deel uit van een viervoudige ster in de Grote Magelhaense Wolk. Uit de gemeten radiostraling en de baanbeweging van de twee componenten van de dubbelster kon de massa van de twee sterren worden afgeleid. Ze blijken enkele tientallen procenten zwaarder te zijn dan voorspeld wordt door evolutiemodellen van sterren. In een artikel in Astronomy & Astrophysics suggereren de astronomen dat de intense radiostraling het gevolg is van een zeer snelle rotatie van de twee sterren, en dat die op zijn beurt is toe te schrijven aan het feit dat beide sterren ooit zelf óók weer dubbel waren, waarbij de twee sterren elkaar vrijwel raakten. Ze zouden inmiddels met elkaar zijn versmolten, waardoor ook de onverwacht hoge massa is te verklaren. (GS)
The University of Valencia’s discovery of intense radio emission from a tiny binary star calls for a review of stellar models

22 juni 2015
In de Coma-cluster - een kolossale zwerm van sterrenstelsels op ruim 300 miljoen lichtjaar afstand van de aarde - komen bijna duizend extreem diffuse, 'donkere' sterrenstelsels voor. Eerder waren al 47 van deze mysterieuze stelsels ontdekt; ze zijn qua afmetingen vergelijkbaar met ons eigen Melkwegstelsel, maar bevatten slechts één procent van het aantal sterren. Onderzoek met de Japanse Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, heeft nu het bestaan van nog eens ruim 800 van deze 'donkere' stelsels aan het licht gebracht. Het kan haast niet anders of de stelsels worden bijeengehouden door grote hoeveelheden donkere materie - minstens honderd keer zo veel als de zichtbare materie in de vorm van sterren. Dat er vrijwel geen sterren in de stelsels zijn ontstaan, komt waarschijnlijk doordat ze lang geleden hun gasvoorraad zijn kwijtgeraakt, vermoedelijk als gevolg van de wisselwerking met andere stelsels in de cluster, of als gevolg van hun beweging door het ijle intraclustergas. De ontdekking van de vele honderden ultra-diffuse, donkere sterrenstelsels in de Coma-cluster, door een team onder leiding van Jin Koda van Stony Brook University in New York, wordt beschreven in een artikel in Astrophysical Journal Letters. (GS)
More than 800 Dark Galaxies Discovered in Coma Cluster

18 juni 2015
Onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop laat zien dat quasars, de helderste objecten in het heelal, ontstaan wanneer sterrenstelsels met elkaar in botsing komen en hun superzware centrale zwarte gaten van ‘brandstof’ worden voorzien. Quasars geven evenveel licht als een biljoen sterren. Al tientallen jaren vermoeden astronomen dat de energie die daarvoor nodig is, wordt geleverd door de superzware zwarte gaten in de kernen van verre sterrenstelsels. Maar hoe komen die zwarte gaten aan hun brandstof? Ook daarvoor bestond een theorie: de oorzaak zou liggen bij botsingen tussen sterrenstelsels. Quasars stralen echter zó fel, dat hun naaste omgeving vrijwel niet waarneembaar is. Om dat probleem te verlichten, zijn de nieuwe Hubble-waarnemingen gedaan op nabij-infrarode golflengten. Bovendien is alleen gekeken naar quasars die gehuld zijn in grote hoeveelheden stof, die het quasarlicht temperen. De onderzochte quasars blijken inderdaad deel uit te maken van sterrenstelsels die bij botsingen betrokken zijn. De krachten die bij zo’n botsing optreden zorgen ervoor dat veel van het gas dat zich voordien in de schijf van een sterrenstelsel bevond, naar het centrale zwarte gat stroomt. (EE)
Hubble Sees the 'Teenage Years' of Quasars

18 juni 2015
Het lijkt erop dat magnetische velden een belangrijke rol spelen bij de vorming van de ‘armen’ van spiraalstelsels. Onderzoek van het nabije sterrenstelsel IC 342 laat namelijk zien dat de belangrijkste spiraalarm van dit stelsel omwikkeld is door een magnetisch veld. Welke rol magnetische velden precies spelen bij de vorming van de spiraalstructuur van sterrenstelsels is nog niet duidelijk. Maar het veld rond de spiraalarm van IC 342 is sterk genoeg om de stroming van gas rond de arm te beïnvloeden. Het lijkt er bovendien op dat magnetische velden betrokken zijn bij de aanvoer van gas naar het centrum van het sterrenstelsel, waar zich waarschijnlijk een superzwaar zwart gat bevindt. De magnetische veldlijnen in het binnenste deel van IC 342 wijzen namelijk in de richting van het centrum. Het aangevoerde gas kan niet alleen een zwart gat voeden, maar stimuleert ook de stervorming in het kerngebied. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van radiotelescopen in Duitsland en de VS. De magnetische velden in IC 342 zijn in kaart gebracht door de oriëntatie te meten van de radiogolven die dit stelsel uitzendt. Deze golven staan loodrecht op het magnetische veld. (EE)
Magnetic-Field Discovery Gives Clues to Galaxy-Formation Processes

18 juni 2015
Japanse astronomen hebben ontdekt dat het zwarte gat in het centrum van het balkspiraalstelsel NGC 1097 een miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Dat blijkt uit waarnemingen met de ALMA-(sub)millimetertelescoop in het noorden van Chili. NGC 1097 is een soortgenoot van de Melkweg op een afstand van 47 miljoen lichtjaar. Er zijn sterke aanwijzingen dat bijna alle sterrenstelsels in het heelal een superzwaar zwart gat in hun kern hebben. Ook onze Melkweg heeft er een, al is dat met 4 miljoen zonsmassa’s aan de magere kant. Uit onderzoek blijkt dat deze kolossen een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van sterrenstelsels. De massa’s van de superzware zwarte gaten kunnen op verschillende manieren worden gemeten. Een van de methoden maakt gebruik van de bewegingen van sterren of megamasers (een bepaald type radiobronnen) rond het zwarte gat. Deze methode is echter lang niet altijd bruikbaar, omdat het hart van een sterrenstelsel vaak moeilijk waarneembaar is. Een alternatieve methode maakt gebruik van de bewegingen van moleculaire gaswolken in het kerngebied van een sterrenstelsel. Dat is de methode die de Japanse onderzoekers hebben gebruikt. Het is voor het eerst dat deze methode is toegepast op een sterrenstelsel van dit type. (EE)
ALMA precisely measures black hole mass

17 juni 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope, een extreem ver sterrenstelsel ontdekt dat veel helderder is dan de meeste andere stelsels in het verre heelal. Ook hebben ze sterke aanwijzingen gevonden dat het stelsel, dat de aanduiding CR7 heeft gekregen, sterren van de eerste generatie bevat. Al heel lang vermoeden astronomen dat er een eerste generatie van sterren moet zijn – de zogeheten populatie-III-sterren – die is voortgekomen uit de materie die bij de oerknal is ontstaan. Dat betekent dat deze oersterren uit slechts drie elementen bestaan: waterstof, helium en sporen van lithium. Alle zwaardere chemische elementen – zoals zuurstof, stikstof, koolstof en ijzer, die cruciaal zijn voor leven – zijn in het inwendige van deze en latere sterren gevormd. De kolossale populatie-III-sterren zouden tot wel duizend keer meer massa hebben gehad dan de zon, ziedend heet zijn geweest en na ongeveer twee miljoen jaar als supernova zijn geëxplodeerd. Maar tot nu toe was er geen hard bewijs voor hun bestaan gevonden. Een team astronomen, onder wie teamleider David Sobral, Jorryt Matthee en Huub Röttgering van de Sterrewacht Leiden, heeft nu echter een sterrenstelsel op ongeveer 13 miljard lichtjaar afstand ontdekt dat overduidelijk veel geïoniseerde helium bevat: een teken dat het gas in het stelsel elektronen kwijtraakt onder invloed van intense straling. Tegelijkertijd zijn er geen sporen van zware elementen aangetroffen.De meest waarschijnlijke verklaring is dat de ionisatie wordt veroorzaakt door populatie-III-sterren, al zijn aanvullende waarnemingen nodig om daar uitsluitsel over te geven. Overigens blijkt CR7 zowel blauwere (hetere) als rodere (koelere) gebieden te vertonen. Dat kan erop wijzen dat de vorming van populatie-III-sterren in golven heeft plaatsgevonden. (EE)
Beste observationele bewijs voor eerste generatie sterren in het heelal

16 juni 2015
De nieuwe NOEMA-telescoop – de krachtigste radiotelescoop voor millimeterstraling op het noordelijk halfrond – heeft zijn eerste astronomische opname gemaakt. Deze geeft een duidelijk beeld van een voorheen onbekend stervormingsgebied in NGC 4194, twee botsende sterrenstelsels op meer dan 100 miljoen lichtjaar van de aarde. Het ongeveer 500 lichtjaar grote gebied, dat rijk is aan pas gevormde zware sterren, bevindt zich in het centrum van het zogeheten ‘Oog van Medusa’ – het centrale gasrijke gebied van NGC 4194. Deze sterren zijn nog gehuld in de stofrijke gaswolken waarin ze geboren zijn en zijn daardoor niet waarneembaar in zichtbaar licht. De botsende sterrenstelsels zijn al vaker met radiotelescopen bekeken, maar daarbij is het bestaan van dit gasrijke gebied in het ‘Oog’ niet opgemerkt. Bij die eerdere waarnemingen is steeds afgestemd op de frequentie van koolmonoxide – een molecuul dat het meest wordt gebruikt om moleculaire gaswolken op te sporen. Met NOEMA is nu de straling van de moleculen waterstofcyanide (HCN) en formylium (HCO+) in kaart gebracht. De ontdekking toont aan dat er fasen in het stervormingsproces zijn die zich niet via de koolmonoxide-route laten opsporen. NOEMA – de afkorting staat voor Northern Extended Millimeter Array – staat op het Plateau de Bure in de Franse Alpen. De telescoop bestaat momenteel uit zeven radioschotels met een middellijn van 15 meter. Uiteindelijk zullen dat er twaalf worden. (EE)
European scientists discover previously unknown extreme star formation

10 juni 2015
Gegevens van de Amerikaanse röntgensatelliet laten zien dat het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel NGC 5813 de afgelopen 50 miljoen jaar drie actieve perioden heeft gekend. NGC 5813 staat in het centrum van een groep sterrenstelsels die gehuld is in een kolossale wolk van heet gas. Superzware zwarte gaten zijn lang niet altijd actief. Dat zijn ze pas wanneer ze aanzienlijke hoeveelheden materie uit hun omgeving weten aan te trekken. Wanneer dat gebeurt, vormt zich een zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. Vanuit die ziedend hete schijf wordt een deel van de aangetrokken materie via twee smalle bundels of ’jets’ terug de ruimte in geblazen. Waar deze jets op gas in de omgeving stuiten, ontstaan schokgolven die het gas naar buiten duwen en grote holtes achterlaten. In het geval van NGC 5813 zijn op die manier drie paren holtes ontstaan – twee ervan waren al langer bekend, het derde tweetal is recent door Chandra opgespoord. Door hun geringe dichtheid bewegen deze holtes weg van het zwarte gat, ongeveer zoals luchtbellen naar het wateroppervlak zullen opstijgen. Dus hoe verder zo’n holte zich van het zwarte gat bevindt, des te ouder is deze. Er zijn aanwijzingen dat de twee binnenste holtes nog aan het groeien zijn. Dat betekent dat het zwarte gat in NGC 5813 momenteel actief is. (EE)
Chandra Finds Evidence for Serial Black Hole Eruptions

8 juni 2015
Vervolgonderzoek aan het verre sterrenstelsel SDP.81, op 11,4 miljard lichtjaar afstand van de aarde, wijst uit dat er maar liefst enkele tientallen extreem actieve stervormingsgebieden in voorkomen. Het tempo waarin nieuwe sterren worden geboren in SDP.81 ligt tientallen malen zo hoog als in ons eigen Melkwegstelsel, ook al is het verre stelsel veel kleiner. Gezien vanaf de aarde bevindt SDP.81 zich exact achter een ander sterrenstelsel, op 'slechts' 4 miljard lichtjaar afstand. Dat voorgrondstelsel werkt als een soort lens: het licht van SDP.81 wordt versterkt en afgebogen door de zwaartekracht van die lens, waardoor het beeld is vervormd tot een vrijwel complete 'Einsteinring'. Vorig jaar zijn gedetailleerde waarnemingen aan deze Einsteinring verricht op submillimetergolflengten, met het ALMA-observatorium in Chili. Door de zwaartekracht van het voorgrondstelsel in rekening te brengen, kon het onvervormde beeld van SDP.81 gereconstrueerd worden (zie dit eerdere bericht). Inmiddels hebben verschillende teams van astronomen zich over de waarnemingen gebogen. Er zijn maar liefst acht wetenschappelijke publicaties over verschenen. Het vervolgonderzoek heeft geleid tot de identificatie van enkele tientallen grote stervormingsgebieden met afmetingen van enkele honderden lichtjaren (in plaats van de oorspronkelijke drie); volgens sommige teams is de grote stervormingsactiviteit het gevolg van de botsing van twee kleinere sterrenstelsels. Uit de ALMA-waarnemingen aan de Einsteinring blijkt bovendien dat zich in het centrum van het voorgrondstelsel een superzwaar zwart gat moet bevinden van 200 tot 300 miljoen maal de massa van de zon. (GS)
Sharpest View Ever of Star Formation in the Distant Universe

4 juni 2015
Uit opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat drie supernova’s die enkele jaren geleden zijn waargenomen, niet bij een sterrenstelsel hoorden. De ontploffende sterren zijn waarschijnlijk al miljoenen of miljarden jaren geleden uit hun thuisstelsel geslingerd. Verreweg de meeste supernova’s worden aangetroffen in stelsels die uit honderden miljarden sterren bestaan. In zo’n sterrenstelsel vindt gemiddeld ongeveer één keer per eeuw een supernova-explosie plaats. De eenzame supernova’s bevonden zich echter in de betrekkelijk lege ruimte tussen de sterrenstelsels van drie grote clusters. In die tussenruimte is het aantal sterren per kubieke lichtjaar een miljoen keer zo laag als in onze Melkweg. Dat de supernova’s – alledrie van type Ia – solitaire sterren waren, werd al sinds hun ontdekking tussen 2008 en 2010 vermoed. De telescoop waarmee ze destijds werden opgemerkt was echter niet krachtig genoeg om dat met zekerheid te kunnen vaststellen. De veel scherpere en gevoeligere Hubble-opnamen hebben nu aangetoond dat er inderdaad geen sterrenstelsels in de buurt waren. (EE)
Exiled Stars Explode Far from Home

1 juni 2015
De astronomen Pece Podigachoski en Peter Barthel van het Groningse Kapteyn Instituut hebben met ruimtetelescoop Herschel sterk nieuw bewijs gevonden dat quasars in feite gewone radiosterrenstelsels zijn, waargenomen onder een gunstige hoek. Barthel stelde dit zogenoemde unificatiemodel al in 1989 voor, op basis van waarnemingen met optische en radiotelescopen. Zijn model kreeg nadien veel steun, maar stuitte ook op weerstand. Nieuwe Herschel-waarnemingen van de infraroodstraling van deze objecten ondersteunen het model volledig. Het resultaat van het internationale onderzoeksteam verschijnt binnenkort in The Astrophysical Journal Letters. Quasars en radiosterrenstelsels zijn actieve fasen in het leven van een sterrenstelsel. Zware sterrenstelsels (zo'n tien tot honderd keer zwaarder dan ons sterrenstelsel, de Melkweg) hebben superzware zwarte gaten in hun kern. Als die zwarte gaten materie ‘verorberen’ wordt de kern actief, en ontstaat een extreem felle stralingsbron, en - onder bepaalde voorwaarden - een gigantische dubbele radiobron rond het sterrenstelsel. Het unificatiemodel van Barthel zegt dat de hoek waaronder deze radio-heldere actieve stelsels worden gezien van cruciaal belang is. Doordat zich een ondoorzichtige ring van stof rondom de kern bevindt is de fel stralende kern, de quasar, uit bepaalde richtingen wel, maar uit andere richtingen niet te zien. De infraroodwaarnemingen komen perfect overeen met de voorspellingen voor wat betreft de straling van het warme stof in de actieve sterrenstelsels. Ook rapporteren de astronomen dat de combinatie van metingen in het ver-infrarode golflengtegebied op een eenvoudige manier laat zien of een sterrenstelsel een actief zwart gat heeft of niet, en wat de relatieve bijdrage van die activiteit aan de totale straling van het sterrenstelsel is. Voor toekomstig onderzoek naar de groei van sterrenstelsels en hun zwarte gaten in het vroege heelal is dit een belangrijke diagnostiek.
Origineel persbericht

28 mei 2015
Een groot onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop bevestigt dat er een verband bestaat tussen het samensmelten van sterrenstelsels en het ontstaan van superzware zware gaten die jets van materie uitstoten. Maar niet bij elke botsing tussen sterrenstelsels blijken zulke straalstromen van hete materie op gang te komen. Hoewel er aanwijzingen zijn dat de meeste sterrenstelsels een superzwaar zwart gat in hun kern hebben, vertoont slechts een fractie daarvan jets. De oorsprong van deze bundels van heet plasma wordt gezocht bij dat centrale zwarte gat. De astronomen hebben vijf soorten sterrenstelsels op zichtbare tekenen van botsingen met andere stelsels onderzocht: drie soorten stelsels zonder jets en twee soorten met jets. Deze laatste zijn sterke bronnen van radiostraling. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop is nu vastgesteld dat bijna al die ‘radio-stelsels’ bij botsingen betrokken zijn of onlangs zijn geweest. Maar dat is niet het hele verhaal: ook bijna de helft van de overige sterrenstelsels vertoont sporen van botsingen. Blijkbaar is een botsing alléén niet voldoende om plasmajets te laten ontstaan. De astronomen vermoeden dat die pas op gang komen wanneer er bij de botsing een snel roterend superzwaar zwart gat – mogelijk als gevolg van een ontmoeting met een zwart gat van vergelijkbare massa. Het snel roterende zwarte gat zou de extra energie leveren die nodig is voor de vorming van jets. (EE)
Merging galaxies break radio silence

27 mei 2015
Astronomen hebben een ‘botsing’ waargenomen in de stroom materie die door een superzwaar zwart gat is uitgestoten. Op Hubble-beelden is te zien hoe een eerder uitgestoten materie van achteren wordt ‘aangereden’ door een iets sneller bewegende achterligger. De snelheden waarbij dat gebeurt zijn kolossaal: meer dan 98 procent van de snelheid van het licht – de kosmische topsnelheid. De botsing werd opgemerkt bij het samenstellen van een filmpje van de ‘jet’ van het 260 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 3862. Daarbij is gebruik gemaakt van opnamen die tussen 1994 en 2014 zijn gemaakt door de Hubble-ruimtetelescoop. Over het ontstaan van zulke jets bestaat nog veel onduidelijkheid. Zeker is alleen dat hun bron gezocht moet worden in de naaste omgeving van het superzware zwarte gat dat in het centrum van bijna elk sterrenstelsel te vinden is. Een jet bestaat uit een bundel superhete materie, plasma geheten, die met hoge snelheid wordt uitgestoten. De nieuwe analyse van de Hubble-beelden wijst erop dat de schokgolven die ontstaan bij botsingen binnen de jet voor een verdere versnelling van de materiedeeltjes zorgt. Ook lichten de gebieden waar zulke botsingen plaatsvinden helder op. De resultaten van het onderzoek zijn op 28 mei verschenen in het tijdschrift Nature. (EE)
Hubble Video Shows Shock Collision Inside Black Hole Jet

26 mei 2015
De scheikundige samenstelling van extreem ver verwijderde sterrenstelsels vertoont veel overeenkomst met die van nabijgelegen dwergstelsels. Dat blijkt uit waarnemingen die verricht zijn met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii. De nieuwe resultaten worden vandaag gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society (CASCA) in Hamilton, Ontario. In ver verwijderde stelsels, waar astronomen terugkijken tot ca. 3 miljard jaar na de oerknal, zijn geen afzonderlijke sterren zichtbaar. Het interstellaire gas in die stelsels is echter verrijkt met materiaal dat uit sterren afkomstig is, in de vorm van sterrenwinden, planetaire nevels en supernova-explosies. De samenstelling van het interstellaire gas kan wél bestudeerd worden, wanneer het betreffende stelsel zich min of meer vóór een nog verder weg staande quasar bevindt - de extreem heldere kern van een sterrenstelsel. In het licht van de quasar zijn dan absorptiepatronen van het gas terug te vinden. Door metingen aan 30 verre sterrenstelsels te vergelijken met waarnemingen aan 2000 sterren in nabije stelsels komen astronomen van de University of Victoria in British Columbia tot de conclusie dat de scheikundige samenstelling van de verre, jonge stelsels veel overeenkomsten vertoont met die van dwergsterrenstelsels in onze directe omgeving. De hoop is dat dergelijke metingen meer inzichten zullen opleveren over de evolutie van grote sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel. (GS)
New Clues About Galaxy Formation

26 mei 2015
Dankzij gedetailleerde simulaties, uitgevoerd met behulp van krachtige supercomputers, zijn astronomen van Rutgers State University of New Jersey erin geslaagd om de eigenschappen van sterrenstelsels, en met name van kleine dwergstelsels, beter te reproduceren. Eerdere simulaties hielden bij het berekenen van ontstaan en evolutie van deze stelsels vooral rekening met het gedrag van donkere materie, om de eenvoudige reden dat die ca. zes maal zoveel 'gewicht in de schaal legt' als zichtbare materie. Die eerdere modelberekeningen leidden voor dwergsterrenstelsels - en voor de centrale gebieden van grotere, zwaardere stelsels - vaak tot discrepanties tussen de voorspelde en de waargenomen eigenschappen, zoals de snelheidsverdeling van sterren. In de nieuwe simulaties wordt het gedrag van gas en sterren (oftewel de zichtbare materie) ook in rekening gebracht. Het blijkt dat dat weer van invloed kan zijn op de verdeling van donkere materie. De resultaten van de nieuwe berekeningen zijn in elk geval veel beter in overeenstemming met de waarnemingen. De nieuwe supercomputersimulaties worden vandaag gepresenteerd op de jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society (CASCA) in Hamilton, Ontario. (GS)
CASCA 2015

21 mei 2015
Met de Amerikaanse infraroodsatelliet WISE is een ver sterrenstelsel ontdekt dat meer licht geeft dan 300 biljoen zonnen. Daarmee is dit het helderste sterrenstelsel dat ooit is opgespoord. Het object behoort tot een recent ontdekte klasse van extreem heldere infraroodstelsels (The Astrophysical Journal, 22 mei). Het heldere stelsel, dat te boek staat als WISE J224607.57-052635.0, heeft waarschijnlijk een kolossaal zwart gat in zijn kern dat grote hoeveelheden gas opslokt. Het aangetrokken gas verzamelt zich in een schijf rond het zwarte gat, waarin de temperatuur oploopt tot miljoenen graden. Bij die extreme temperatuur produceert het gas enorme hoeveelheden energierijke straling. Deze straling wordt geabsorbeerd door stofwolken in de omgeving van het zwarte gat. Daarbij warmt het stof op en wordt het een bron van infraroodstraling. Bijna alle sterrenstelsels hebben een fors zwart gat in hun centrum. Maar het is voor het eerst dat zo’n immens zwart gat op zo’n grote afstand is waargenomen. Het licht van WISE J224607.57-052635.0 heeft er 12,5 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. Dat betekent dat het zwarte gat al miljarden zonsmassa’s zwaar was toen ons heelal tien keer zo jong was als nu. Naast het superheldere sterrenstelsel heeft WISE nog tientallen minder uitbundig stralende infraroodstelsels opgespoord. Onduidelijk is nog hoe deze stelsels aan hun kolossale zwarte gaten komen. Mogelijk hebben ze al bij hun ontstaan een fors zwart gat meegekregen. Maar het is ook denkbaar dat zwarte gaten veel sneller kunnen groeien dan tot nu toe voor mogelijk werd gehouden. (EE)
NASA’s WISE Spacecraft Discovers Most Luminous Galaxy in Universe

21 mei 2015
Een team van Australische en Spaanse astronomen heeft ontdekt dat het 38 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 1512, dat bezig is om zijn ‘buurman’ NGC 1510 op te slokken, al eerder slachtoffers heeft gemaakt. Deze laatste hebben chemische sporen achtergelaten in het gas van het gulzige stelsel (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 21 mei). Sterrenstelsels kunnen groeien door gaswolken uit hun omgeving aan te trekken om daarmee nieuwe sterren te produceren. Maar ze kunnen ook simpelweg kleine, naburige sterrenstelsels opslokken. Uit spectroscopische waarnemingen met de 3,9 Anglo-Australian Telescope is gebleken dat het gas in de buitengebieden van NGC 1512 is verrijkt met elementen zwaarder dan helium. Dat geeft aan dat het niet gaat om ‘maagdelijk’ gas dat bij de oerknal is ontstaan: dat bestond uitsluitend uit waterstof en helium. Chemische verrijking doet zich voor wanneer sterren waterstof en helium door middel van kernfusie in zwaardere elementen omzetten. Deze nieuwe elementen worden door stervende sterren terug de ruimte in geblazen. Theoretisch zou het verrijkte gas uit NGC 1512 afkomstig kunnen zijn. Maar aanvullende waarnemingen met andere instrumenten laten zien dat het van buitenaf is aangevoerd. Dat bewijst dat het afkomstig is van voormalige kleine sterrenstelsels. (EE)
Galaxy's snacking habits revealed

20 mei 2015
Er zijn nieuwe aanwijzingen gevonden dat supernova’s van type Ia op verschillende manieren kunnen ontstaan. Zo blijkt uit de resultaten van waarnemingen van vier recente supernova’s van dit type, die deze week in Nature worden gepubliceerd. Voor het ontstaan van supernova’s van type Ia bestaan twee theorieën. In beide speelt een ontploffende witte dwergster de hoofdrol. Ook de aanleiding voor de ontploffing is in beide gevallen gelijk: om de een of andere reden overschrijdt de witte dwerg een kritieke massa, waardoor hij instabiel wordt. Volgens de oudste theorie gebeurt dat doordat de witte dwerg materie aantrekt van een begeleidende normale ster. Maar volgens de tweede theorie kan zo’n supernova-explosie ook ontstaan wanneer de begeleider van de ontploffende witte dwerg zelf óók een witte dwerg is. De explosie ontstaat in dat geval wanneer de beide dwergen zich samenvoegen. Waarnemingen van supernova iPTF14atg, in 2014 verricht met de ultraviolet-camera van de Swift-satelliet, wijzen erop dat zich het eerste scenario heeft voltrokken. Kort na de eigenlijke explosie is een uitbarsting van uv-straling waargenomen. Uit de kenmerken van die uitbarsting kan worden afgeleid dat de materie die bij de supernova-explosie is uitgestoten, in botsing is gekomen met een naburige ster. Bij waarnemingen van drie supernova’s van type Ia, in 2011 en 2012 gedaan met de Kepler-satelliet, zijn echter geen aanwijzingen gevonden dat de weggeblazen materie op een begeleidende ster is gestuit. Dat is juist in overeenstemming met het tweede scenario. (EE)
Caltech Astronomers Observe A Supernova Colliding With Its Companion Star

15 mei 2015
Franse astronomen hebben met de Hubble Space Telescope een groot, jong stervormingsgebied ontdekt in een sterrenstelsel op ca. 11 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Met de Japanse Subaru-telescoop op Hawaii zijn gedetailleerde spectroscopische waarnemingen van het stervormingsgebied uitgevoerd. Uit de waarnemingen blijkt dat zulke gebieden een langere levensduur kunnen hebben dan tot nu toe algemeen werd aangenomen. De sterren in het stervormingsgebied zijn als gevolg van de grote afstand tot het sterrenstelsel niet afzonderlijk zichtbaar. Wel is de straling gedetecteerd van een kolossale gaswolk die geïoniseerd is geraakt door de energie van de pasgeboren sterren in het centrum. Naar schatting ontstaan er in het gebied ongeveer 30 nieuwe sterren per jaar, en is het minder dan tien miljoen jaar oud - veel jonger dan soortgelijke stervormingsgebieden in andere ver verwijderde sterrenstelsels. Uit computersimulaties blijkt dat zulke stervormingsgebieden via zwaartekrachtscontractie ontstaan uit instabiliteiten en turbulente bewegingen in het gas van gasrijke sterrenstelsels, en dat ze afmetingen kunnen hebben van enkele honderden lichtjaren. Statistische argumenten doen vermoeden dat dit soort gebieden een levensduur van 500 miljoen jaar kunnen hebben. Tot nu toe werd altijd aangenomen dat ze al veel eerder vernietigd zouden worden door sterrenwinden en supernova-explosies van de zwaarste sterren die erin ontstaan. In Nature suggereren de astronomen dat dergelijke grote gaswolken in de loop van die lange levensduur naar het centrum van een sterrenstelsel kunnen migreren, en dat ze daar een belangrijke bijdrage leveren aan de groei van de centrale verdikking van het sterrenstelsel en het superzware zwarte gat in de kern. (GS)
An Extremely Young Stellar Clump in the Distant Universe

14 mei 2015
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van de Nederlander Pieter van Dokkum (Yale-universiteit), heeft het bestaan bevestigd van een klasse van uiterst diffuse sterrenstelsels. De stelsels zijn ongeveer zo groot als onze Melkweg, maar bevatten honderd keer zo weinig sterren. De eerste aanwijzingen voor het bestaan van de ‘luchtige’ stelsels werden gevonden in het voorjaar van 2014. Ze werden opgemerkt op opnamen van de Coma-cluster – een samenscholing van duizenden sterrenstelsels op ruim 300 miljoen lichtjaar van de aarde. Tot nu toe was echter onduidelijk of de diffuse stelsels ook werkelijk bij de Coma-cluster horen, of dat het om zwakke voorgrondobjecten gaat. Met de Keck-telescoop op Hawaï is nu een van deze stelsels – ‘Dragonfly 44’ – spectroscopisch onderzocht. Uit dat onderzoek blijkt dat het stelsel dezelfde afstand heeft als de Coma-cluster. Dat maakt het zeer aannemelijk dat de 47 diffuse stelsels in dit hemelgebied (bijna) allemaal tot deze cluster behoren. De grote vraag is nu waar deze mysterieuze objecten vandaan komen. Het zouden ‘mislukte’ sterrenstelsels kunnen zijn, die vroegtijdig door hun gasvoorraad heen zijn geraakt en daardoor maar weinig sterren hebben kunnen vormen. Een andere mogelijkheid is dat het gaat om normale kleine stelsels die talrijke interacties met andere sterrenstelsels hebben ondergaan, en daardoor sterk zijn opgezwollen. Ook is het mogelijk dat het flarden zijn die van grote stelsels zijn losgerukt. (EE)
Scientists At Keck Discover The Fluffiest Galaxies

14 mei 2015
Met behulp van de Keck-telescoop op Hawaï is een bijzondere ontdekking gedaan: een samenscholing van vier quasars op 10 miljard lichtjaar van de aarde. Het kwartet maakt deel uit van een cluster van sterrenstelsels, die omgeven is door een reusachtige nevel van koel, dicht gas (Science, 15 mei). Een quasar is niets anders dan de extreem heldere kern van een sterrenstelsel. De grote hoeveelheid energie die deze kern uitzendt, wordt geleverd door een superzwaar zwart gat dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Omdat die super-heldere fase naar galactische maatstaven maar heel kort duurt, zijn quasars nogal schaars. De kans is dus niet zo groot dat je meerdere quasars dicht bij elkaar aantreft. Het heeft dan ook tot 2007 geduurd voordat de eerste drievoudige quasar werd opgespoord. En nu is er dus ook een viervoudige ontdekt. De vier quasars maken deel uit van een kolossale cluster – een samenscholing van sterrenstelsels. Maar omdat het licht ervan er tien miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken, zien we die cluster zoals deze tien miljard jaar geleden was. Het is dus een vroege voorouder van de nabijere ‘moderne’ clusters van sterrenstelsels. Dat zo’n proto-cluster veel koel gas kan bevatten, komt als een verrassing. Computermodellen van de vorming van deze kosmische structuren voorspellen juist dat zulke vroege clusters gevuld zijn met ijl gas met een temperatuur van miljoenen graden. (EE)
Against all Odds: Astronomers Baffled by Discovery of Rare Quasar Quartet

13 mei 2015
Astronomen hebben ontdekt dat ‘verstikking’ de belangrijkste doodsoorzaak van sterrenstelsels is. Doordat de aanvoer van nieuw gas uit de omgeving wordt afgesneden, kunnen er op een gegeven moment geen nieuwe sterren meer worden geproduceerd (Nature, 14 mei). Ongeveer de helft van alle sterrenstelsels in het heelal produceert nieuwe sterren. De andere helft doet dat niet. Het verschil tussen beide is dat ‘levende’ stelsels veel koud gas bevatten (voornamelijk waterstof) en ‘dode’ stelsels niet. Er bestaan twee scenario’s die het sterven van sterrenstelsels kunnen verklaren. Volgens het ene scenario raken sterrenstelsels het koude gas dat nodig is voor de vorming van nieuwe sterren kwijt, bijvoorbeeld door de activiteit van het superzware zwarte gat in hun centrum. Het andere scenario stelt dat sterrenstelsels na een tijdje simpelweg geen gas meer uit hun omgeving kunnen aantrekken. Om erachter welk scenario de overhand heeft, hebben de astronomen 26.000 gewone, relatief nabije sterrenstelsels onderzocht. Daarbij is met name gelet op het ‘metaalgehalte’ van de stelsels – de hoeveelheid elementen zwaarder dan helium. Die elementen worden gevormd door opeenvolgende generaties van sterren. In het eerste scenario stopt de stervorming abrupt, en zou het metaalgehalte van het ‘overleden’ sterrenstelsel relatief laag moeten blijven. Bij verstikking blijft het metaalgehalte toenemen totdat de bestaande gasvoorraden verbruikt zijn. Dat proces duurt gemiddeld vier miljard jaar. Uit het onderzoek blijkt dat het metaalgehalte van de meeste dode sterrenstelsels zodanig hoog is, dat scenario 1 niet van toepassing kan zijn. Ze zijn dus gestikt. (EE)
Cause of galactic death: Strangulation

13 mei 2015
Bij waarnemingen met de Europese Very Large Telescope in Chili is een nieuwe klasse van bolvormige sterrenhopen ontdekt rond het reusachtige sterrenstelsel Centaurus A. Deze geheimzinnige objecten hebben veel meer massa dan gewone bolhopen. Bolvormige sterrenhopen of kortweg bolhopen zijn samenballingen van duizenden sterren die in banen om sterrenstelsels draaien. Ze behoren tot de oudst bekende stersystemen in het heelal. Het elliptische sterrenstelsel Centaurus A is het dichtstbijzijnde reuzenstelsel en herbergt naar schatting 2000 bolhopen. Veel van deze sterrenhopen zijn helderder en zwaarder dan de circa 150 die om onze Melkweg cirkelen. Astronomen hebben 125 bolhopen rond Centaurus A gedetailleerd onderzocht. Daarbij hebben ze de massa’s van de sterrenhopen bepaald en de uitkomsten vergeleken met de helderheden van deze objecten. Uit het onderzoek blijkt dat de helderdere exemplaren doorgaans meer massa hebben dan je op grond van hun aantallen sterren zou verwachten. De bolhopen lijken dus iets te bevatten dat donker en verborgen is en veel massa heeft. Maar wat? De meest voor de hand liggende kandidaten zijn zwarte gaten (of andere donkere stellaire overblijfselen) en concentraties van donkere materie. Maar geen van beide mogelijkheden past in de gangbare theorieën over deze sterrenhopen. (EE)
De donkere kant van sterrenhopen

7 mei 2015
Waarnemingen van een recente, nabije supernova bevestigen dat de explosies van zware sterren een duidelijke asymmetrie vertonen. De ingestorte kern en het overige ‘puin’ van de voormalige ster schieten in tegengestelde richtingen weg. Dit verschijnsel is in overeenstemming met de resultaten van computermodellen (Science, 8 mei). Dat de explosie van een zware ster niet symmetrisch verloopt blijkt uit metingen van de Amerikaanse satelliet NuSTAR. Met deze satelliet is gekeken naar de verdeling van het element titanium-44 in het restant van supernova 1987A. Titanium-44 is een radioactief element dat bij zijn verval gammastraling van een specifieke golflengte uitzendt. De metingen laten zien dat vrijwel alle titanium-44 in de supernovarest zich met een snelheid van 2,6 miljoen kilometer per uur van ons verwijdert. Als de explosie van de ster symmetrisch was verlopen, zou er net zo veel materiaal naar ons toe komen als van ons vandaan bewegen. Computersimulaties wijzen erop dat deze asymmetrische verdeling wordt veroorzaakt door de grote aantallen neutrino’s die bij het instorten van de kern van de voormalige ster vrijkomen. Deze vrijwel massaloze, maar zeer energierijke deeltjes brengen de extreem hete materie als het ware aan het klotsen, waardoor de kern een vormeloos karakter krijgt. Supernova 1987A verscheen 28 jaar geleden in een klein sterrenstelsel op 168.000 lichtjaar van de aarde. Het was de meest nabije supernova in bijna vierhonderd jaar. (EE)
Lopsided Star Explosion Holds the Key to Other Supernova Mysteries

7 mei 2015
Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat de halo van gas rond het naburige Andromedastelsel ongeveer zes keer zo groot is en duizend keer meer gas bevat dan tot nu toe werd gedacht. Het donkere, vrijwel onzichtbare omhulsel strekt zich uit tot op ongeveer een miljoen lichtjaar van zijn moederstelsel. Ter vergelijking: de afstand tussen het Andromedastelsel en onze eigen Melkweg bedraagt 2,5 miljoen lichtjaar. Veel sterrenstelsels zijn omgeven door een kolossaal omhulsel van ijl gas. Zo’n halo geeft zelf vrijwel geen licht: het bestaan ervan moet op indirecte wijze worden aangetoond. In dit geval is gebruik gemaakt van het licht van quasars – de heldere kernen van verre sterrenstelsels – dat door het ijle gas heen schijnt. Astronomen hebben in totaal achttien quasars bekeken die, vanaf de aarde gezien, vlak naast het Andromedastelsel staan. Quasarlicht dat door de halo van het stelsel heen is gegaan, wordt op bepaalde golflengten door het daarin aanwezige gas geabsorbeerd. Door de sterkte van die absorptie te meten, kan worden vastgesteld door hoeveel gas het quasarlicht onderweg naar de aarde is tegengekomen. Uit de metingen blijkt dat de halo van het Andromedastelsel ongeveer half zo veel massa heeft als het eigenlijke sterrenstelsel. Computersimulaties laten zien dat het hete, ijle gas afkomstig is van de vele supernova-explosies die in de loop van de miljarden jaren in de 200.000 lichtjaar grote spiraalschijf van het stelsel hebben plaatsgevonden. Ook ons eigen Melkwegstelsel heeft een halo, maar de werkelijke omvang daarvan laat niet zo gemakkelijk vaststellen. Typisch een geval van door de bomen het bos niet zien! (EE)
Hubble Finds Giant Halo Around the Andromeda Galaxy

7 mei 2015
In de Antennestelsels – twee met elkaar botsende sterrenstelsels op 50 miljoen lichtjaar van de aarde – is een omvangrijke, dichte wolk van gas ontdekt. Volgens astronomen zou dat wel eens de voorloper van een bolvormige sterrenhoop kunnen zijn. Bolvormige sterrenhopen, of kortweg bolhopen, zijn samenballingen van honderdduizenden sterren. Doorgaans bestaan deze objecten, die rond veel sterrenstelsels worden aangetroffen, uit zeer oude sterren. Ze zijn ongeveer twaalf miljard jaar geleden gevormd, rond dezelfde tijd dat ook de eerste volwaardige sterrenstelsels ontstonden. Jongere exemplaren zijn heel schaars. Maar bij waarnemingen met de ALMA-radiotelescoop in Chili lijkt nu dus een bolhoop te zijn opgespoord die nog niet eens ‘af’ is. De gaswolk bevat nog geen sterren, maar bevat 50 miljoen keer zoveel gas als onze zon. Materiaal genoeg dus voor de vorming van een forse sterrenhoop. De astronomen die de ‘protosterrenhoop’ hebben ontdekt, denken dat het sterrenloze tijdperk ervan maar vrij kort duurt. Over een miljoen jaar kan de gaswolk al zijn samengetrokken tot een compacte verzameling sterren. (EE)
ALMA Discovers Proto Super Star Cluster

5 mei 2015
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Pascal Oesch van Yale University (VS) heeft een sterrenstelsel gevonden uit de tijd dat het heelal nog maar 5% van zijn huidige leeftijd had. De exacte afstand van het buitengewoon heldere sterrenstelsel is met een van de Keck-telescopen op Hawaï vastgesteld op ruim 13 miljard lichtjaar (roodverschuiving 7,73). Daarmee is dit het verste sterrenstelsel dat ooit is gezien. Het onderzoeksresultaat, waaraan drie Leidse astronomen meewerkten, wordt vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. Het record-sterrenstelsel EGS-zs8-1 werd oorspronkelijk geïdentificeerd op basis van zijn bijzondere kleuren in opnamen van de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer. Het is een van de helderste en zwaarste objecten in het vroege universum. "In slechts 670 miljoen jaar heeft het stelsel een massa opgebouwd van meer dan 15% van de massa van de huidige Melkweg", zegt eerste auteur Oesch. De nieuwe afstandsmeting van EGS-zs8-1 heeft ook bevestigd dat het sterrenstelsel in rap tempo nieuwe sterren aan het vormen was, zo'n 80 keer sneller dan het tempo waarin onze Melkweg dat nu doet. Van slechts een handjevol sterrenstelsels in het jonge heelal zijn de afstanden nauwkeurig gemeten. Iedere bevestiging levert een nieuw stukje op van de puzzel die de vorming van de eerste sterrenstelsels is. Astronomen kunnen dit soort afstandsmetingen alleen doen met de grootste telescopen ter wereld, in dit geval met het MOSFIRE-instrument op de Keck 1 telescoop op Hawaï, waarmee ze meerdere stelsels op hetzelfde moment kunnen waarnemen.Het bestuderen van sterrenstelsels op dit soort extreme afstanden is een van de uitdagingen binnen de sterrenkunde in de komende tien jaar. Coauteur Rychard Bouwens (Universiteit Leiden) benadrukt het belang van onderzoek aan stelsels in deze vroege periode van het heelal. "Het heelal onderging op dat moment belangrijke veranderingen. De wolken van neutraal waterstof tussen de sterrenstelsels veranderden in een heet, geïoniseerd plasma. Het lijkt erop dat de jonge sterren in vroege sterrenstelsels zoals EGS-zs8-1 de belangrijkste aanjagers waren voor deze overgang, die het 'tijdperk van herionisatie' wordt genoemd. "Het onderzoeksresultaat roept ook weer nieuwe vragen op. Het bevestigt dat er in de babytijd van het heelal al zware sterrenstelsels waren, maar toont ook aan dat ze totaal andere fysische eigenschappen bezaten dan de huidige sterrenstelsels om ons heen. De ongewone kleuren van de vroege stelsels in de Hubble- en Spitzer-opnamen vinden hun oorsprong in de snelle vorming van zware sterren die interacteren met het oorspronkelijke gas in de stelsels. De astronomen kijken uit naar de lancering van de James Webb Space Telescope in 2018, die nog veel meer informatie gaat opleveren over de kosmische dageraad.
Oorspronkelijk persbericht

30 april 2015
Sommige superzware zwarte gaten slokken vijf tot tien maal zo snel materie op als tot nu toe voor mogelijk werd gehouden. Dat blijkt uit waarnemingen van NASA's röntgenruimtetelescoop Chandra, die gepubliceerd worden in The Astrophysical Journal. Gas dat naar binnen wordt gezogen door een zwart gat hoopt zich eerst op in een afgeplatte, snel roterende 'accretieschijf'. Het gas in die schijf wordt zo heet dat het veel zichtbaar licht maar ook veel energierijke ultraviolette straling en röntgenstraling uitzendt. Een ver sterrenstelsel met een superzwaar zwart gat in de kern is daardoor een helder, energierijk hemellichaam - een zogeheten quasar. Met Chandra zijn nu 51 quasars bestudeerd op afstanden van 5 tot 11,5 miljard lichtjaar die veel minder ultraviolette straling en röntgenstraling uitzenden dan normaal. Mede op basis van computersimulaties wordt aangenomen dat de zwarte gaten in deze quasars in hoog tempo materiaal uit hun omgeving opslokken. De accretieschijf raakt daarbij 'opgeblazen' tot een dikke donut, die de energierijke straling uit de heetste binnenste delen van de schijf absorbeert. De ontdekking vormt mogelijk een verklaring voor het feit dat er in de jeugd van het heelal al extreem zware zwarte gaten voorkwamen. Die kunnen alleen zo snel in massa zijn toegenomen wanneer ze in uitzonderlijk hoog tempo materie verorberen. (GS)
NASA's Chandra Suggests Black Holes Gorging at Excessive Rates

29 april 2015
Van platte spiraalstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel was het al bekend, maar nu blijkt het ook te gelden voor elliptische sterrenstelsels: de rotatiesnelheid van sterren neemt snel toe bij toenemende afstand tot de kern van het stelsel, maar blijft op grotere afstanden constant. De verklaring wordt gezocht in de aanwezigheid van donkere materie, waarvan de ware aard overigens nog steeds een raadsel is. Metingen aan rotatiesnelheden en massaverdeling van elliptische sterrenstelsels is moeilijker vanwege hun driedimensionale structuur. Met de DEIMOS-spectrograaf op de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii is het nu echter gelukt om van veel elliptische stelsels de zogeheten rotatiekromme te bepalen - de manier waarop de rotatiesnelheid varieert met toenemende afstand tot de kern. Dat ook elliptische stelsels een vlakke rotatiekromme vertonen, wijst erop dat de onderlinge verdeling van zichtbare sterren (geconcentreerd in het centrum) en van donkere materie in deze stelsels vrijwel gelijk is aan die in spiraalvormige sterrenstelsels. Gezien de afwijkende structuur en evolutie van de twee typen stelsels is dat op zich een verrassende ontdekking.De nieuwe metingen worden gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. Volgens de onderzoekers laten de resultaten nog steeds ruimte voor een alternatieve verklaring van de vlakke rotatiekrommen: sommige astronomen denken dat de zwaartekracht zich anders gedraagt in de buitendelen van sterrenstelsels. (GS)
The Dark Matter Conspiracy

27 april 2015
Met de Amerikaanse Very Large Array-radiotelescoop is een 'missing link' gevonden tussen 'gewone' supernova-explosies en gammaflitsen. De nieuwe resultaten worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Supernova's zijn explosies van zware sterren die aan het eind van hun leven zijn gekomen. De kern van de ster stort ineen tot een neutronenster of een zwart gat; de buitenlagen van de ster worden de ruimte in geblazen, in een min of meer bolvormige schil. In sommige gevallen ontstaat er rond het centrale compacte object een snel roterende accretieschijf, en worden elektrisch geladen deeltjes met bijna de lichtsnelheid weggeschoten in twee tegenovergesteld gerichte 'jets'. Bij de wisselwerking tussen die jets en de omringende interstellaire materie wordt energierijke gammastraling opgewekt; wanneer een van de jets min of meer op de aarde is gericht, zien we een zogeheten gammaflits. Uit de metingen aan supernova 2012ap blijkt dat er wel sprake was van jets die met bijna de lichtsnelheid bewogen, maar dat er toch geen gammaflits werd waargenomen, ook al werden de jets sterk afgeremd door de omringende materie. Hoewel veel details nog onduidelijk zijn, lijkt het erop dat er verschillende tussenvormen bestaan tussen gewone supernova's en gammaflitsen. Daarbij is het niet alleen van belang of er daadwerkelijk een accretieschijf (met bijbehorende jets) wordt gevormd, maar ook hoe zwaar de deeltjes zijn die in de jet worden weggeschoten. (GS)
Strange Supernova is "Missing Link" in Gamma-Ray Burst Connection

24 april 2015
Sterrenstelsels bevinden zich vaak in clusters. In zo'n cluster zijn ook veel slapende stelsels die al lang geen sterren meer vormen. Een internationaal team onder leiding van Andra Stroe (Universiteit Leiden) en David Sobral (Leiden en Lissabon) heeft nu ontdekt dat deze comateuze sterrenstelsels gereanimeerd kunnen worden. Als clusters van sterrenstelsels samensmelten, gaat er zo'n grote schok door het gebied dat een geboortegolf van sterren volgt. De ingeslapen sterrenstelsels krijgen als het ware nieuw leven ingeblazen. De wetenschappers publiceren hun bevindingen op 24 april in twee artikelen in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Een cluster van sterrenstelsels is vergelijkbaar met een stad met inwoners. Duizenden sterrenstelsels bevinden zich net als de inwoners van een stad op een kluitje. Een cluster van stelsels ontstaat in miljarden jaren door kleine clusters die met elkaar versmelten. Net zoals steden in de loop der jaren groeien door kleinere steden en dorpen op te slokken.Bij het versmelten van clusters van sterrenstelsels komt veel energie vrij. Dat levert een schokgolf op die zich door het cluster voortplant als een tsunami. Tot nu toe was er geen bewijs dat die schokgolf noemenswaardige gevolgen heeft voor de sterrenstelsels in het cluster. De Leidse wetenschappers ontdekten echter dat de schokgolf wel degelijk invloed heeft op de sterrenstelsels. Stroe en Sobral bestudeerden het samensmeltende cluster van sterrenstelsels CIZA J2242.8+5301. Dat cluster is ook bekend onder de bijnaam The Sausage (het worstje), omdat er boven het cluster een worstvormige structuur zichtbaar is. Het cluster bevindt zich op 2,3 miljard lichtjaar van de Aarde in het sterrenbeeld Hagedis. Stroe en Sobral gebruikten de Isaac Newton and William Herschel Telescopen op La Palma en de Subaru, CFHT and Keck Telescopen op Hawaii. Stroe licht toe: "De comateuze sterrenstelsels in The Sausage komen weer tot leven en vormen als een waanzinnige sterren. Toen we onze gegevens voor het eerst bestudeerden, konden we simpelweg niet geloven wat we zagen." Het nieuwe onderzoek duidt erop dat het samengaan van clusters van sterrenstelsels een grote invloed heeft op de vorming van sterren. "Het lijkt alsof je met een lepeltje melk door de koffie roert. De schok van het samensmelten levert een wervelwind op in het galactische gas. Dat zorgt voor een instorting die uiteindelijk leidt tot de vorming van dichte, koude, gaswolken waar stervorming plaatsvindt." aldus Stroe. Sobral voegt toe: "Overigens zorgt stervorming met deze snelheid voor veel zeer zware, kortlevende sterren die na een paar miljoen jaar exploderen als supernova's. Door de explosies verliest het sterrenstelsel een hoop gas. Wat overblijft wordt gebruikt om nieuwe sterren te vormen. Uiteindelijk raakt het sterrenstel snel door zijn brandstof heen en is het sterrenstelsel nog slaperiger dan voordat het uit coma was verwekt. Het sterrenstelsel zakt terug in een nieuw coma en heeft waarschijnlijk weinig kans dat het daar weer uit ontwaakt." De volgende stap in het onderzoek is om te kijken of The Sausage uniek is en of deze uitbarstingen van stervorming alleen onder speciale omstandigheden plaatsvinden. Daar willen de onderzoekers de komende tijd achter komen als ze meer clusters van sterrenstelsel gaan onderzoeken.
Origineel persbericht

23 april 2015
Russische en Franse astronomen hebben ontdekt dat complete sterrenstelsels uit clusters kunnen worden weggeslingerd. Dat kan het bestaan verklaren van de (weinige) compacte elliptische sterrenstelsels die eenzaam door de ruimte zwerven (Science, 24 april). Tot 2009 waren slechts enkele tientallen van die compacte stelsels ontdekt, allemaal in de buurt van grote sterrenstelsels. Omdat ze nog het meest op ‘kale’ kernen van normale stelsels leken, ontstond het vermoeden dat het restanten konden zijn van sterrenstelsels die het grootste deel van hun sterren aan hun grote buur waren kwijtgeraakt. Maar in 2013 werd er plotseling ook een compact elliptisch stelsel in de lege ruimte aangetroffen. En bij het doorzoeken van al bestaande astronomische gegevens zijn nu nog eens elf van die solitaire stelsels ontdekt. Daarnaast zijn er ook een paar honderd compacte stelsels opgespoord die (nog) tot clusters behoren. Het feit dat de vrij rondzwervende stelsels sterke overeenkomsten vertonen met hun soortgenoten in clusters, wijst erop dat ze dezelfde oorsprong hebben. Volgens de astronomen waren ze ooit begeleiders van grote sterrenstelsels en zijn ze toen al ‘ontmanteld’. Hun latere ontsnapping zou het gevolg zijn van de zwaartekrachtsinteracties die optraden bij de ontmoeting met een derde sterrenstelsel. Een extra aanwijzing dat dit proces inderdaad optreedt, is dat sommige van de compacte stelsels die deel uitmaken van clusters zo veel snelheid hebben, dat ze op het punt staan om te ontsnappen. (EE)
Small victims of galactic threesomes can run away

20 april 2015
De quasar PSO J334.2028+01.4075 bevat waarschijnlijk een dubbel superzwaar zwart gat. Dat schrijven astronomen in Astrophysical Journal Letters. De twee superzware zwarte gaten die in de kern van de quasar eens in de 542 dagen om elkaar heen draaien, zenden vermoedelijk zwaartekrachtsgolven uit. Quasars zijn de extreem heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels. De energierijke straling is afkomstig uit de directe omgeving van een superzwaar zwart gat in hun kern. In het geval van PSO J334.2028+01.4075 heeft het zwarte gat een massa van naar schatting 10 miljard zonsmassa's. Met de Pan-STARRS1-telescoop op Maui (Hawaii) is nu ontdekt dat de quasar op een heel voorspelbare manier van helderheid verandert, met een periode van 542 dagen. Dat wijst er volgens de onderzoekers op dat er in werkelijkheid sprake is van twee superzware zwarte gaten die op kleine afstand om elkaar heen draaien. Zo'n dubbel zwart gat kan het resultaat zijn van de botsing en versmelting van twee sterrenstelsels. Het dubbele zwarte gat zendt vermoedelijk zwaartekrachtsgolven uit - minieme trillingen in de ruimtetijd, voorspeld door Einsteins relativiteitstheorie. Als gevolg daarvan verliest het systeem energie; in de toekomst zullen de twee zwarte gaten ook met elkaar versmelten. (GS)
Pulsing Light May Indicate Supermassive Black Hole Merger

20 april 2015
Sterrenstelsels in het vroege heelal raken sneller verrijkt met zware elementen wanneer ze zich in protoclusters bevinden. Dat blijkt uit waarnemingen die verricht zijn met een gevoelige spectrograaf op de Japanse 8,3-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Zo'n elf miljard jaar geleden begonnen sterrenstelsels zich al te groeperen in losse verzamelingen. Deze protoclusters (de voorlopers van de huidige grote clusters van sterrenstelsels) hadden massa's van ca. honderd biljoen zonsmassa's. De Japanse metingen laten zien dat de stelsels die zich in zo'n protocluster bevinden verhoudingsgewijs méér zware elementen dan waterstof en helium bevatten dan de sterrenstelsels buiten de protoclusters. Een mogelijke verklaring is dat het nauwelijks verrijkte gas in de buitendelen van de betreffende sterrenstelsels 'gestript' wordt door de wrijving met het ijle intraclustergas, als gevolg van de hoge snelheden van de stelsels (tot ca. 1000 kilometer per seconde). Het is ook mogelijk dat het omringende intraclustergas verhindert dat verrijkt gas uit de centrale delen van de sterrenstelsels naar buiten wordt geblazen. (GS)
Astronomers Find New Details about Star Formation in Ancient Galaxy Protoclusters

16 april 2015
Astronomen hebben aangetoond dat er in de buitendelen van verre, grote sterrenstelsels nog steeds sterren worden geproduceerd, maar in de binnendelen niet meer (Science, 17 april). Dat bevestigt het al langer bestaande vermoeden dat het stilvallen van de sterproductie in deze stelsels is begonnen in het centrum en zich vervolgens naar buiten toe heeft verspreid. De ontdekking heeft betrekking op zogeheten elliptische reuzenstelsels – de grootste sterrenstelsels in het heelal. In het hart van deze kolossale stelsels staan de sterren doorgaans tien keer zo dicht op elkaar als in onze eigen Melkweg. En ze bevatten ook ongeveer tien keer zo veel massa. Nabije exemplaren van deze reuzenstelsels produceren geen nieuwe sterren meer, maar hun verre soortgenoten nog wel. Dat verschil is een gevolg van de eindige snelheid van het licht: het licht van de 22 elliptische reuzenstelsels die de astronomen nu hebben onderzocht heeft er tien miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. We zien de stelsels dus zoals ze er tien miljard jaar geleden uitzagen. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt dat dit ook zo’n beetje het moment moet zijn geweest waarop de stervorming begon te haperen. Waarom dat gebeurde, is nog niet helemaal duidelijk. Eén mogelijkheid is dat de grondstoffen voor de vorming van nieuwe sterren werden weggeblazen door de intense energie van het superzware zwarte gat in het centrum van deze stelsels. Een ander idee is dat de aanvoer van vers gas naar het stelsel kwam stil te vallen, waarna de grondstof voor nieuwe sterren simpelweg opraakte. (EE)
Reuzenstelsels sterven van binnen uit

16 april 2015
Astronomen hebben een extreem sterk magnetisch veld ontdekt in de nabijheid van een superzwaar zwart gat. Het veld is sterker dan alle magnetische velden die tot nu toe in de kernen van sterrenstelsels zijn waargenomen (Science, 17 april). In het hart van bijna elk sterrenstelsel bevindt zich een superzwaar zwart gat, dat vaak miljarden malen zo veel massa heeft als de zon. Deze zwarte gaten kunnen enorme hoeveelheden materie uit hun omgeving aantrekken, die zich ophopen in een omringende schijf. Het grootste deel van deze materie wordt uiteindelijk opgeslokt door het zwarte gat, maar een deel ervan wordt met bijna de snelheid van het licht de ruimte in geblazen. Hoe zo’n ‘jet’ ontstaat, wordt nog niet goed begrepen. Maar vermoed wordt dat sterke magnetische velden, in de buurt van de zogeheten waarnemingshorizon van het zwarte gat, daarbij een cruciale rol spelen. Dat vermoeden wordt gesteund door nieuwe waarnemingen met Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Met ALMA is een sterk magnetisch veld ontdekt in de kern van het verre sterrenstelsels PKS 1830-211. Hoe sterk precies blijkt uit onderzoek van de polarisatie van het licht van de jet van het stelsel. Polarisatie is een eigenschap van licht waar we ook in ons dagelijks leven gebruik van maken, bijvoorbeeld in zonnebrillen of de 3D-brillen in de bioscoop. Licht verandert van polarisatie wanneer het door een gemagnetiseerd medium gaat – in dit geval materie dicht in de buurt van het zwarte gat in het centrum van PKS 1830-211. Uit de ALMA-metingen blijkt dat het magnetisch veld aldaar honderden malen sterker is dan het sterkste dat ooit in het heelal is waargenomen.(EE)
ALMA ontdekt intens magnetisch veld nabij superzwaar zwart gat

15 april 2015
Astronomen hebben een intrigerende aanwijzing gevonden dat donkere materie niet alleen gevoelig is voor de zwaartekracht, maar ook andersoortige interacties met zichzelf aangaat. Dat blijkt uit waarnemingen met de Europese Very Large Telescope en de Hubble-ruimtetelescoop (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 april). Met die twee instrumenten is een viertal botsende sterrenstelsels in de cluster Abell 3827 onderzocht. Via het zogeheten zwaartekrachtlenseffect hebben de astronomen kunnen achterhalen hoe de donkere materie rond deze stelsels is verdeeld. Volgens de huidige inzichten zijn alle sterrenstelsels omgeven door een omhulsel van donkere materie. Zonder de bindende werking van de zwaartekracht die de donkere materie uitoefent zouden sterrenstelsels zoals onze Melkweg door hun draaiing uit elkaar vallen. Dat dit niet gebeurt, is alleen verklaarbaar als 85 procent van alle massa in het heelal uit donkere materie bestaat. Maar waar die materie uit bestaat is nog steeds een raadsel. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat het omhulsel van een van de vier botsende sterrenstelsels in Abell 3827 achterloopt bij het stelsel dat het omsluit. De achterstand bedraagt momenteel 5000 lichtjaar. Dat wijst erop dat de donkere materie in het omhulsel door iets wordt vertraagd. En niet door de zwaartekracht, want er staat verder niets in de buurt. Toch zijn de astronomen voorzichtig met het trekken van conclusies. Ze merken op dat nog onderzocht moet worden welke andere effecten deze vertraging zouden kunnen veroorzaken. Dat onderzoek kan bestaan uit soortgelijke waarnemingen van andere sterrenstelsels en computersimulaties van galactische botsingen. Bij een eerder onderzoek van 72 botsingen tussen clusters had hetzelfde team van astronomen juist vastgesteld dat donkere materie vrijwel géén interacties met zichzelf aangaat. Het nieuwe onderzoek heeft echter geen betrekking op complete clusters, maar op de bewegingen van afzonderlijke sterrenstelsels. De astronomen denken dat het mogelijk is dat de botsing tussen deze stelsels langer heeft geduurd dan de clusterbotsingen die in het eerdere onderzoek zijn waargenomen – lang genoeg om zelfs een geringe kracht de kans te geven om een meetbare afremming te veroorzaken. (EE)
Eerste tekenen van donkere materie die zichzelf beïnvloedt?

10 april 2015
De versnelling van de uitdijing van het heelal gaat misschien wat minder hard dan tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komen Amerikaanse astronomen na waarnemingen van verre supernova-explosies (The Astrophysical Journal, 10 april). De onderzochte supernova’s zijn van type Ia, die als ‘standaardkaarsen’ worden gebruikt – uit hun helderheid kan hun afstand worden afgeleid. De astronomen hebben nu ontdekt dat die supernova’s toch niet allemaal even veel licht geven. Er bestaan in feite twee soorten, en het opmerkelijke is dat in onze nabijheid een andere soort in de meerderheid is dan op grote afstanden. Deze ontdekking kan gevolgen hebben voor de bepaling van de uitdijingssnelheid van het heelal. Rond de laatste eeuwwisseling ontdekten astronomen dat veel supernova’s van type Ia zwakker lijken dan verwacht, omdat ze verder van de aarde verwijderd zijn dan het geval was geweest in een gelijkmatig uitdijend heelal. Dat wijst erop dat het heelal steeds sneller uitdijt – een verschijnsel dat wordt toegeschreven aan de zogeheten donkere energie. Dat de eigenschappen van verre supernova’s van dit type een beetje afwijken van die van hun nabije soortgenoten, werd pas duidelijk toen de ontploffende sterren op ultraviolette golflengten werden bekeken. Gemiddeld blijken nabije supernova’s van type Ia iets roder te zijn dan verre. Dit heeft tot gevolg dat de waargenomen uitdijing van het heelal voor een deel kan worden toegeschreven aan het kleurverschil tussen de beide soorten supernova’s. En dat zou betekenen dat de uitdijing van het heelal minder hard versnelt, en dat er minder donkere energie is, dan tot nog toe werd aangenomen. (EE)
Accelerating Universe? Not So Fast

10 april 2015
Nieuwe computersimulaties geven meer inzicht in de meest energierijke verschijnselen in het heelal: de zogeheten gammaflitsen. Een van de conclusies van het onderzoek is dat bij deze explosies waarschijnlijk minder neutrino’s vrijkomen dan tot nu werd aangenomen (Nature Communications, 10 april). Een gammaflits ontstaat wanneer een extreem zware ster aan het eind van zijn korte bestaan als supernova explodeert. Het krachtige magnetische veld van de ster bundelt de meeste energie die bij de explosie vrijkomt tot twee jets van energierijke deeltjes, die met bijna de snelheid van het licht het heelal in worden geblazen. Door middel van computersimulaties heeft een internationaal team van wetenschappers onderzocht wat zich in zo’n jet afspeelt. Hun model gaat uit van jets waarin de hete materie niet gelijkmatig is verdeeld en met verschillende snelheden beweegt. Hierdoor treden allerlei botsingen binnen de jets op. Bij deze botsingen ontstaat een mengsel van neutrino’s, kosmische straling en gammastraling. Aan het begin van de jets, waar de dichtheid het grootst is, hebben neutrino’s de overhand. Verderop wordt voornamelijk kosmische straling geproduceerd en uiteindelijk bestaat het ‘schroot’ voornamelijk uit gammastraling. Wat er precies op aarde aankomt, is afhankelijk van de energie die bij de explosie vrijkomt en van de afstand van de ster. De computerberekeningen geven aan dat maar weinig neutrino’s van gammaflitsen de aarde bereiken – te weinig om met de huidige ‘neutrinotelescopen’ te kunnen waarnemen. Het wachten is op de volgende generatie van neutrinodetectoren, zoals de IceCube-Gen-2. (EE)
Cosmic Debris: Study Looks Inside The Universe’s Most Powerful Explosions

9 april 2015
Astronomen hebben ontdekt dat sterrenstelsels als onze Melkweg een stellaire ‘babyboom’ ondergaan. Tijdens die periode produceren ze in hoog tempo – dertig keer zo snel als nu – nieuwe sterren. Onze zon heeft die geboortegolf echter niet meegemaakt: zij ontstond pas veel later. Een en ander blijkt uit een groots opgezet onderzoek, waarbij de ruimtetelescopen Hubble, Spitzer en Herschel zijn ingezet, en de Magellan-telescoop in Chili. Bij dat onderzoek zijn meer dan 24.000 voorlopers van spiraalstelsels onder de loep genomen (The Astrophysical Journal, 9 april). De waarnemingen laten zien dat deze stelsels tijdens de eerste vijf miljard jaar van hun bestaan de meeste sterren produceren. Daarna neemt het stervormingstempo snel af. Dat betekent dat de stellaire geboortegolf in onze Melkweg ongeveer tien miljard jaar geleden op zijn hoogtepunt was. Onze zon ontstond pas vijf miljard jaar daarna. Dat laatste was juist gunstig voor de vorming van planeten. Want alle elementen zwaarder dan waterstof en helium zijn gevormd door zware sterren. Tegen de tijd dat zij geboren werd, was de oernevel waaruit de zon ontstond dus al rijk aan zware elementen. En daar plukken we nu de vruchten van. (EE)
Our Sun Came Late to the Milky Way's Star-Birth Party

2 april 2015
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een reeks opnamen gemaakt van sterrenstelsels die vroeger een actieve kern – een quasar – hadden. Op grote afstand van die kern is nog spookachtig groen, nagloeiend gas te zien, dat door de quasar is aangelicht. Een quasar is in feite niets anders dan een superzwaar zwart gat dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Daarbij vormt zich rond het zwarte gat een accretieschijf van hete materie, die grote hoeveelheden straling uitzendt. Een deel van die materie wordt met grote snelheid loodrecht op het vlak terug de ruimte in geschoten, en vormt daarbij twee zogeheten jets. De groene slierten op de Hubble-foto’s hebben ooit, wellicht kortstondig, blootgestaan aan een stralingsuitbarsting van de quasar. Daarbij hebben elementen als zuurstof, helium, stikstof, zwavel en neon in de slierten straling van de quasar geabsorbeerd. Door een proces dat foto-ionisatie wordt genoemd, wordt de energie die de atomen daarbij hebben gekregen geleidelijk weer uitgezonden in de vorm van licht. De groene kleur is specifiek te danken aan zuurstof. Elk van de spookachtige structuren is zo ver van de kern van het sterrenstelsel verwijderd, dat de straling van de quasar er tienduizenden jaren over heeft gedaan om hem te bereiken. Dus hoewel de quasars zelf inmiddels al niet meer actief zijn, blijven de groene gaswolken nog wel een tijdje nagloeien. Het eerste object van dit type werd in 2007 ontdekt door de Nederlandse onderwijzeres Hanny van Arkel. Vermoed wordt dat de afgebeelde sterrenstelsels het resultaat zijn van botsingen tussen kleinere stelsels. Bij zo’n botsing wordt het centrale zwarte gat van verse ‘brandstof’ voorzien, en blijven tienduizenden lichtjaren grote gaswolken achter in de omgeving van het stelsel. (EE)
Hubble finds ghosts of quasars past

31 maart 2015
Door waarnemingen van de Europese ruimtetelescopen Planck en Herschel met elkaar te combineren, zijn sterrenkundigen mogelijk honderden zogeheten protoclusters op het spoor gekomen, op grote afstanden in het heelal. In de waarnemingen van Planck, die als belangrijkste taak had om de kosmische achtergrondstraling in kaart te brengen, werden 234 bronnen gevonden op relatief korte golflengte, waarvan vermoed werd dat het objecten op grote afstanden in het heelal zouden kunnen zijn. Dat vermoeden werd in de meeste gevallen bevestigd door de infraroodruimtetelescoop herschel, die de Planck-bronnen gedetailleerd en op verschillende golflengten waarnam. Alles lijkt erop te wijzen dat het hier om compacte verzamelingen van sterrenstelsels gaat waarin een enorme stervormingsactiviteit plaatsvindt: ongeveer 1500 maal zo veel als de stervormingsactiviteit in ons eigen Melkwegstelsel. Omdat je op grote afstanden in het heelal ook ver terug kijkt in de tijd, zouden het de voorlopers kunnen zijn van de huidige grote clusters van sterrenstelsels. De resultaten van het onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
Herschel and Planck Find Missing Clue to Galaxy Cluster Formation

31 maart 2015
Met het ALMA-observatorium in Chili is de verdeling van de stervormingsactiviteit in kaart gebracht in een sterrenstelsel op ruim 11 miljard lichtjaar afstand. Het stelsel, SPD.81 geheten, staat zo ver weg dat het normaalgesproken niet eens zichtbaar zou zijn. Het bevindt zich echter achter een dichterbij gelegen sterrenstelsel dat fungeert als zwaartekrachtslens. Het beeld van het achtergrondstelsel is door die lenswerking 17 maal helderder dan normaal. Bovendien is het zeer sterk vervormd, tot een vrijwel complete 'Einsteinring'. De ALMA-waarnemingen aan het 'gelensde' sterrenstelsel zijn verricht op submillimetergolflengten. Ze brengen de verdeling in beeld van stof waaruit nieuwe sterren ontstaan. Door het zwaartekrachtsveld van het voorgrondstelsel goed te modelleren, was het mogelijk om het onvervormde beeld van het verre sterrenstelsel te reconstrueren. Daaruit blijkt dat er sprake is van drie afzonderlijke gebieden met veel stervormingsactiviteit. De resultaten van het onderzoek zijn voor publicatie aangeboden aan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De onderzoekers denken dat SPD.81 een schijfvormig sterrenstelsel is dat we min of meer in zijaanzicht zien. De stervormingsactiviteit in het stelsel ongeveer 300 maal zo hoog als in ons Melkwegstelsel. Het is voor het eerst dat er zulke gedetailleerde stofwaarnemingen beschikbaar zijn van een sterrenstelsel op zo'n grote afstand.(GS)
Dusty substructure in a galaxy far far away

26 maart 2015
Onderzoekers van Zwitserse en Britse instituten hebben gegevens van 72 botsende clusters van sterrenstelsels onderzocht. Dat zou inzicht moeten geven in de aard van de donkere materie die de clusters bijeenhoudt. ‘Zou’, want aan het resultaat valt eigenlijk geen touw vast te knopen (Science, 27 maart). Een botsing tussen twee clusters van sterrenstelsels duurt miljarden jaren. Astronomen krijgen daarvan slechts een momentopname te zien, maar dat levert toch interessante informatie op. Zo kan met behulp van de zogeheten gravitatielenstechniek de verdeling van de donkere materie in de clusters in kaart worden gebracht – materie die wel zwaartekracht uitoefent, maar geen waarneembare straling uitzendt. Naar verwachting zou bij zo’n botsing de donkere materie van de ene cluster invloed moeten uitoefenen op de donkere materie van de andere cluster. Simpel gezegd zou de donkere materie van beide clusters moeten afremmen of van richting veranderen. Veel astronomen gaan er namelijk van uit dat donkere materie uit deeltjes bestaat – bijzondere deeltjes, maar toch. Om te toetsen of donkere materie inderdaad uit deeltjes bestaat, hanteerden de onderzoekers twee mogelijke scenario’s: ofwel vinden er veel interacties tussen donkermateriedeeltjes plaats, maar die interacties zijn zwak; of er vinden weinig interacties plaats, maar die interacties zijn sterk. In het eerste geval zou de donkere materie na de botsing moeten afremmen, in het tweede geval gaat de donkere materie alle kanten op en verdwijnt zij de ruimte in. Verrassend genoeg laat het onderzoek zien dat de donkere materie in de clusters zich nergens iets van aantrekt. Dat impliceert dat de deeltjes waaruit de donkere materie zou bestaan geen onderlinge wisselwerkingen vertoont. Blijkbaar is donkere materie wel in staat om invloed uit te oefenen op zichtbare materie, maar niet op zichzelf. Daarmee is het raadsel van de donkere materie, die negentig procent van alle massa in het heelal voor zijn rekening neemt, alleen maar groter geworden. De onderzoekers beginnen er zelfs aan te twijfelen of donkere materie überhaupt wel uit deeltjes bestaat. (EE)
Galaxy clusters collide; dark matter still a mystery

26 maart 2015
Al vele jaren gebruiken astronomen supernova’s van type Ia als ‘standaardkaarsen’ waarmee de afstanden tot verre sterrenstelsels kunnen worden bepaald. Uit een zorgvuldige inventarisatie blijkt dat vooral supernova’s die in de nabijheid van jonge sterren plaatsvinden betrouwbare afstandsindicatoren zijn (Science, 27 maart). Alle supernova’s van type Ia gedragen zich min of meer op dezelfde manier. Dat komt doordat ze dezelfde oorzaak hebben: het ontploffen van een witte dwergster. Toch vertonen hun helderheden kleine onderlinge verschillen, die verband lijken te houden met de omgeving en de voorgeschiedenis van de exploderende sterren. Astronomen hebben nu vastgesteld dat supernova’s van type Ia waarvan de helderheid heel precies afhangt van de snelheid waarmee ze uitdoven, het meest geschikt zijn voor afstandsbepalingen. Bij deze supernova’s, die te vinden zijn in de omgeving van heldere, hete jonge sterren, zijn waarschijnlijk jonge witte dwergen betrokken. Door alleen deze specifieke supernova’s te gebruiken, kan de nauwkeurigheid van afstandsmetingen met een factor 2 of meer worden vergroot. Dat is vooral van belang voor het onderzoek van de (versnellende) uitdijing van het heelal, dat zwaar leunt op de afstanden van supernova’s. (EE)
Astronomers Upgrade Their Cosmic Light Bulbs

25 maart 2015
Veel sterrenstelsels blazen enorme hoeveelheden gas en stof uit hun kern weg. Nieuwe waarnemingen met de Japanse röntgensatelliet Suzaku bewijzen dat die uitstroom grotendeels wordt veroorzaakt door het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel (Nature, 26 maart). Het nieuwe onderzoek draait om IRAS F11119+3257, een sterrenstelsel op 2,5 miljard lichtjaar afstand dat een actief superzwaar zwart gat in zijn centrum heeft. Dat laatste betekent dat het zwarte gat grote hoeveelheden gas aantrekt. Het toestromende gas wordt daarbij zo heet dat het intense straling gaat uitzenden. Die straling veroorzaakt een krachtige ‘wind’ die het aanwezige gas uit de kern van het sterrenstelsel probeert te verdrijven. De Suzaku-waarnemingen laten zien dat die wind sterk genoeg is om het gas tot aan de randen van het stelsel te blazen. Dat er een verband bestaat tussen de ‘winden’ van superzware zwarte gaten en de uitstroom van gas, was al theoretisch voorspeld. Maar IRAS F11119+3257 is het eerste stelsel waarbij tegelijkertijd de wind van een actief zwart gat en de grootschalige uitstroom van gas zijn waargenomen. Volgens een alternatieve theorie zou de centrale wind van een sterrenstelsel ook door grote aantallen jonge, hete sterren kunnen worden veroorzaakt. De röntgenhelderheid van de kern van het onderzochte stelsel bewijst echter dat het daarin aanwezige zwarte gat de hoofdoorzaak moet zijn. (EE)
Supermassive black hole clears star-making gas from galaxy’s core

23 maart 2015
In het Sculptor-dwergsterrenstelsel, een van de kleine begeleiders van ons eigen Melkwegstelsel, zijn de scheikundige vingerafdrukken gevonden van een zeldzame, oude supernova. Het dwergstelsel bevat slechts enkele miljoenen sterren, waarvan de jongste al zo'n zeven miljard jaar geleden zijn ontstaan. De meeste van die sterren bevatten - naast waterstof en helium - zware elementen die geproduceerd zijn in de allereerste generatie van sterren. Die nieuw gevormde elementen werden bij de supernova-explosies van die eerste-generatiesterren de ruimte in geblazen.Onderzoekers van het Carnegie Institution for Science hebben in het Sculptor-dwergstelsel nu twee sterren ontdekt die een leeftijd hebben van ongeveer 13 miljard jaar. Ze hebben een sterk afwijkende samenstelling: er komt veel minder magnesium, calcium en silicium in voor dan je zou verwachten op basis van de hoeveelheid ijzer die ze bevatten. Het kan haast niet anders, aldus de onderzoekers in The Astrophysical Journal, of de twee sterren zijn ontstaan uit de materie die de ruimte in werd geblazen bij één enkele supernova met afwijkende eigenschappen. (GS)
Chemical fingerprints of ancient supernovae found

23 maart 2015
Het merkwaardige dwergstelsel I Zw18 (linksonder op de foto) bevat veel geïoniseerd helium - heliumatomen die een of twee elektronen hebben verloren onder invloed van energierijke straling. Dat blijkt uit metingen die verricht zijn met de 3,5-meter telescoop van het Spaanse Calar Alto-observatorium.Gewone reuzensterren en schokgolven van supernova-uitbarstingen leveren onvoldoende energie om de grote hoeveelheden geïoniseerd helium in I Zw18 te verklaren. In plaats daarvan denken de onderzoekers dat het heliumgas in het dwergstelsel geïoniseerd is door de energierijke straling van extreem hete sterren die vrijwel geen andere elementen dan waterstof en helium bevatten.Zulke 'eerste-generatiesterren', waarin vrijwel geen zwaardere elementen voorkomen, moeten in de prille jeugd van het heelal zeer talrijk zijn geweest. De waarnemingen van I Zw18 werpen dan ook nieuw licht op processen die relatief kort na de oerknal hebben plaatsgevonden.Dat is opmerkelijk, omdat het dwergstelsel relatief dichtbij staat, op 'slechts' ca. 60 miljoen lichtjaar afstand. Normaalgesproken moeten sterrenkundigen objecten op afstanden van miljarden lichtjaren bestuderen om meer te weten te komen over omstandigheden in het pasgeboren heelal. I Zw18 is echter relatief jong (naar schatting ca. 500 miljoen jaar oud), en biedt sterrenkundigen dus een indirecte blik op de prille jeugd van de kosmos.De eerste-generatiesterren die een rol gespeeld zouden kunnen hebben bij het ioniseren van het interstellaire gas in I Zw18 zijn overigens niet waargenomen - zulke sterren hebben een enorm korte levensduur. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
IZw18: the galaxy that reveals the history of the universe

19 maart 2015
Wetenschappers van het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) hebben een verklaring gevonden voor de ‘tegendraadse’ beweging van sterren in elliptische sterrenstelsels. De oorzaak ligt bij het massaverlies dat optreedt bij het samensmelten van twee sterrenstelsels. Elliptische sterrenstelsels ontstaan wanneer twee kleinere, schijfvormige sterrenstelsels met elkaar in botsing komen. Alle sterren in het uiteindelijke stelsel draaien om hun gezamenlijke centrum. Maar opmerkelijk genoeg bewegen de sterren in de buitendelen vaak in een heel andere richting dan die in het kerngebied. Tot nu toe werd aangenomen dat dit komt doordat de rotatierichtingen van de sterrenstelsels vóór de botsing tegengesteld aan elkaar waren. Computerberekeningen voorspelden echter veel minder tegendraadse draaiende kerngebieden dan er in werkelijkheid worden waargenomen. Bij nieuwe computersimulaties hebben de MPIA-wetenschappers nu ontdekt dat er nóg een manier is waarop een elliptisch stelsel met een tegendraadse kern kan ontstaan. Wanneer twee sterrenstelsels elkaar dicht naderen, ontsnapt er nogal wat materie uit hun kerngebied. Dat resulteert in een effect dat vergelijkbaar is met de werking van een raket: de uitstoot van materie veroorzaakt een tegengesteld gerichte reactiekracht. En als die reactiekracht maar groot genoeg is, krijgt het uiteindelijke elliptische sterrenstelsel een tegengesteld draaiende kern – óók als draairichtingen van de oorspronkelijke dezelfde oriëntatie hadden. (EE)
Galactic “rocket engine” explains unusual stellar motion in galaxies

18 maart 2015
In het kleine nabije sterrenstelsel NGC 5253 is een kolossale gaswolk ontdekt waarin zich een miljoen sterren aan het vormen zijn. Tezamen produceren de sterren in deze ’supernevel’ een miljard keer zo veel licht als onze zon. Toch zijn ze niet waarneembaar op zichtbare golflengten: ze zitten verscholen in hun eigen hete gassen (Nature, 19 maart). De sterrenhoop is ongeveer drie miljoen jaar oud, wat naar astronomische maatstaven heel jong is. De sterren zijn niet alleen omgeven door gas, maar ook door buitengewoon grote hoeveelheden stof: 15.000 zonsmassa’s aan elementen als koolstof en zuurstof. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat sterrenhopen van dit kaliber alleen in de begintijd van het heelal werden gevormd. ‘Moderne’ sterrenhopen, zoals die ook nog in onze Melkweg ontstaan, zijn doorgaans vele malen kleiner. NGC 5253 is wat dat betreft een buitenbeentje. Het dwergstelsel telt honderden grote sterrenhopen waarvan sommige nog heel jong zijn. De supersterrenhoop telt 7000 zware ‘O-sterren’ – de helderste sterren die we kennen. Naar verwachting zullen vele daarvan binnen afzienbare tijd supernova-explosies ondergaan. Dat betekent dan ook het einde van de gaswolk: door de vele explosies zal het de interstellaire ruimte in worden geblazen. (EE)
More than a million stars are forming in a mysterious dusty gas cloud in a nearby galaxy

10 maart 2015
Met de Amerikaanse Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) radiotelescoop is een bijzondere nieuwe radio-'foto' gemaakt van Abell 2256 - twee clusters van sterrenstelsels op ca. 800 miljoen lichtjaar afstand van de aarde die met elkaar in botsing zijn. In het radiobeeld zijn waarnemingen op veel verschillende radiogolflengten verwerkt; die zijn zo 'ingekleurd' dat rood overeenkomt met de langste golflengten en blauw met de kortste. Wanneer onze ogen gevoelig zouden zijn voor radiostraling in plaats van voor zichtbaar licht, zouden we Abell 2256 dus zien zoals op deze opname. De verscheidenheid aan bizarre structuren op de radiofoto is nog lang niet afdoende verklaard; opnamen zoals deze moeten meer licht werpen op de verschillende natuurkundige processen die een rol spelen bij botsingen van clusters. (GS)
Mysterious Phenomena in a Gigantic Galaxy-Cluster Collision

5 maart 2015
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, voor het eerst een viervoudige verre supernova waargenomen. De meervoudige afbeelding van de ontploffende ster wordt veroorzaakt door de sterke zwaartekracht van een groot sterrenstelsel op de voorgrond, dat deel uitmaakt van een omvangrijke cluster (Science, 6 maart). De zwaartekracht van zowel het elliptische stelsel als de cluster vervormt en versterkt het licht van de verre supernova – een verschijnsel dat het gravitatielenseffect wordt genoemd. Dit effect, dat honderd jaar geleden al door Albert Einstein werd voorspeld, is enigszins vergelijkbaar met de werking van een vergrootglas. De vier afbeeldingen vormen een kruispatroon rond het grote sterrenstelsel, dat op 5 miljard lichtjaar van de aarde staat. De supernova zelf staat op een afstand van 9,3 miljard lichtjaar. In feite vormt dat ‘Einsteinkruis’ maar een deel van de kosmische luchtspiegeling die door de omvangrijke cluster wordt veroorzaakt. Elders in de cluster zijn nog andere afbeeldingen te zien van het sterrenstelsel waartoe de supernova behoort. Doordat het licht van de diverse afbeeldingen langs verschillende wegen bij ons aankomt, verschijnt de supernova niet op alle plekken tegelijk. Berekeningen laten zien dat de supernova twintig jaar geleden elders in de cluster al te zien moet zijn geweest. En naar verwachting zal hij binnen een jaar of vijf weer op een andere plek opduiken. (EE)
Hubble Sees Supernova Split into Four Images by Cosmic Lens

4 maart 2015
Vergeleken met de beschikbare hoeveelheden gas zouden sterrenstelsels die deel uitmaken van clusters veel meer sterren moeten produceren dan ze nu doen. Nieuw Amerikaans onderzoek zoekt de oorzaak bij hoge temperaturen en superzware zwarte gaten (Nature, 5 maart). Sterrenstelsels vormen grote groepen: de clusters. Sommige van die clusters, zoals de Coma-cluster, zijn gevuld met gas dat een temperatuur van 100 miljoen graden heeft. Om beschikbaar te zijn voor de vorming van nieuwe sterren, zou dit gas moeten afkoelen. Maar dat duurt miljarden jaren. In andere clusters, zoals de Perseus-cluster, is het gas tussen de stelsels met een temperatuur van enkele miljoenen graden relatief koel. Door afkoeling van dit gas vindt in deze clusters inderdaad stervorming plaats, maar niet op grote schaal. Dat de stervorming in de hete clusters niet echt op gang komt, ligt voor de hand. Maar hoe zit het met de koele clusters? Het onderzoek laat zien dat het gas in deze clusters weliswaar voldoende kan afkoelen om sterren te laten ontstaan, maar dat de materiedruppeltjes die bij dit condensatieproces worden gevormd deels ‘neerregenen’ op het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel. Dat zwarte gat blaast een flink deel van de opgevangen materie in de vorm van jets van hete materie terug de ruimte in. En dat zorgt ervoor dat het omringende gas weer zo heet wordt, dat de stervorming wordt geremd. (EE)
Why Isn’t The Universe As Bright As It Should Be?

2 maart 2015
Met grote telescopen in Chili is een sterrenstelsel ontdekt op ruim 13 miljard lichtjaar afstand. Het licht van het stelsel (A1689-zD1 geheten) is zó lang naar de aarde onderweg geweest dat we het stelsel waarnemen zoals het er uitzag toen het heelal slechts 700 miljoen jaar oud was. Opmerkelijk genoeg blijkt het verre sterrenstelsel opmerkelijk veel stof te bevatten. Stof wordt gevormd door oude sterren en door supernova-explosies; dat er zo vroeg in de jeugd van het heelal al zulke stofrijke stelsels bestonden, komt als een verrassing en wijst erop dat de evolutie van sterrenstelsels sneller verliep dan doorgaans wordt aangenomen.Uit de metingen volgt dat er in het stelsel al in hoog tempo nieuwe sterren moeten zijn ontstaan sinds ca. 560 miljoen jaar na de oerknal. Het sterrenstelsel is overigens zo zwak dat het alleen waargenomen kon worden dankzij de zwaartekrachtlenswerking van een zware cluster van sterrenstelsels op de voorgrond: de zwaartekracht van alle materie in de cluster vervormt en versterkt de beeldjes van verder weg gelegen objecten. Nadat A1689-zD1 was gevonden op Hubble-foto's, lukte het om de afstand te bepalen met het X-Shooter-instrument van de Europese Very Large Telescope. Vervolgens slaagde het ALMA-observatorium erin om de hoeveelheid stof in het stelsel te bepalen, op basis van waarnemingen op millimetergolflengten.De resultaten van het onderzoek zijn vandaag on line gepubliceerd in Nature. (GS)
An Old-looking Galaxy in a Young Universe

26 februari 2015
Japanse astronomen hebben complexe organische moleculen ontdekt in de naaste omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel NGC 1068. Dat is verrassend omdat zulke moleculen worden afgebroken door de krachtige ultraviolette en röntgenstraling die door de materieschijf rond zo’n zwart gat wordt uitgezonden. NGC 1068, ook wel bekend als M77, is een ‘actief’ sterrenstelsel op een afstand van 47 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Walvis. Dat betekent dat het superzware zwarte gat in zijn kern daadwerkelijk materie uit de omgeving aantrekt, en omgeven is door een schijf van hete materie. Desondanks zijn er met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) complexe moleculen in die omgeving opgespoord. Dat wijst erop dat er ‘veilige havens’ zijn waar de moleculen tegen de intense straling worden afgeschermd. Waarschijnlijk bestaat die afscherming uit wolken van gas en stof. (EE)
Pockets of Calm Protect Molecules around a Supermassive Black Hole

26 februari 2015
Dankzij een nieuw instrument heeft de Europese Very Large Telescope een twintigtal sterrenstelsels kunnen opsporen die zelfs te lichtzwak waren voor de Hubble-ruimtetelescoop. De stelsels bevinden zich in het Hubble Deep Field South (HDF-S), dat in 1997 langdurig door Hubble is bekeken. Het nieuwe instrument – MUSE geheten – maakt een soort 3D-foto’s van de hemel. Van elk beeldpunt (pixel) wordt niet alleen de helderheid geregistreerd, maar ook een kleurenspectrum verkregen. In het geval van de MUSE-opname van het HDF-S bevatten deze spectra informatie over de afstanden, samenstellingen en interne bewegingen van honderden verre sterrenstelsels. Door nauwkeurig naar alle spectra in de MUSE-opnamen te kijken, hebben astronomen de afstanden van 189 sterrenstelsels kunnen meten. Daarmee is het aantal afstandsmetingen in dit stukje hemel in één klap vertienvoudigd. Sommige van de stelsels staan relatief dichtbij, maar andere zien we zoals ze waren toen het heelal nog geen miljard jaar oud was. (EE)
Een diepe 3D-blik in het heelal

25 februari 2015
Op bijna 13 miljard lichtjaar afstand van de aarde is een zwart gat ontdekt dat 12 miljard keer zo zwaar is als de zon. Niet eerder is op zo'n grote afstand zo'n extreem zwaar zwart gat gevonden. Het superzware zwarte gat is zichtbaar als een zogeheten quasar - de heldere kern van een ver verwijderd sterrenstelsel: het hete gas in de omgeving van het zwarte gat (SDSS J0100+2802 geheten) straalt 420 biljoen keer zoveel energie uit als de zon.Chinese astronomen ontdekten de ultra-lichtsterke quasar in waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey. Vervolgens zijn gedetailleerde spectroscopische waarnemingen verricht met grote telescopen in de Verenigde Staten en in Chili. De ontdekking wordt deze week gepubliceerd in Nature.De vondst is bijzonder omdat er op 12,9 miljard lichtjaar afstand wordt teruggekeken naar een tijd waarin het heelal slechts 900 miljoen jaar oud is. Zelfs als het zwarte gat al die tijd in het hoogst mogelijke tempo materie uit zijn omgeving heeft opgeslokt, is het maar nét mogelijk om aan de waargenomen massa van 12 miljard zonsmassa's te komen. (GS)
Ancient, Bright Quasar Found with Massive Black Hole

23 februari 2015
Op basis van metingen van twee grote ruimtetelescopen is een gedetailleerd infraroodbeeld gemaakt van de Kleine Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsels op ca. 200.000 lichtjaar afstand. De kleuren op de foto geven de temperatuur aan van stofdeeltjes die vermengd zijn met het interstellaire gas in het stelsel.De Europese ruimtetelescoop Herschel is vooral gevoelig voor langgolvige infrarode straling, overeenkomend met lage temperaturen, tot wel 260 graden onder nul. Die koele gebieden zijn hier weergegeven in rood (het eigenlijke sterrenstelsel) en in groenachtige tinten (linksonder). De Amerikaanse Spitzer Space Telescope neemt vooral kortgolvige infraroodstraling waar, afkomstig van warmer stof, in de directe omgeving van actieve stervormingsgebieden (blauwe tinten). (GS)
Exploring the colours of the Small Magellanic Cloud

19 februari 2015
Waarnemingen met de röntgensatellieten NuSTAR (VS) en XMM-Newton (Europa) laten zien dat superzware zwarte gaten een hevige deeltjeswind produceren die alle kanten op gaat. Uit het onderzoek blijkt dat de wind aanzienlijk bijdraagt aan het massaverlies van het sterrenstelsel waar zo’n zwart gat deel van uitmaakt (Science, 20 februari). Astronomen hebben NuSTAR en XMM-Newton in 2013 en 2014 verschillende malen gericht op de quasar PDS 456, de heldere kern van een sterrenstelsel op twee miljard lichtjaar van de aarde. Beide satellieten nemen de intense straling waar die afkomstig is van deeltjes die met ongeveer een derde van de lichtsnelheid uit die kern worden weggeblazen. Bij eerdere waarnemingen met XMM-Newton was al vastgesteld dat het zwarte gat dat in die kern schuilgaat deeltjes onze kant op blaast. Metingen van NuSTAR hebben nu laten zien dat de deeltjeswind in feite alle kanten op ‘waait’ en niet min of meer gebundeld is. Alles bij elkaar wordt daarbij een hoeveelheid energie afgevoerd die groter is dan die van een biljoen zonnen. Daarmee is het al bestaande vermoeden bevestigd dat de deeltjeswinden van superzware zwarte gaten in staat zijn om groter hoeveelheden gas uit het omringende sterrenstelsel weg te blazen. Uiteindelijk resulteert dat erin dat de vorming van nieuwe sterren in zo’n stelsel stil komt te vallen. (EE)
NASA, ESA Telescopes Give Shape to Furious Black Hole Winds

18 februari 2015
Zo’n beetje elk sterrenstelsel heeft een zwart gat in zijn centrum, en hoe lijviger het stelsel, des te zwaarder is het zwarte gat. Maar waarom is er een verband tussen die twee? Nieuw onderzoek van zogeheten elliptische sterrenstelsels wijst erop dat de onzichtbare hand van donkere materie in het spel is. Elk sterrenstelsel is gehuld in een halo van donkere materie, die een biljoen zonsmassa’s kan wegen en zich over honderdduizenden lichtjaren uitstrekt. Het nieuwe onderzoek laat zien dat er een duidelijk verband bestaat tussen de massa van de halo en de massa van het centrale zwarte gat. Deze relatie is zelfs sterker dan die tussen het zwarte gat en de omvang van het sterrenstelsel. Volgens de astronomen die het onderzoek hebben gedaan, heeft dat te maken met de manier waarop elliptische sterrenstelsels ontstaan. Zo’n stelsel is het gevolg van een botsing tussen twee kleinere sterrenstelsel, waarbij sterren en donkere materie worden vermengd. Omdat er in ons heelal veel meer donkere materie is dan normale materie, wordt de verdere ontwikkeling van het stelsel en het daarin aanwezige zwarte gat voornamelijk door de donkere materie bepaalt. Vandaar dat er – indirect – ook een (zwakker) verband ontstaat tussen de omvang van het uiteindelijke stelsel en het centrale zwarte gat. (EE)
Dark Matter Guides Growth of Supermassive Black Holes

15 februari 2015
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili is het geheim van zogeheten starburst-stelsels ontraadseld. Starburst-stelsels zijn sterrenstelsels waarin enorme geboortegolven van sterren voorkomen: in sommige ligt het tempo waarin gas wordt omgezet in sterren duizend maal zo hoog als in ons eigen Melkwegstelsel. Wat daar precies de oorzaak van is, was nooit echt duidelijk. ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) heeft nu gedetailleerde waarnemingen verricht aan het nabijgelegen starburst-stelsel NGC 253, op 11,5 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sculptor (Beeldhouwerswerkplaats). Op de golflengten waarop ALMA werkt is de verdeling van allerlei moleculen in kaart te brengen. Daaruit kunnen de eigenschappen van stervormingsgebieden worden afgeleid. Dankzij ALMA's grote gezichtsscherpte zijn er in het binnenste deel van NGC 253 tien afzonderlijke grote stervormingsgebieden ontdekt. Maar de starburst-eigenschappen van het stelsel blijken niet uitsluitend bepaald te worden door het aantal grote stervormingsgebieden. Uit de ALMA-waarnemingen - onder andere aan de verdeling van koolmonoxide (CO), waterstofcyanide (HCN) en nog zeldzamere moleculen als H13CO+ en H13CN - blijkt dat de stervormingsgebieden in het sterrenstelsel niet alleen talrijker zijn, maar ook veel meer gas en stof bevatten. Behalve de massa blijkt ook de dichtheid veel hoger te zijn dan normaal, en komen er sterkere turbulente bewegingen in voor. De volgende vraag is of er in starburst-stelsels zoals NGC 253 ook een ander type sterren geproduceerd wordt dan in 'gewone' stelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal en gepresenteerd tijdens een bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) in San Jose, Californië. (GS)
Why Do Starburst Galaxies 'Burst'? ALMA Sees Super Stellar Nurseries at Heart of Sculptor Galaxy

12 februari 2015
Astronomen hebben een nieuwe, zeldzame klasse van dubbelsterren ontdekt: sterparen bestaande uit een volwassen ster en een stellaire ‘baby’. Het bestaan van de bijzondere dubbelsterren kwam aan het licht bij een systematische zoektocht naar ‘ongelijke’ dubbelsterren, dat wil zeggen dubbelsterren die bestaan uit sterren die sterk in massa verschillen. Zulke dubbelsterren zijn niet gemakkelijk te herkennen, omdat de zwaarste van de twee zijn kleinere begeleider doorgaans compleet overstraalt. Om dat probleem te omzeilen heeft een team van astronomen een naburig sterrenstelsel – de Grote Magelhaense Wolk – onderzocht op zogeheten bedekkingsveranderlijke sterren. Bedekkingsveranderlijken zijn om elkaar draaiende sterren die vanaf de aarde gezien om de beurt voor elkaar langs schuiven. Als de zwakkere van de twee sterren voor de helderste van de twee langs trekt, neemt de totale hoeveelheid licht die de dubbelster uitzendt duidelijk af. Bij de analyse van duizenden van die bedekkingsveranderlijken werden achttien extreme exemplaren ontdekt. Het gaat daarbij om dubbelsterren die in een paar dagen om elkaar heen wentelen en ongeveer een factor zes in massa verschillen. De lichtere van de twee is één à twee keer zo zwaar als onze zon, de zwaardere zes tot zestien keer. Opvallend genoeg blijkt de lichtere en zwakkere van de beide sterren schijngestalten te vertonen, net als onze maan. Dat wijst erop dat hijzelf niet veel licht uitzendt en simpelweg het licht van zijn grote buur weerkaatst. Dat is een sterke aanwijzing dat het niet om volgroeide sterren gaat, maar om compacte gaswolken die nog bezig zijn om tot sterren samen te trekken. En dat verklaart meteen waarom deze dubbelsterren zo schaars zijn: de eindfase in de vorming van een ster duurt maar heel kort.De resultaten van dit onderzoek worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
Mismatched Twin Stars Spotted in the Delivery Room

3 februari 2015
Sterrenkundigen van Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, hebben met een relatief kleine telescoop op de Kitt Peak-sterrenwacht in Arizona een twintig uur lang belichte opname gemaakt van het Draaikolkstelsel (M51), een spiraalvormig sterrenstelsel op 23 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Jachthonden. Op de opname zijn twee uitgestrekte, lichtzwakke 'pluimen' te zien, aan de noordoostzijde en aan de zuidzijde van het stelsel. Eerder, in de jaren zeventig van de vorige eeuw, was aan de noordwestzijde van het stelsel al een 120.000 lichtjaar lange 'pluim' ontdekt. Die pluim blijkt vooral oude, rode sterren te bevatten en relatief weinig gas; hij is vermoedelijk ca. 200 miljoen jaar geleden ontstaan door de zwaartekrachtsinvloed van een passerend buurstelsel, mogelijk de relatief kleine begeleider van het Draaikolkstelsel. Ook aan de zuidoostzijde was eerder al een pluim gevonden. De nieuwe ontdekte zuidelijke pluim bevat nauwelijks gas, en trouwens ook verrassend weinig sterren. Mogelijk is hij veroorzaakt door een tot nu toe onbekend derde stelsel in het M51-systeem. De pluim aan de noordoostzijde van het stelsel is even lichtzwak; de ware aard ervan is nog onduidelijk. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
CWRU astronomers find new details in first known spiral galaxy

2 februari 2015
Australische radiosterrenkundigen hebben ontdekt dat sterrenstelsels prematuur aan hun eind kunnen komen doordat ze hun voorraad aan interstellair gas de ruimte in blazen. Normaalgesproken ontstaan er in een sterrenstelsel gedurende vele miljarden jaren nieuwe sterren; pas na lange tijd is het gas waaruit die sterren worden geboren opgebruikt en verandert het 'blauwe' stelsel (de naam verwijst naar de kleur van pasgeboren hete sterren) in een 'rood en dood' exemplaar, waarin geen stervorming meer voorkomt. In sommige sterrenstelsels is het proces van stervorming echter al in een veel eerder stadium tot stilstand gekomen. Onderzoek aan vier van die 'jong stervende' stelsels heeft nu uitgewezen dat ze hun interstellaire gasvoorraad om de een of andere reden de ruimte in hebben geblazen, mogelijk als gevolg van de activiteit van een superzwaar zwart gat in het centrum. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
'Live fast die young'-galaxies lose the gas that keeps them alive

29 januari 2015
Met de Hubble-ruimtetelescoop is een spectaculaire opname gemaakt van het spiraalstelsel NGC 7714. Dat stelsel is te dicht bij een naburig stelsel gekomen, en daarbij zijn zijn spiraalarmen vervormd. Ten gevolge van de ontmoeting heeft NGC 7714 een ring en twee lange staarten ontwikkeld, waardoor een ‘brug’ tussen de twee sterrenstelsels is ontstaan. Deze brug fungeert als een pijpleiding die materie van het andere, kleinere stelsel naar NGC 7714 toe geleid.De aangevoerde materie heeft gezorgd voor een opleving van de stervormingsactiviteit in NGC 7714. Hierdoor fonkelt het stelsel van de nieuwe sterren, die in veel gevallen extreem heet en helder zijn. (EE)
Black Hole Chokes on a Swallowed Star

22 januari 2015
Een internationaal team van wetenschappers heeft drie bijzondere objecten ontdekt in een van de buurstelsels van onze Melkweg. In dat sterrenstelsel, de 170.000 lichtjaar verre Grote Magelhaense Wolk, zijn een superbubbel, een pulsarwindnevel en de restanten van een supernova opgespoord (Science, 23 januari). De superbubbel is nog wel de grootste verrassing van de drie ontdekkingen. Het is een enorm gebied waar veel sterren ontstaan en exploderen. Sterwinden en explosies blazen het aanwezige gas weg. Daardoor ontstaat een ijl gebied: een bubbel. ‘Volgens sommige theorieën is deze omgeving ideaal om deeltjes te versnellen tot zeer hoge energieën. Het feit dat we nu voor het eerst hoge-energie gammastraling waarnemen uit zo’n bubbel, lijkt die theorieën te bevestigen,’ aldus teamlid dr. Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam. Bij elke nieuwe exploderende ster in de bubbel ontstaat een schokgolf die duizenden jaren met duizenden kilometers per seconde voortraast. In 30 Dor C, de naam van de superbubbel, is de schokgolf inmiddels 150 lichtjaar groot. De nieuw ontdekte pulsarwindnevel N 157B lijkt in veel opzichten een tweelingzusje van de Krabnevel in onze eigen Melkweg. Een groot verschil is dat de nieuwe nevel zo’n tien keer meer gammastraling uitzendt. Dat komt waarschijnlijk onder andere doordat dicht bij de nieuwe nevel de afgelopen vier miljoen jaar zo’n duizend sterren zijn ontstaan die veel licht geven. De deeltjes in de pulsarwindnevel zetten dit licht om in gammastraling. De derde vondst, de overblijfselen van supernova N 132D, plaatst de onderzoekers voor een nieuw raadsel. De ster is duizenden jaren geleden al ontploft, maar straalt nog steeds gammastraling van hoge energie uit. Normaal gesproken doen oude supernovaresten dat niet. De drie objecten zijn ontdekt met de High Energy Stereoscopic System afgekort H.E.S.S.. Dat is een opstelling van telescopen die speciaal voor de detectie van gammastraling is gemaakt. De telescopen staan in de woestijn van Namibië.
Black hole on a diet creates a ‘changing look’ quasar

19 januari 2015
Over tien jaar moeten astronomen de grootste 3D-kaart van het heelal ooit in handen hebben. Die kaart, die de ruimtelijke verdeling van materie in een zeer groot deel van het heelal toont, gaat gemaakt worden op basis van metingen met de toekomstige Square Kilometre Array (SKA), een kolossaal radio-observatorium dat uit vele duizenden afzonderlijke antennes bestaat, verspreid over uitgestrekte gebieden in zuidelijk Afrika en Australië. De 3D-kaart moet nieuwe informatie opleveren over de eigenschappen en de ware aard van donkere materie en donkere energie. Bovendien kan hij gebruikt worden om Einsteins relativiteitstheorie te testen en om de evolutie van het heelal te reconstrueren. Op radiogolflengten gaat SKA de verdeling van neutraal waterstofgas in kaart brengen - het meest voorkomende element in het heelal. Een relatief snelle en minder gevoelige totaal-survey kan midden jaren twintig al klaar zijn, twee jaar nadat de eerste fase van de SKA-telescoop is gerealiseerd. Als ook fase 2 klaar is (rond 2025) kan aan een gedetailleerde survey worden begonnen, waarbij de ruimtelijke posities van minstens één miljard sterrenstelsels nauwkeurig worden vastgelegd. Volgens wetenschappers van de International SKA Organization, waarin 11 landen zijn vertegenwoordigd, kan een tweede survey, twaalf jaar later, zelfs een directe meting van de uitdijing van het heelal opleveren. De plannen voor de SKA-surveys zijn gepubliceerd in een reeks artikelen op de preprintserver arXiv. (GS)
Cosmic radio burst caught red-handed

16 januari 2015
Britse astronomen hebben ontdekt hoe quasars – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels – erin slagen om grote hoeveelheden koud gas met snelheden tot 2000 kilometer per uur de ruimte in te blazen.Hoe dit koude gas – de grondstof voor de vorming van nieuwe sterren – zulke hoge snelheden kan bereiken, was tot nu toe een raadsel. Door nieuwe gegevens van de radiotelescoop IRAM te vergelijken met computersimulaties van deze objecten, hebben de astronomen nu meer inzicht gekregen in wat er gebeurt. In de buurt van het zwarte gat wordt het gas eerst verhit tot temperaturen van tientallen miljoenen graden. Hierdoor bouwt zich een enorme druk op, die het gas uit het sterrenstelsel verdrijft. De computersimulaties laten zien dat een deel van het hete gas onderweg net genoeg kan afkoelen om waarneembaar te zijn met een radiotelescoop als IRAM. Een quasar ontleent zijn energie aan het superzware zwarte gat dat in het centrum van de meeste sterrenstelsels te vinden is. Door gaswolken en sterren naar zich toe te trekken ontstaat er een schijf van hete materie rond het zwarte gat. Een deel van dat gas verdwijnt uiteindelijk niet in het zwarte gat, maar wordt de ruimte in geblazen. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en Astronomy & Astrophysics. (EE)
Galactic ‘hailstorm’ in the early Universe

13 januari 2015
Theoretici van het Japanse Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe hebben ontdekt dat het ontstaan van clusters van sterrenstelsels beter begrepen wordt wanneer grootschalige effecten zoals getijdenkrachten in rekening worden gebracht. Volgens de gangbare theorieën klontert donkere materie in de jeugd van het heelal eerst samen tot zogeheten donkere-materie-halo’s, die in een later stadium gas aantrekken waaruit sterrenstelsels en sterren kunnen ontstaan. In computersimulaties worden echter veel meer donkere-materie-halo’s gevormd dan je zou verwachten op basis van waarnemingen van clusters. Dit ‘halo bias’-probleem kan volgens de Japanse onderzoekers vermeden worden door niet-lokale effecten in rekening te brengen, zoals getijdenkrachten die zich over veel grotere afstanden doen gelden dan de afmetingen van afzonderlijke sterrenstelsels. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Physical Review D. (GS)
Decoding the gravitational evolution of dark matter halos

8 januari 2015
Energierijke supernova-explosies die ook waarneembaar zijn als gammaflits, produceren meer nikkel dan ‘gewone’ supernova’s. Dat blijkt uit gedetailleerd onderzoek aan drie gammaflitsen die geassocieerd zijn met supernova-uiitbarstingen. De resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. Sterren die meer dan ca. 9 maal zo zwaar zijn als de zon eindigen hun leven in een catastrofale supernova-uitbarsting, waarbij in de meeste gevallen een compacte neutronenster achterblijft. Van de nog veel energierijkere gammaflitsen is ontdekt dat de langer durende exemplaren (van enkele seconden tot enkele minuten) soms geassocieerd zijn met een supernova-uitbarsting. Algemeen wordt aangenomen dat gammaflitsen ontstaan wanneer de exploderende ster heel snel roteert. Een internationaal team van astronomen uit 19 landen heeft nu drie gammaflits-supernova’s zeer gedetailleerd onderzocht op basis van waarnemingen met in totaal 13 verschillende telescopen. Een van de opmerkelijkste resultaten is dat uit spectroscopische waarnemingen van de supernova-explosie blijkt dat er in deze gevallen meer radioactief nikkel de ruimte in is geblazen. Ook is uit de waarnemingen afgeleid dat er in één geval (GRB 130831A, op 4,9 miljard lichtjaar afstand) een neutronenster achterbleef met een rotatieperiode van niet meer dan 12 milliseconden en een magnetische veldsterkte van 100 miljard gauss (het magneetveld van de aarde heeft een sterkte van ca. 0,5 gauss). (GS)
Novel vision of the death of massive stars

8 januari 2015
Uit gedetailleerd onderzoek van de bewegingen van verschillende populaties van sterren in de schijf van het Andromedastelsel zijn opmerkelijke verschillen met onze eigen Melkweg aan het licht gekomen. Dat wijst erop dat het Andromedastelsel vaker met kleine sterrenstelsels in botsing is gekomen. Zoals verwacht eigenlijk. Het nieuwe onderzoek is gebaseerd op gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop en de Keck-telescoop op Hawaï. De gegevens zijn gebruikt om te onderzoeken in hoeverre de snelheden waarmee jonge, middelbare en oude sterren om het centrum van het Andromedastelsel draaien een sterke spreiding vertonen. Een analyse van deze gegevens laat zien dat de jongste sterren ongeveer dezelfde snelheden vertonen en dicht bij het vlak van de schijf van het Andromedastelsel blijven. Oudere sterren bewegen veel wanordelijker en komen ook verder boven en onder de schijf uit. Op zich is dat niet zo verrassend. De meest gangbare theorie over het ontstaan van grote schijfvormige stelsels voorspelt namelijk dat driekwart van deze stelsels de afgelopen 8 miljard jaar minstens één kleiner sterrenstelsel heeft opgeslokt. En bij zo’n botsing worden de bestaande sterpopulaties flink door elkaar geklutst. Opmerkelijk is wél dat de sterren van onze Melkweg ordelijker bewegen dan zelfs de meest ordelijk bewegende sterpopulatie van het Andromedastelsel. Het heeft er dus alle schijn van dat het Melkwegstelsel een galactisch buitenbeentje is. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op de 225ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
Study of Andromeda’s stellar disk indicates more violent history than Milky Way

8 januari 2015
Terwijl veel astronomen steeds grotere telescopen op de hemel richten om diep het heelal in te kijken, is Ohio State University vorig jaar een project gestart waarbij juist kleine, geautomatiseerde telescopen worden ingezet. Doel: het opsporen van supernova’s – ontploffende zware sterren – in relatief nabije sterrenstelsels. Tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Seattle wordt gehouden, hebben astronomen de eerste oogst van deze ‘All-Sky Automated Survey for Supernovae’ gepresenteerd. Sinds mei 2014 zijn 89 heldere supernova’s ontdekt – meer dan alle andere professionele surveys bij elkaar. Daarnaast zijn nog honderden andere sterren opgespoord die opvallende helderheidsveranderingen vertonen. Op dit moment wordt de supernovaspeurtocht uitgevoerd met zes 15-centimeter telescopen – vier op Hawaï en twee in Chili – en een aantal telescopen die door amateurs ter beschikking zijn gesteld. Deze instrumenten hebben een bereik van ‘slechts’ 500 miljoen lichtjaar, maar vreemd genoeg bestond er tot nu toe geen goed overzicht van wat zich allemaal in dit deel van het heelal – onze kosmische achtertuin – afspeelt. Omdat de ontdekkingen van de survey openbaar zijn – ze verschijnen op http://www.astronomy.ohio-state.edu/~assassin – kunnen amateur-astronomen de ontwikkelingen op de voet volgen en ook zelf aan het project bijdragen. (EE)
Will the Real Monster Black Hole Please Stand Up?

7 januari 2015
De helderheidsvariaties van de quasar PG 1302-102 – de heldere kern van een miljarden lichtjaren ver sterrenstelsel – worden waarschijnlijk veroorzaakt door twee om elkaar wentelende superzware zwarte gaten. Tot die conclusie komen wetenschappers van een aantal Amerikaanse instituten, die het licht van de quasar hebben geanalyseerd (Nature, 8 januari). Het opvallende gedrag van de quasar is ontdekt bij een gerichte zoekactie met drie telescopen in de VS en Australië, die 500 miljoen objecten in de gaten houden. Daaronder bevinden zich 247.000 quasars, waarvan er twintig een regelmatig helderheidspatroon vertonen. De helderheid van PG 1302-102 vertoont een periode van ongeveer vijf jaar. Dit helderheidsgedrag laat zich het best verklaren als zich in de kern van het moederstelsel van PG 1302-102 niet één superzwaar zwart gat bevindt – zoals in de meeste sterrenstelsels – maar twéé. Zwarte gaten zelf zenden geen licht uit, maar ze kunnen wel materie uit de omgeving naar zich toe trekken. Hierdoor vormt zich een schijf van hete, fel stralende materie rond het zwarte gat. Een flink deel van deze materie wordt uiteindelijk niet opgeslokt, maar wordt in de vorm van twee bundels of jets, die loodrecht op de accretieschijf staan, terug de ruimte in geblazen. Het lijkt erop dat de onderlinge interacties tussen de twee zwarte gaten van PG 1302-102 ervoor zorgen dat hun jets niet steeds dezelfde kant op wijzen. Als deze interpretatie klopt, zijn de beide zwarte gaten minder dan een tiende lichtjaar van elkaar verwijderd. En dat betekent dat de langzaam naar elkaar toe spiralende kolossen ergens in de komende miljoen jaar met elkaar zullen samensmelten. (EE)
Unusual Light Signal Yields Clues About Elusive Black Hole Merger

5 januari 2015
De Hubble-ruimtetelescoop heeft de scherpste en grootste afbeelding van het Andromedastelsel vastgelegd die ooit is gemaakt. Ondanks zijn enorme omvang toont het mozaïek slechts ongeveer een derde van de grote buur van ons Melkwegstelsel. Omdat het Andromedastelsel ’slechts’ 2,5 miljoen lichtjaar van ons is verwijderd, is het een veel groter object dan de Hubble-telescoop doorgaans fotografeert. Voor het maken van de 3,9 miljard pixels grote afbeelding moest de ruimtetelescoop maar liefst 411 afzonderlijke opnamen maken. Het afgebeelde deel van de schijf van het Andromedastelsel strekt zich uit over ongeveer 40.000 lichtjaar en toont ongeveer 100 miljoen sterren. De foto is gepresenteerd op de 225ste bijeenkomst van de American Astronomical Society. (EE)
NOAO: Smashing Results About Our Nearby Galactic Neighbors

5 januari 2015
Een nieuwe opname die gemaakt is door de 8,2-meter Gemini North-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, toont de enorme verscheidenheid aan sterrenstelsels binnen één relatief kleine groep. De groep, VV166 geheten, bevindt zich op een afstand van ca. 300 miljoen lichtjaar. Naast een aantal kleine dwergstelsels bestaat hij uit vier grote sterrenstelsels, elk met andere eigenschappen. Het grote spiraalstelsel (NGC 70) lijkt op ons eigen Melkwegstelsel, maar het heeft een tweemaal zo grote middellijn. Rechtsonder NGC 70 is het kleinere elliptische stelsel NGC 68 zichtbaar, dat minder jonge sterren bevat. Linksonder NGC 70 staat NGC 71, een zogeheten lensvormig sterrenstelsel - een soort tussenvorm tussen spiraalstelsels en elliptische stelsels. Linksonder deze drie sterrenstelsels bevindt zich NGC 72: een balkspiraalstelsel met een langgerekt centraal deel. Ook ons eigen Melkwegstelsel heeft zo'n centrale balk, zij het minder uitgesproken. Onderzoek aan de verscheidenheid van sterrenstelsels in een groep kan meer licht werpen op de evolutie en de wisselwerking van de afzonderlijke stelsels (zo lijken de spiraalarmen van NGC 70 enigszins vervormd, mogelijk door zwaartekrachtsstoringen van een van zijn buren), en op het ontstaan van de groteschaalstructuur van het heelal. Ons eigen Melkwegstelsel maakt - samen met het Andromedastelsel, het Driehoekstelsel en enkele tientallen kleine dwergstelsels - ook deel uit van een groep. Onze Lokale Groep is echter minder compact dan VV166. (GS)
Galactic Herding: New Image Brings Galaxy Diversity to Life

22 december 2014
Een team van Russische en Amerikaanse astronomen heeft met behulp van de Advanced Camera for Surveys van de Hubble Space Telescope een tot nu toe onbekend dwergstelsel gevonden in de Lokale Groep. De Lokale Groep is de verzameling van sterrenstelsels waartoe ons eigen Melkwegstelsel en het Andromedastelsel behoren. Tot nu toe waren enkele tientallen dwergstelsels bekend in de Lokale Groep; in veel gevallen gaat het om kleine elliptische stelseltjes in de directe omgeving van de twee grote spiraalstelsels. Het nieuwe dwergstelseltje, KKs 3 geheten, is in augustus 2014 gevonden in het sterrenbeeld Hydrus (Kleine Waterslang). Aan de hemel bevindt het zich vlak bij een bolvormige sterrenhoop die zich op een veel kleinere afstand bevindt. Het dwergstelsel heeft een massa die tienduizend maal zo gering is als de massa van ons Melkwegstelsel. Het bijzondere aan de nieuwe ontdekking, die gepubliceerd is in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, is dat KKs 3 een 'geïsoleerd' dwergstelsel is: het bevindt zich niet vlakbij het Melkwegstelsel of vlakbij het Andromedastelsel. Tot nu toe was slechts één ander geïsoleerd dwergstelsel bekend: KKR 25, gevonden door hetzelfde team. De dSph-stelsels (een afkorting van dwarf spheroidal) bevatten vrijwel geen interstellair gas. In de meeste gevallen is dat verdwenen door de zwaartekrachtsinvloed van het nabijgelegen grote sterrenstelsel. In het geval van KKR 25 en KKs 3 moet er echter een andere oorzaak zijn geweest. (GS)
The Milky Way’s new neighbour

19 december 2014
Astronomen hebben ontdekt dat het kleine sterrenstelsel J1329+3234 een verrassend zwaar zwart gat bevat. Dat blijkt uit waarnemingen met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. J1329+3234 is een onregelmatig gevormd sterrenstelsel op meer dan 200 miljoen lichtjaar van de aarde. Qua grootte is het stelsel vergelijkbaar met de Kleine Magelhaense Wolk – een kleine buur van onze Melkweg. Het bevat een paar honderd miljoen sterren. In 2013 ontdekten astronomen dat het stelsel infraroodstraling uitzendt die karakteristiek is voor een zwart gat dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Metingen met XMM-Newton hebben nu laten zien dat het ook een verrassend sterke bron van röntgenstraling is. De röntgen- en infraroodeigenschappen van J1329+3234 zijn alleen verklaarbaar als zich in de kern van het stelsel een zwart gat schuilhoudt dat minstens 3000 keer en waarschijnlijk zelfs 150.000 keer zo zwaar is als onze zon. De waargenomen straling is niet van het zwarte gat zelf afkomstig, maar van de materie die hij (uiteindelijk) opslokt. Vermoed wordt dat de ‘kiemen’ voor zulke superzware zwarte gaten al heel vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn gevormd, samen met de eerste generatie sterren. Doorgaans gaan astronomen ervan uit dat deze ‘oergaten’ door achtereenvolgende botsingen tussen sterrenstelsels zijn uitgegroeid tot de kolossen die in de kernen van de huidige stelsels worden aangetroffen. De ontdekking van een (super)zwaar zwart in een nietig sterrenstelsel als J1329+3234 wijst er echter op dat ook de eerste zwarte gaten al een forse massa hadden. (EE)
XMM-Newton Spots Monster Black Hole Hidden In Tiny Galaxy

18 december 2014
Met behulp van de röntgensatelliet Chandra hebben astronomen voor het eerst de massa en andere eigenschappen kunnen bepalen van een zeer verre, jonge cluster van sterrenstelsels. De cluster, die we waarnemen op de betrekkelijk jonge leeftijd van 800 miljoen jaar, blijkt de zwaarste cluster van deze leeftijdscategorie te zijn die ooit is waargenomen. De cluster heet officieel XDCP J0044.0-2033, maar wordt ook wel ‘Gioiello’ (Italiaans voor ‘juweel’) genoemd. Hij is ongeveer 9,6 miljard lichtjaar van ons verwijderd. De röntgengegevens van Chandra laten zien dat de massa van de cluster 400 biljoen zonsmassa’s bedraagt. Zijn onderzoekers denken dat Gioiello ongeveer 3,3 miljard jaar na de oerknal is ontstaan. En ze vermoeden dat er in dit relatief vroege kosmische tijdperk nog wel meer ‘Gioiello’s’ te vinden zijn. Eerder was al een kolossale cluster op 7 miljard lichtjaar van de aarde gevonden. Die heeft de bijnaam ‘El Gordo’ gekregen. Volgens het meest gangbare model voor de evolutie van het heelal zouden verre clusters als Gioiello en El Gordo schaars moeten zijn. Het feit dat er nu al twee van die kolossen zijn opgespoord, roept dus twijfels op over die standaardtheorie. (EE)
Chandra Weighs Most Massive Galaxy Cluster in Distant Universe

17 december 2014
Nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) wijzen erop dat het superzware zwarte gat in de kern van een sterrenstelsel niet erg actief hoeft te zijn om de productie van nieuwe sterren stil te leggen. Bekend was al dat de krachtige ‘jets’ (straalstromen) die door een superzwaar zwart gat worden geproduceerd zoveel gas uit een sterrenstelsel kunnen wegblazen, dat de vorming van nieuwe sterren wordt belemmerd. Maar waarnemingen van het stof en gas in het centrum van het stelsel NGC 1266 laten zien dat ook de minder krachtige jets van een relatief bescheiden zwart gat daartoe in staat zijn. De jets van het centrale zwarte gat van NGC 1266 blijken zoveel turbulentie te veroorzaken in het omringende gas, dat dit nooit genoeg tot rust komt om tot sterren samen te trekken. De jets zijn niet krachtig genoeg om het gas zoveel snelheid te geven dat het uit het stelsel ontsnapt. Het gebied dat met ALMA is bekeken bevat ongeveer 400 miljoen zonsmassa’s aan gas. Dat is honderd keer zoveel als in de grote moleculaire gaswolken in onze eigen Melkweg. Zonder turbulentie zou de stervorming in dit gebied vijftig keer sneller gaan dan nu het geval is. (EE)
‘Perfect Storm’ Quenching Star Formation around a Supermassive Black Hole

11 december 2014
Een nieuw, realistisch computermodel laat zien dat de activiteit van sterren – zoals supernova-explosies of zelfs maar het licht dat sterren uitzenden – een belangrijke rol speelt bij de vorming van nieuwe sterren. Het model verklaart waarom maar zo weinig van de beschikbare hoeveelheden gas in een sterrenstelsel in sterren wordt omgezet. In de ruimte tussen de sterren bevinden zich enorme wolken van voornamelijk waterstofgas. Door samentrekking kunnen uit zulke wolken nieuwe sterren ontstaan. Maar, in strijd met de resultaten van veel computersimulaties, gebeurt dat lang niet altijd. Op zoek naar een verklaring hebben astronomen in de VS en Canada een nieuw, fijnmazig computermodel voor de evolutie van sterrenstelsels ontwikkeld. In dat model wordt de invloed die reeds gevormde sterren op hun omgeving uitoefenen op realistische wijze nagebootst. De nieuwe computersimulatie – Feedback in Realistic Environments (FIRE) – laat inderdaad zien dat slechts een paar procent van het beschikbare gas in sterren wordt omgezet. De met FIRE nagebootste sterrenstelsels vertonen een treffende overeenkomst met echte stelsels. (EE)
Interstellar mystery solved by supercomputer simulations

4 december 2014
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat het compacte sterrenstelsel SDSS J0905+57 enorme hoeveelheden waterstofgas wegblaast. Het gas wordt verdreven met snelheden van miljoenen kilometers per uur. Oorzaak: de hevige druk die wordt uitgeoefend door de straling van sterren die in hoog tempo in het centrum van het stelsel worden gevormd (Nature, 4 december). De ‘gasuitstoot’, die ontdekt is met IRAM, een radiotelescoop in de Franse Alpen, heeft grote gevolgen voor de toekomst van het sterrenstelsel. Voor de vorming van nieuwe sterren is waterstof nodig. Door dit gas weg te blazen, graaft het stelsel dus zijn eigen graf. Dat sterrenstelsels gas kwijtraken was al langer bekend. Maar dat betrof warm, geïoniseerd gas. Dat een betrekkelijk klein stelsel een miljard zonsmassa’s aan koud gas tienduizenden lichtjaren de ruimte in kan blazen is een nieuwe ontdekking. (EE)
Observing galactic ‘blow out’

3 december 2014
Twee Australische astronomen zijn erin geslaagd om de zwakke radiostraling te detecteren van atomair waterstofgas in sterrenstelsels op drie miljard lichtjaar van de aarde. Daarmee is het vorige afstandsrecord van 500 miljoen lichtjaar ruimschoots overtroffen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Atomair waterstof is de grondstof voor de vorming van nieuwe sterren. Bij hun onderzoek, dat gedaan is met de 305 meter grote Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico, hebben de astronomen het waterstofgehalte van bijna veertig sterrenstelsels gemeten. Daarbij is een populatie van relatief nabije sterrenstelsels ontdekt die enorme hoeveelheden atomair waterstofgas bevatten: 20 tot 80 miljard maal de massa van onze zon. In het verleden, toen het heelal nog jong was, waren zulke gasrijke stelsels talrijk. Maar in het huidige heelal zijn ze schaars. Een sterrenstelsel als onze Melkweg bevat tien keer zo weinig atomair waterstofgas. (EE)
Astronomers detect atomic hydrogen emission in galaxies at record breaking distances

2 december 2014
Astronomen hebben ontdekt dat sterrenstelsels in de filamenten van het zogeheten kosmische web doorgaans in hoger tempo nieuwe sterren produceren dan de stelsels elders in dat web. Dat bevestigt de al bestaande indruk dat de manier waarop een sterrenstelsel zich ontwikkelt sterk afhangt van zijn omgeving (Astrophysical Journal, 20 november). Sterrenstelsels zijn niet willekeurig over het heelal verdeeld: ze vormen een groot netwerk. Dit ‘kosmische web’ kent dichtbevolkte gebieden, bestaande uit groepen en clusters van sterrenstelsels, en dunbevolkte gebieden, waar nauwelijks stelsels te vinden zijn. De dichtbevolkte delen van het web zijn met elkaar verbonden door zogeheten filamenten – draderige structuren waar de stelseldichtheid ergens tussen ‘dicht’ en ‘dun’ in zit. Bekend was al dat stelsels die zich in de dunst bevolkte delen van de kosmos bevinden actiever zijn in het produceren van sterren dan stelsels in dichtbevolkte gebieden. Maar tot nu toe was onduidelijk hoe de situatie in de filamenten is. Ook daar blijkt de stervormingsactiviteit hoog te zijn. Volgens de astronomen is dat een gevolg van onderlinge interacties tussen de stelsels binnen de filamenten. Overigens fungeren die filamenten als een soort snelwegen die sterrenstelsels naar de dichtbevolkte knooppunten van het kosmische web voeren. Daar aangekomen is het snel gedaan met de stervorming. (EE)
It’s Filamentary: How Galaxies Evolve in the Cosmic Web

2 december 2014
Sterrenkundigen hebben een spiraalvormig sterrenstelsel ontdekt dat 'jets' (straalstromen) van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in blaast. Zulke jets komen vaak voor bij grote elliptische stelsels; ze worden geproduceerd door een superzwaar zwart gat in de kern van het stelsel. Het idee is dat een elliptisch stelsel ontstaat bij de botsing en versmelting van twee spiraalstelsels, en dat daarbij veel gas naar het centrale zwarte gat stroomt. Vlak voordat de materie het zwarte gat in valt, worden de jets weggeslingerd, in twee tegenovergestelde richtingen. Ze zijn zichtbaar op radiogolflengten. De zwarte gaten in de kernen van spiraalstelsels zijn veel minder actief; je zou dan ook niet verwachten dat ze jets produceren. Toch zijn er in de afgelopen jaren al drie spiraalstelsels gevonden met radiojets. Het sterrenstelsel De radiostraling (blauw) van het sterrenstelsel J1649+2635, op 800 miljoen lichtjaar afstand, is nummer vier. Het werd ontdekt dankzij de medewerking van 'burgerwetenschappers' die in het Galaxy Zoo-project sterrenstelsels classificeren. Het is voor het eerst dat een ver sterrenstelsel éérst geclassificeerd is als spiraalstelsel, en dat pas daarna radiojets zijn gevonden. Dat gebeurde door een deel van de Galaxy Zoo-catalogus te vergelijken met catalogi van radiosterrenstelsels. De ontdekking wordt beschreven in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Strange Galaxy Perplexes Astronomers

26 november 2014
Astronomen hebben een nieuwe manier bedacht om de afstanden van sterrenstelsels op tientallen miljoenen lichtjaren nauwkeurig te meten. De methode lijkt op die van landmeters op aarde: van het stelsel worden zowel de werkelijke als de schijnbare afmetingen gemeten (Nature, 27 november). De nieuwe methode is voor het eerst toegepast op NGC 4151, een actief sterrenstelsel waarvan de afstand tot nu toe niet goed kon worden bepaald. De schattingen liepen uiteen van 13 tot 95 miljoen lichtjaar. Om de afstand van NGC 4151 beter te kunnen meten, is gekeken naar de ring van heet stof rond het superzware zwarte gat in het centrum van dit stelsel. Dat stof wordt verhit door de ultraviolette straling die vrijkomt wanneer materie door het zwarte gat wordt opgeslokt. Om de werkelijke afmetingen van de stofring te kunnen bepalen, maten de astronomen de tijd die verstrijkt tussen het uitzenden van de uv-straling die dicht in de buurt van het zwarte gat ontstaat, en de infrarood-emissie van de verder naar buiten gelegen stofring. Dat interval – een dag of dertig – komt overeen met de tijd die licht nodig heeft om de betreffende afstand te overbruggen. Anders gezegd: de stofring heeft een straal van ongeveer 30 ‘lichtdagen’ (780 miljard kilometer). De schijnbare middellijn van de ring – twaalf miljoensten van een graad – is gemeten met de beide 10-meter Keck-telescopen op Hawaï, die daarbij als interferometer werden ingezet – een methode die de beeldscherpte van een 85-meter telescoop oplevert. Het resultaat is dat NGC 4151 zich op een afstand van 62 miljoen lichtjaar bevindt, met een onzekerheid van tien procent. De nieuwe afstand van NGC 4151 heeft onder meer gevolgen voor de (berekende) massa’s van de superzware zwarte gaten in actieve sterrenstelsels. Het ziet er naar uit dat deze massa’s systematisch met veertig procent onderschat zijn. (EE)
Berkeley Algorithms Help Researchers Understand Dark Energy

20 november 2014
Nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de bolvormige sterrenhopen in het naburige Fornax-dwergstelsel sterke overeenkomsten vertonen met de bolhopen in onze eigen Melkweg. Dat wijst erop dat deze sterrenhopen ook op dezelfde manier zijn ontstaan. En dat is in strijd met de theorie dat dergelijke sterrenhopen alleen kunnen ontstaan in een omgeving waarin veel oude sterren te vinden zijn (The Astrophysical Journal, 20 november). Vroeger werd gedacht dat de sterren van een bolvormige sterrenhoop allemaal even oud zijn. Recent onderzoek heeft echter uitgewezen dat veel bolhopen uit minstens twee populaties van sterren bestaan: een oude generatie en een recentere. Deze laatste onderscheidt zich door een veel hoger stikstofgehalte. Het aandeel stikstofrijke sterren in de bolhopen van de Melkweg is veel hoger dan verwacht. Astronomen verklaarden dit door te veronderstellen dat veel sterren van de eerste generatie in de loop van de miljarden jaren zijn ontsnapt. De sterren zouden nog wel bestaan, maar zich 'verschuilen' tussen de sterren in de uitgestrekte halo van de Melkweg, die van vergelijkbare leeftijd zijn. Nieuw onderzoek van vier bolhopen in het Fornax-dwergstelsel, waar onder anderen Søren Larsen van de Radboud Universiteit bij betrokken is, trekt deze verklaring echter in twijfel. Die bolhopen bevatten namelijk net zo veel stikstofrijke sterren als hun soortgenoten in de Melkweg. Maar anders dan de Melkweg heeft het Fornax-sterrenstelsel geen halo van oude sterren, waar ontsnapte eerste-generatiesterren zich zouden kunnen verschuilen. Het lijkt er dus op dat de theorie die verklaart waarom bolhopen zo weinig stikstofarme sterren bevatten de prullenbak in kan. (EE)
The riddle of the missing stars

19 november 2014
Nieuwe waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) in Chili hebben een opvallende eendracht aan het licht gebracht. De rotatie-assen van de centrale superzware zwarte gaten in quasars hebben de neiging om zich te richten naar het ‘kosmische web’ waar de quasars deel van uitmaken. Door naar de verdeling van sterrenstelsels op schalen van miljarden lichtjaren kijken, hebben astronomen ontdekt dat de stelsels in ons heelal niet gelijkmatig zijn verdeeld. Ze vormen een kosmisch web van filamenten (‘draden’) en knooppunten rond leemtes waar bijna geen sterrenstelsels te zien zijn. VLT-waarnemingen door een team onder leiding van Damien Hutsemékers van de Universiteit van Luik hebben nu uitgewezen dat de ‘jets’ van quasars die deel uitmaken van zo’n miljarden lichtjaren lange ‘draad’ opvallend vaak in dezelfde richting wijzen als het filament zelf. Quasars zijn verre sterrenstelsels met een zeer actief superzwaar zwart gat in hun centrum. Zo’n zwart gat is omringd door een draaiende schijf van extreem hete materie die langs de rotatie-as van de schijf in gebundelde vorm (‘jets’) wordt weggeblazen. De onderzoekers schatten dat de kans dat de waargenomen gelijkgerichtheid van de quasars op toeval berust minder dan één procent bedraagt. Deze correlatie tussen de oriëntatie van quasars en de structuur waartoe ze behoren wordt overigens ook voorspeld door numerieke modellen van de evolutie van ons heelal. (EE)
Spookachtige eendracht onder quasars strekt zich uit over miljarden lichtjaren

19 november 2014
Astronomen hebben mogelijk een superzwaar zwart gat opgespoord dat bij een botsing tussen twee sterrenstelsels de ruimte in is geslingerd. Het object bevindt zich op een afstand van 90 miljoen lichtjaar van de aarde (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Als twee sterrenstelsels met elkaar in botsing komen, versmelten ze tot één groter stelsel. En als zich in het centrum van beide stelsels een superzwaar zwart gat bevindt, zullen ook die normaal gesproken ‘fuseren’. Bij dat proces kunnen echter zwaartekrachtsgolven (vervormingen van ruimte en tijd) optreden die zó hevig zijn dat een van de zwarte gaten wordt verstoten. Tot nu toe is geen enkel voorbeeld van zo’n eenzaam superzwaar zwart gat opgespoord. Maar daar lijkt nu verandering in te zijn gekomen. Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de Keck-telescoop op Hawaï vastgesteld dat het object SDSS 1133 bezig is om materie uit de buitenste regionen van een naburig klein sterrenstelsel op te slokken. SDSS 1133 is compact en helder, maar lijkt niet omgeven te zijn door een sterrenstelsel. Volgens de astronomen zou het kunnen gaan om een zwart gat dat uit het dwergstelsel is geslingerd. Er zijn ook andere verklaringen mogelijk, maar die zijn bijna net zo exotisch. Zo zou SDSS 1133 ook een bijzonder soort supernova-explosie kunnen zijn: uit archiefbeelden blijkt dat het object dertien jaar geleden op zijn helderst was, maar ook al lang vóór die tijd waarneembaar was. Dat zou betekenen dat het om een zware ster gaat die sinds 1950 een reeks uitbarstingen heeft vertoond, om uiteindelijk pas in 2001 als supernova te exploderen. Als het inderdaad om een supernova gaat, is het een van de hevigste sterexplosies die ooit zijn waargenomen. Vervolgwaarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, die voor volgend jaar op het programma staan, moeten uitsluitsel geven. (EE)
Mystery Of Dwarf Galaxy Could Be Ejected Black Hole

18 november 2014
Een team van Japanse astronomen heeft, met behulp van de Subaru-telescoop op Hawaï, zeven sterrenstelsels opgespoord die al 700 miljoen jaar na de oerknal bestonden. Vermoed wordt dat stelsels als deze een belangrijke rol hebben gespeeld bij de zogeheten kosmische herionisatie – het proces dat het heelal doorzichtig maakte. Volgens de huidige inzichten is het heelal 13,8 miljard jaar geleden voortgekomen uit de oerknal. In het prille begin was het gevuld met een hete ‘soep’ van protonen en elektronen. Door de uitdijing en afkoeling van het heelal konden deze deeltjes zich 400.000 jaar later verenigen tot neutrale waterstofatomen. Dat veroorzaakte een dichte mist die ondoordringbaar was voor licht. Uiteindelijk werden de waterstofatomen weer in protonen en elektronen gesplitst door de uv-straling van de eerste sterren en sterrenstelsels. Astronomen vermoeden dat deze ‘kosmische herionisatie’ ongeveer een miljard jaar heeft geduurd. Maar wanneer precies dat proces werd afgesloten, is nog onduidelijk. De nu ontdekte sterrenstelsels bevinden zich op een afstand van 13,1 miljard lichtjaar. Volgens de Japanse astronomen kan dat erop wijzen dat er ongeveer 13 miljard jaar na de oerknal een einde kwam aan het herionisatieproces. De stelsels zouden in dat geval tot de eerste behoren die opdoemden uit de kosmische mist. Het is overigens niet voor het eerst dat er sterrenstelsels op deze grote afstand zijn ontdekt. Eerder werden zulke stelsels al waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop. (EE)
Subaru Telescope Detects Sudden Appearance of Galaxies in the Early Universe

13 november 2014
Astronomen hebben, met behulp van de ruimtetelescopen Hubble en Chandra, jonge, zware sterrenstelsels ontdekt die in zo'n hoog tempo nieuwe sterren produceren, dat ze hun eigen graf graven. De stortvloed aan nieuwe sterren produceert zo'n hevige 'wind' dat het gas waaruit toekomstige sterren zouden kunnen ontstaan uit de stelsels weggeblazen wordt. Eerdere waarnemingen hadden al laten zien dat zulke sterrenstelsels gas met snelheden van enkele miljoenen kilometers per uur de ruimte in blazen. Vermoed werd dat de superzware zwarte gaten in de kernen van deze stelsels verantwoordelijk waren voor deze gasuitstroom. Maar een analyse van twaalf botsende sterrenstelsels waarbij het einde van de actieve stervormingsfase nadert, heeft nu laten zien dat het de sterren zelf zijn die hun stelsels laten uitdoven. Dat gebeurde toen het heelal ongeveer de helft van zijn huidige leeftijd van 13,7 miljard jaar had bereikt. De onderzochte sterrenstelsels bevatten evenveel massa als onze Melkweg, maar pakken deze samen in een veel kleiner gebied. De kleinste stelsels in het onderzoek zijn maar ongeveer 650 lichtjaar groot. (Ter vergelijking: de diameter van de Melkweg bedraagt 100.000 tot 120.000 lichtjaar.) In dat relatief kleine stukje ruimte produceren de stelsels een paar honderd 'zonnen' per jaar (de Melkweg maar één). Zo'n snelle productie van nieuwe sterren ontstaat waarschijnlijk wanneer twee gasrijke sterrenstelsels met elkaar in botsing komen. Dat leidt ertoe dat er veel gas naar het centrum van de samensmeltende stelsels stroomt, waardoor ter plaatse gemakkelijk nieuwe sterren kunnen ontstaan. De combinatie van de hevige deeltjeswinden van zware, kortlevende sterren en de daaropvolgende supernova-explosies zorgt ervoor dat het resterende gas uit de stelsels wordt verdreven. Daardoor komt er binnen enkele tientallen miljoenen jaren een einde aan de stellaire geboortegolf. (EE)
The Party's Over for These Youthful Compact Galaxies

11 november 2014
Met het ALMA-schotelpark op 5000 meter hoogte in Noord-Chili is een extreem ver verwijderd sterrenstelsel waargenomen dat vermoedelijk uit twee versmeltende stelsels bestaat. Door de grote afstand zien we het stelsel (AzTEC-3 geheten) zoals het er ca. 12,5 miljard jaar geleden uitzag, in de jeugd van het heelal, toen grote sterrenstelsel ontstonden door de versmelting van kleinere. AzTEC-3, gelegen in de richting van het sterrenbeeld Sextant, maakt - samen met enkele andere, minder actieve stelsels - deel uit van een verre protocluster. Als gevolg van de versmelting ligt het tempo van stervorming er ongeveer duizend maal hoger dan in ons eigen Melkwegstelsel. Het stelsel, dat een van de heftigste perioden in zijn bestaan doormaakt, was eerder al ontdekt door de James Clerk Maxwell Telescope op Hawaii, maar kon nu pas in detail bestudeerd worden door ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). De nieuwe waarnemingen, die een ondersteuning vormen voor de theorie van de hiërarchische groei van sterrenstelsels, zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
ALMA Finds Best Evidence Yet for Galactic Merger in Distant Protocluster

10 november 2014
Sterrenkundigen hebben mogelijk een pulsar ontdekt op de plaats waar in 1987 een supernova-explosie is waargenomen. De explosie (supernova 1987A) vond plaats in de Grote Magelhaense Wolk, op ca. 170.000 lichtjaar afstand. De uitdijende gasnevel die bij de sterexplosie ontstond, is de afgelopen jaren uitgebreid bestudeerd, maar tot nu toe was onduidelijk of de kern van de ster ineen is gestort tot een (onzichtbaar) zwart gat of tot een kleine, zeer compacte en snel rondtollende neutronenster. De supernovarest is nu ook waargenomen met ATCA (Australian Telescope Compact Array, een netwerk van radioschotels in Australië) en met ALMA, een telescopenpark in Noord-Chili dat straling op millimetergolflengten waarneemt. Door het grote golflengtebereik waarop de metingen zijn verricht was het mogelijk om de bijdrage van de uitdijende schokgolf te onderscheiden van de bijdrage van nieuw gevormde stofdeeltjes in de binnendelen van de supernovarest. De heldere radiobron in het centrum van de nevel is nooit eerder waargenomen; het zou om een pulsar kunnen gaan, of eventueel om een zogeheten pulsarwindnevel, die gevormd wordt door energierijke elektrisch geladen deeltjes die door een pulsar de ruimte in worden geblazen. De resultaten worden vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De astronomen denken overigens ook een verklaring gevonden te hebben voor het feit dat de radiostraling aan de ene kant van de supernovarest sterker is dan aan de andere kant. Uit computersimulaties blijkt dat dat verschil goed te reproduceren is door aan te nemen dat de explosie enigszins asymmetrisch was. (GS)
Astronomers Dissect the Aftermath of a Supernova

10 november 2014
Het nieuwe MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT) heeft onderzoekers een beter beeld gegeven van een spectaculaire kosmische botsing. De waarnemingen tonen voor het eerst de beweging van gas dat uit het sterrenstelsel ESO 137-001 wordt gerukt, terwijl dit stelsel zich met hoge snelheid in een omvangrijke cluster boort. De resultaten zijn de sleutel tot de oplossing van een al lang bestaand mysterie: waarom de stervorming in clusters tot stilstand komt. Een onderzoeksteam onder leiding van Michele Fumagalli van de Extragalactic Astronomy Group en het Institute for Computational Cosmology van Durham University behoorde tot de eerste gebruikers van ESO’s Multi Unit Spectroscopic Explorer-instrument (MUSE) van de VLT. Door ESO 137-001 waar te nemen – een spiraalstelsel dat op 200 miljoen lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Zuiderdriehoek (Triangulum Australis) staat – kregen de onderzoekers het beste beeld tot nu toe van wat er met dit stelsel gebeurt terwijl het door de Norma-cluster suist. MUSE geeft astronomen niet alleen een foto, maar levert ook een spectrum – een band van kleuren – voor elke pixel van het beeldveld. Met dit instrument verzamelen wetenschappers elke keer dat zij naar een object kijken ongeveer 90.000 spectra. Op die manier worden de bewegingen en andere eigenschappen van de waargenomen objecten buitengewoon gedetailleerd in kaart gebracht. ESO 137-001 is onderhevig aan een proces dat ram-pressure stripping wordt genoemd. Dat proces treedt op wanneer een object met hoge snelheid door een vloeistof of gas beweegt. Het laat zich vergelijken met de wijze waarop het haar van een hond door de lucht naar achteren wordt geblazen wanneer deze zijn kop uit het raam van een rijdende auto steekt. In dit geval behoort het gas tot het enorme omhulsel van zeer ijl, heet gas rond de cluster waar ESO 137-001 met een snelheid van enkele miljoenen kilometers per uur doorheen beweegt [2]. Daarbij raakt het sterrenstelsel het grootste deel van zijn gas kwijt – de grondstof die nodig is om nieuwe generaties van jonge, blauwe sterren te kunnen maken. ESO 137-001 ondergaat op dit moment een galactische metamorfose die ertoe zal leiden dat hij van een blauw, gasrijk stelsel in een rood, gasarm stelsel verandert. Wetenschappers denken dat het waargenomen proces een al lang bestaand wetenschappelijk vraagstuk kan helpen oplossen.
Volledig persbericht

6 november 2014
Een experiment aan boord van een sondeerraket heeft een verrassende ontdekking opgeleverd: de donkere hemel tussen de sterrenstelsels vertoont een diffuse infraroodgloed die net zo helder is als de gloed van alle bekende sterrenstelsels bij elkaar. De infraroodgloed is waarschijnlijk afkomstig van sterren die uit hun sterrenstelsels zijn geslingerd (Science, 7 november). Dat de ogenschijnlijk donkere hemel een zwakke infraroodgloed vertoont, is al jaren bekend. Maar tot nu toe was onduidelijk waar dit zwakke schijnsel vandaan komt. Om daar uitsluitsel over te krijgen werden vier korte vluchten gemaakt met het Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER). CIBER maakte groothoekopnamen van de kosmische infraroodachtergrond op golflengten die vanaf de aarde niet kunnen worden waargenomen, omdat de aardatmosfeer zo’n zelfde gloed vertoont. Wetenschappers hebben heel zorgvuldig alle bekende lichtbronnen, zoals sterren, sterrenstelsels en de gloed van onze Melkweg, uit de CIBER-opnamen verwijderd. Wat dan overblijft is een ‘kaart’ van de kosmische infraroodachtergrond. De meetresultaten zijn het best verklaarbaar als de infraroodgloed afkomstig is van een niet eerder gedetecteerde populatie van sterren - sterren die zich geen deel uitmaken van sterrenstelsels zoals onze Melkweg, maar in de intergalactische ruimte rondzwerven. Vermoed wordt dat het gaat om sterren die bij botsingen en andere interacties tussen sterrenstelsels zijn weggeslingerd. Om de waargenomen kosmische infraroodgloed te kunnen verklaren, moet het aantal ‘dakloze’ sterren enorm groot zijn. Mogelijk vertegenwoordigen ze zelfs de helft van alle sterren in het heelal. (EE)
Universe is Brighter Than We Thought

6 november 2014
Het sterrenstelsel IC 210 in het sterrenbeeld Perseus is ongeveer 260 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. In zijn centrum bevindt zich vermoedelijk een superzwaar zwart gat. In 2012 produceerde dat object een ongewoon sterke uitbarsting van gammastraling, die met de MAGIC-telescoop op het Canarische eiland La Palma werd geregistreerd. De analyse van de meetgegevens, waarvan de resultaten deze week in Science zijn gepubliceerd, laat zien dat de uitbarsting ongekend snelle fluctuaties vertoonde. Tijdens de gamma-uitbarsting varieerde de sterkte van de gemeten straling uit het hart van IC 310 op tijdschalen van slechts enkele minuten. Dat is verrassend omdat de waarnemingshorizon van het zwarte gat – de grens waar voorbij geen gebeurtenissen meer kunnen worden waargenomen – veel omvangrijker is dan de afstand die het licht in een paar minuten aflegt. Omdat geen enkele object zijn complete oppervlak met een snelheid groter dan de lichtsnelheid kan laten oplichten, moet de gammastraling van IC 210 dus afkomstig zijn geweest uit een gebied dat aanzienlijk kleiner was dan de waarnemingshorizon. De astronomen die de gamma-uitbarsting hebben geanalyseerd vermoeden nu dat het zwarte gat in de kern van IC 310 snel roteert en door een krachtig magnetisch veld omgeven is. Daarbij treden rond de polen van het zwarte gat blijkbaar sterke elektrische velden op, die deeltjes tot bijna de lichtsnelheid kunnen versnellen. De waargenomen gammastraling zou zijn vrijgekomen bij botsingen tussen deze 'jets' van deeltjes en tragere deeltjes elders in IC 310. (EE)
Blitze aus einem Schwarzen Loch

6 november 2014
Voor het eerst is een wetenschappelijk artikel gebaseerd op waarnemingen die verricht zijn met de nieuwe Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT) op de 4600 meter hoge bergtop Sierra Negra in Centraal-Mexico. Het gaat om metingen van de millimeterstraling van ver verwijderde sterrenstelsels. Uit die waarnemingen kan afgeleid worden hoeveel koud moleculair gas er in die stelsels voorkomt - een maat voor het aantal sterren dat er in de stelsels kan ontstaan. De resultaten zijn online gepubliceerd en verschijnen op 10 december in The Astrophysical Journal. De LMT is een grote radioschotel die uiteindelijk een middellijn van 50 meter moet krijgen. Momenteel kunnen waarnemingen verricht worden met een antenne die 32,5 meter in middellijn is. De verre sterrenstelsels bevatten ook veel stof, dat infraroodstraling uitzendt doordat het van binnenuit wordt opgewarmd - hetzij door geboortegolven van nieuwe sterren, hetzij door energie afkomstig uit de kern van het stelsel, waarin zich dan een actief zwart gat zou bevinden. Astronomen van de Universiteit van Massachusetts in Amherst hebben een methode ontwikkeld om de bijdrage van een zogeheten active galactic nucleus (AGN) aan de opwarming van het stof te bepalen, door zorgvuldig de spectrale energieverdeling van de infraroodstraling te analyseren. Op die manier kan achterhaald worden wat de bijdrage van pasgeboren sterren is aan de stofopwarming. Uit de nieuwe resultaten blijkt dat er een vaste relatie lijkt te bestaan tussen de hoeveelheden moleculair gas in een sterrenstelsel en de opwarming van stof door jonge sterren. Op basis van die relatie kan de hoeveelheid gas in een stelsel indirect afgeleid worden uit de infraroodstraling van het stof, die veel eenvoudiger te meten is. (GS)
New Telescope Lets Astronomers Peer into Distant Galaxies’ Star-Forming Centers

30 oktober 2014
De Hubble-ruimtetelescoop heeft de zwakke gloed gedetecteerd van sterren die miljarden jaren geleden uit hun sterrenstelsels zijn geslingerd. Plaats delict: Abell 2744, alias de Pandora-cluster – een verzameling sterrenstelsels op vier miljard lichtjaar van de aarde. De verdreven sterren zwerven nu rond tussen de stelsels van deze cluster (The Astrophysical Journal, 1 oktober). Uit de Hubble-opnamen kan worden afgeleid dat in de Pandora-cluster de afgelopen zes miljard een stuk of zes sterrenstelsels zijn gesneuveld. De onfortuinlijke stelsels zijn waarschijnlijk aan flarden getrokken toen ze zich in het centrum van de cluster waagden, waar kolossale getijkrachten heersen. Computermodellen wijzen erop dat de stelsels ongeveer zo groot waren als onze Melkweg. De astronomen die de beelden hebben geanalyseerd schatten dat nu alles bij elkaar 200 miljard sterren ontheemd door de cluster dolen. Ze zijn goed voor tien procent van het licht dat Abell 2744 uitzendt. (EE)
Hubble Sees ‘Ghost Light’ From Dead Galaxies

30 oktober 2014
Gegevens die verzameld zijn door de honderdduizenden vrijwillige 'burgerwetenschappers' van het Galaxy Zoo-project hebben belangrijke inzichten opgeleverd over ontstaan en evolutie van de spiraalvormige sterrenstelsels in ons heelal. Een van de bevindingen is dat deze stelsels twee miljard vroeger hun huidige vorm hebben bereikt dan tot nu toe werd aangenomen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De deelnemers aan het Galaxy Zoo-project hebben geholpen om de vormen van tienduizenden sterrenstelsels in kaart te brengen. De afstanden van deze door de Hubble-ruimtetelescoop vastgelegde stelsels zijn doorgaans erg groot: ruwweg tien miljard lichtjaar. De stelsels worden dus waargenomen zoals ze er nog geen vier miljard jaar na de oerknal uitzagen. De geclassificeerde spiraalstelsels blijken treffende overeenkomsten te vertonen met de stelsels in het huidige heelal. Ze zijn schijfvormig en vertonen een centrale 'balk' en spiraalarmen. Gezien hun jonge leeftijd is dat verrassend: op theoretische gronden was aangenomen dat zulke structuren pas twee miljard later zouden zijn ontstaan. (EE)
When did galaxies settle down?

29 oktober 2014
Naast heel verre, extreem heldere quasars, die geassocieerd worden met botsende sterrenstelsels, bestaat er waarschijnlijk ook een populatie van quasars die zich veel rustiger gedragen. Dat blijkt uit waarnemingen met de Gran Telescopio Canarias (GTC). Met deze 10-meter telescoop zijn verre quasars opgespoord die veel minder helder zijn dan hun soortgenoten. Miljarden jaren geleden was het heelal heel anders dan nu. Botsingen tussen sterrenstelsels waren aan de orde van de dag, en daarbij vormden zich zwarte gaten van miljarden zonsmassa’s in hun kernen. Door gas uit hun omgeving op te slokken, genereerden deze zwarte gaten kolossale hoeveelheden energie, waardoor de kernen van de stelsels – die quasars worden genoemd – waarneembaar zijn tot op afstanden van miljarden lichtjaren. Bekend was al dat er ook op veel kleinere afstanden quasar-achtige objecten bestaan, die echter veel minder energie produceren. De vraag was of dit simpelweg langzaam wegkwijnend overblijfselen van vroegere quasars zijn, of dat er ook in het verre heelal van die ‘rustige’ quasars te vinden zijn. Met de GTC-telescoop zijn nu voor het eerst verre quasars ontdekt die sterke overeenkomsten vertonen met hun nabije, rustige soortgenoten. Het belangrijkste verschil is dat de verre zwakke quasars veel minder zware elementen als aluminium en ijzer bevatten. Dat is goed verklaarbaar, omdat de hoeveelheid zware elementen in de loop van kosmische geschiedenis is toegenomen. (EE)
Existence of a group of “quiet” quasars confirmed

28 oktober 2014
Een internationaal team van astronomen onder leiding van de Leidse promovenda Leah Morabito heeft met de LOFAR-radiotelescoop, die zich vanuit Noordoost-Nederland uitstrekt over Europa, de grootste koolstofatomen buiten ons Melkwegstelsel ontdekt, in het starburst-stelsel M82. Astronomen kunnen nu bepalen hoe koud en compact het gas rond deze atomen is. Dit gas heeft invloed op het stervormingstempo en de evolutie van het sterrenstelsel. De resultaten worden op 28 oktober gepubliceerd in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters. Koolstofatomen zijn normaalgesproken ongeveer een half miljoen keer zo klein als de dikte van een mensenhaar, maar in koud, ijl gas kunnen ze wel een miljard keer zo groot zijn. Het buitenste elektron draait dan op een veel grotere afstand rond de kern van het atoom. Dit buitenste elektron kan worden ingevangen door een ander atoom dat een elektron te weinig heeft. In het lichtspectrum is dan een spectraallijn te zien. In de jaren '70 voorspelden theoretici al dat deze koolstoflijn detecteerbaar zou zijn in andere sterrenstelsels. De eerste waarneming is nu, 40 jaar later, gedaan. De koolstoflijn is moeilijk te detecteren omdat hij te lichtzwak is als het gas in de omgeving van de koolstofatomen te warm is of te compact. In starburst-stelsels zoals M82 - waarin het stervormingstempo ongeveer tien keer zo hoog ligt als in ons Melkwegstelsel - is het gas juist wél koud en ijl. In dit type sterrenstelsels is de koolstoflijn dus makkelijker te detecteren, vooral op de lage frequenties waarop LOFAR waarneemt.
Origineel persbericht

27 oktober 2014
Turbulentie in ijl gas belemmert het ontstaan van nieuwe sterren. Dat blijkt uit nieuw onderzoek met NASA's Chandra X-ray Observatory dat vandaag gepubliceerd is in de online editie van Nature. Chandra registreert de energierijke röntgenstraling van het hete, ijle gas in clusters van sterrenstelsels. Normaalgesproken zou je verwachten dat het gas in de loop van de tijd afkoelt, vervolgens onder invloed van de zwaartekracht in de afzonderlijke sterrenstelsels valt, en daar aanleiding geeft tot de geboorte van grote aantallen nieuwe sterren. In werkelijkheid blijkt die stervorming echter niet in de verwachte mate op gang te komen, doordat het clustergas een veel te hoge temperatuur behoudt. Eerder was al aangetoond dat dat op de een of andere manier veroorzaakt wordt door de invloed van superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels, die bundels van straling en elektrisch geladen deeltjes de ruimte in blazen. De nieuwe Chandra-waarnemingen laten nu zien dat daarbij ook op grote schaal turbulente bewegingen in het gas optreden. Die turbulentie dumpt zoveel energie in het ijle gas dat het niet voldoende kan afkoelen om op termijn tot de vorming van veel nieuwe sterren te leiden. De conclusies zijn gebaseerd op röntgenwaarnemingen aan de Perseus- en de Virgo-cluster, waarin golfachtige patronen zijn ontdekt die het resultaat zijn van grootschalige turbulentie. (GS)
NASA's Chandra Observatory Identifies Impact of Cosmic Chaos on Star Birth

23 oktober 2014
Sterren die te dicht in de buurt van een zwart gat komen, worden genadeloos aan flarden gescheurd en opgeslokt. Maar er moeten ook situaties zijn waarbij een ster nog nét weet te ontsnappen. Sterrenkundigen van Ohio State University zijn mogelijk getuige geweest van zo'n ontsnapping (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Op 25 januari van dit jaar detecteerde ASASSN, een kleine, geautomatiseerde telescoop die voortdurend de hemel afspeurt, een plotselinge toename van de helderheid van de kern van een 650 miljoen lichtjaar ver sterrenstelsel. In eerste instantie werd gedacht aan een supernova – een ontploffende ster. Maar daarvoor was de helderheidstoename te gering. De astronomen hebben berekend dat de hoeveelheid energie die bij het verschijnsel is vrijgekomen, overeenkomt met de energie die vrijkomt als het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel ongeveer een duizendste zonsmassa aan materie opslokt. Het slachtoffer kan dus geen complete ster zijn geweest. De astronomen denken dat een zware ster vlak langs het zwarte gat is gescheerd. Daarbij is de ster een deel van zijn buitenlagen kwijtgeraakt, maar de kans is groot dat hij de ontmoeting wel heeft overleefd. (EE)
Lucky Star Escapes Black Hole with Minor Damage

21 oktober 2014
Sterrenkundigen hebben ontdekt hoe superzware zwarte gaten in de kernen van grote elliptische sterrenstelsels een effectieve rem kunnen zetten op de vorming van nieuwe sterren in die stelsels. Normaalgesproken kan een sterrenstelsel heet gas uit zijn omgeving aantrekken. Dat gas koelt vervolgens af, waarna er onder invloed van de zwaartekracht dichtheidsconcentraties in kunnen ontstaan waaruit nieuwe sterren worden geboren. In veel grote elliptische stelsels blijkt het interstellaire gas echter een zeer hoge temperatuur te hebben (zo hoog dat er röntgenstraling wordt uitgezonden), waardoor de vorming van nieuwe sterren tot stilstand komt. Uit metingen die verricht zijn met verschillende radio- en submillimetertelescopen op aarde en door de Europese infraroodruimtetelescoop Herschel blijkt nu dat de hoge temperatuur van het gas veroorzaakt wordt door straalstromen van energierijke elektrisch geladen deeltjes die radiostraling produceren. De straalstromen worden vanuit de directe omgeving van het superzware zwarte gat in twee tegenovergestelde richtingen de ruimte in geblazen. De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Big Black Holes Can Block New Stars

16 oktober 2014
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop zijn astronomen erin geslaagd om de afstand te meten tot een van de zwakste en verste sterrenstelsels die ooit zijn waargenomen. Daarbij kregen ze hulp van een tussenliggende cluster van nabijere sterrenstelsels, die het licht van het verre stelsel ‘versterkt’ (Astrophysical Journal Letters, 4 september). Clusters hebben zo veel massa dat ze licht dat door hen heen gaat afbuigen. Daardoor worden de beelden van verder weg staande objecten vervormd en soms ook versterkt – een verschijnsel dat het gravitatielenseffect wordt genoemd. In sommige gevallen zorgt het gravitatielenseffect ervoor dat er meerdere beelden van één en hetzelfde achtergrondobject te zien zijn. Zo ook bij het verre sterrenstelsel dat zich achter de grote cluster Abell 2744 bevindt. Door het lenseffect zijn drie versterkte afbeeldingen van dat stelsel te zien. Door de hoekafstanden tussen de drie afbeeldingen te meten, kon heel nauwkeurig worden berekend op welke afstand het verre sterrenstelsel zich bevindt. Die afstand blijkt 13,3 miljard lichtjaar te zijn. Het licht van het stelsel heeft er dus 13,3 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken en is uitgezonden toen het heelal nog ‘maar’ 500 miljoen jaar oud was. Hoewel al ongeveer tien andere stelsels op vergelijkbare afstanden zijn waargenomen, gaat het hier om een bijzonder geval. Het nu ontdekte object is aanzienlijk kleiner en zwakker dan de andere. Zijn grootte wordt geschat op 850 lichtjaar. Ter vergelijking: onze Melkweg heeft een diameter van meer dan 100.000 lichtjaar. (EE)
Probing the past

16 oktober 2014
Een internationaal team van astronomen heeft een driedimensionale kaart gemaakt van het heelal, zoals dat er drie miljard jaar na de oerknal uitzag. Daarbij is gebruik gemaakt van een techniek die vergelijkbaar is met de computertomografie (CT), zoals die in de geneeskunde wordt toegepast. Op de allergrootste schaal is de materie in het heelal verdeeld over een enorm netwerk van honderden miljoenen lichtjaren lange, draderige structuren die het ‘kosmische web’ vormen. De ‘ruggengraat’ van dit web bestaat uit een mengsel van (onwaarneembare) donkere materie en waterstofgas. Net als bij een CT-scan, die een driedimensionale afbeelding reconstrueert uit de röntgenstraling die door een patiënt gaat, hebben de astronomen hun driedimensionale afbeelding van het kosmische web gereconstrueerd door gebruik te maken van het licht van 24 verre sterrenstelsels dat door het waterstofgas in het kosmische web is gegaan. De daaruit voortkomende kaart van de waterstofabsorptie toont een uitsnede van het heelal op een afstand van 10,8 miljard lichtjaar. Het is voor het eerst dat het kosmische web op zo’n grote afstand in kaart is gebracht. Het licht van het afgebeelde gebied heeft er bijna elf miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. De kaart toont dus de prille structuur van het heelal, op een moment dat dit nog maar een kwart van zijn huidige leeftijd had bereikt. (EE)
’CT Scan’ of Distant Universe Reveals Cosmic Web in 3D

15 oktober 2014
Uit waarnemingen met radiotelescopen blijkt dat onze naaste galactische buren, de sferoïdale dwergstelsels, verstoken zijn van gas waaruit nieuwe sterren kunnen ontstaan. De vermoedelijke dief is bekend: dat is onze Melkweg (Astrophysical Journal Letters). De nieuwe radiowaarnemingen, de gevoeligste in hun soort die ooit zijn ondernomen, laten zien dat dwergstelsels tot op zekere afstand van onze Melkweg helemaal geen waterstofgas bevatten. Voorbij die grens zijn zulke kleine stelsels juist rijk aan gas. Vermoed wordt dat de gasloze dwergstelsels al miljarden jaren om onze Melkweg zwermen en geleidelijk zijn leeggeplunderd. Dat komt doordat ze zich binnen de uitgestrekte halo van ijl, heet waterstofgas bevinden waarin de Melkweg gehuld is. Door de grote snelheid waarmee de stelsels door deze halo bewegen is hun gas als het ware weggeblazen. (EE)
Milky Way Ransacks Nearby Dwarf Galaxies, Stripping Star-Forming Gas

15 oktober 2014
Een internationaal team van astronomen heeft twee nabije sterrenstelsels onderzocht die weinig elementen zwaarder dan helium bevatten. Uit het onderzoek blijkt dat de stervorming in de twee stelsels heel traag verloopt (Nature, 16 oktober). De twee traag groeiende sterrenstelsels, Sextans A en ESO 146-G14, bevinden zich respectievelijk op ongeveer 4,5 miljoen en 70 miljoen lichtjaar van de aarde. Uit waarnemingen met de infraroodsatelliet Herschel en enkele radiotelescopen blijkt dat de twee stelsels behoorlijke hoeveelheden gas bevatten – de grondstof voor de vorming van nieuwe sterren. Maar gegevens van twee andere satellieten, Spitzer en Galex, laten zien dat de stervorming desondanks tien keer zo langzaam verloopt als in ‘normale’ sterrenstelsels. Heel erg verrassend is die ontdekking eigenlijk niet. De geboorte van een ster begint namelijk met een gaswolk die onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrekt. Tijdens dat proces wordt het gas heet, wat verdere samentrekking tegengaat. Zware elementen zorgen ervoor dat de overtollige warmte van een samentrekkende gaswolk zo snel wordt uitgestraald, dat de samentrekking kan uitmonden in de geboorte van een nieuwe ster.Omdat de twee nabije sterrenstelsels qua chemische samenstelling veel overeenkomsten vertonen met de eerste sterrenstelsels in het heelal, kan hieruit worden geconcludeerd dat de stervorming in het vroege heelal een moeizaam proces moet zijn geweest. (EE)
Slow-Growing Galaxies Offer Window to Early Universe

15 oktober 2014
Astronomen hebben een enorme cluster van sterrenstelsels op meer dan tien miljard lichtjaar van de aarde onderzocht. Daarbij is ontdekt dat de stervorming in deze verre cluster, die nog in 'aanbouw' is, op onverwachte plaatsen optreedt. Clusters zijn de grootste objecten in het heelal die door de zwaartekracht bijeengehouden worden, maar hun vorming wordt niet goed begrepen. Een ver voorbeeld van zo'n cluster is de samenscholing van sterrenstelsels rond het zogeheten Spinnenwebstelsel. De Spinnenwebcluster wordt al meer dan twintig jaar met 'gewone' telescopen onderzocht. Maar nu is hij voor het eerst ook uitgebreid bekeken met APEX: een telescoop in het noorden van Chili die gevoelig is voor (sub)millimeterstraling. Anders dan zichtbaar licht laat deze straling zich niet tegenhouden door de dichte stofwolken waar de stervormingsgebieden in jonge sterrenstelsels vaak achter schuilgaan. Met APEX zijn tal van stervormingsgebieden in de Spinnenwebcluster ontdekt. Verwacht werd dat deze stervorming vooral zou plaatsvinden in de lange filamenten van gas die de afzonderlijke sterrenstelsels met elkaar verbinden. Maar verrassend genoeg bleek die stervorming vooral op één plek geconcentreerd te zijn, en dat gebied is niet eens gecentreerd rond het Spinnenwebstelsel, die in het hart van de cluster-in-wording staat.Om dit mysterie te kunnen oplossen, zijn meer waarnemingen nodig. De astronomen zijn dan ook van plan om ook de veel grotere (sub)millimetertelescoop ALMA op de Spinnenwebcluster te richten. (EE)
Bouwgeheimen van een galactische metropolis

9 oktober 2014
Een internationaal team van astronomen heeft een sterrenstelsel opgespoord dat in een uitzonderlijk hoog tempo nieuwe sterren produceert. Het stelsel, dat ongeveer drie miljard lichtjaar van ons verwijderd is, vertoont veel van de eigenschappen die nodig waren om het heelal na de oerknal transparant te maken (Science Express, 9 oktober). Een paar honderdduizend jaar na de oerknal was het heelal zo ver afgekoeld dat protonen en elektronen zich konden samenvoegen tot neutraal waterstofgas. Dat gas absorbeerde de straling van de eerste sterren, waardoor het in feite volkomen donker was in het heelal. Pas toen na ongeveer een miljard jaar de ultraviolette straling van de sterren de waterstof weer had geïoniseerd, kreeg het licht van sterren en sterrenstelsels vrij spel. Wat zich precies heeft afgespeeld aan het einde van het ‘donkere tijdperk’ zal wel altijd onduidelijk blijven. Maar de ontdekking van sterrenstelsels als J0921+4509 kan wel een tipje van de sluier helpen oplichten. Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de stervormingsgebieden in J0921+4509 zijn gehuld in dichte wolken van neutraal waterstofgas. Maar via gaten in dat gas, waarschijnlijk veroorzaakt door de hevige sterwinden, lekt toch bijna een kwart van de ultraviolette straling van de pas gevormde jonge sterren naar buiten. De omstandigheden in en rond J0921+4509 lijken dus vergelijkbaar met die aan het einde van het kosmische donkere tijdperk. (EE)
Leaky, Star-Forming Galaxies Lead Johns Hopkins Researchers to Better Understand the Universe

8 oktober 2014
Bij waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet NuSTAR is een pulsar ontdekt die een onwaarschijnlijke hoeveelheid energie produceert. Tot nu toe werd aangenomen dat de extreem heldere röntgenbron werd ‘aangedreven’ door een zwart gat, maar het blijkt dus een snel rondtollende neutronenster te zijn (Nature, 9 oktober). De röntgenbron bevindt zich in M82, een sterrenstelsel op de betrekkelijk kleine afstand van 12 miljoen lichtjaar. In dat stelsel zijn de afgelopen jaren diverse extreem heldere röntgenbronnen opgespoord, maar met NuSTAR is nu ontdekt dat één ervan – M82X-2 – ‘knippert’. Dat kwam als een verrassing, omdat steeds was aangenomen dat de ultraheldere röntgenbronnen zwarte gaten waren. Zwarte gaten zijn – voor zover bekend – echter niet in staat om te pulseren. Pulsars doen niet anders. Het zijn rondtollende ‘magneten’ die vanaf hun magnetische polen bundels van straling uitzenden, die als de lichtbundels van een vuurtoren rondzwiepen. Steeds als een van de bundels in de richting van de aarde wijst, krijgen we een korte flits van straling te zien. Hoewel de intensiteit van de straling van pulsar tot pulsar varieert, is nog nooit een pulsar waargenomen die zoveel straling produceert als M82X-2. Sterker nog: deze pulsar produceert honderd keer meer straling dan mogelijk werd geacht. Astronomen gingen ervan uit dat de energie van extreem heldere röntgenbronnen als deze afkomstig is van materie die naar een zwart gat toe valt. Zwarte gaten hebben een veel sterkere aantrekkingskracht dan pulsars, waardoor de aangetrokken materie veel heter wordt. Hoe de pulsar in M82X-2 dit weet te evenaren, is nog onduidelijk. (EE)
NuSTAR Discovers Impossibly Bright Dead Star

25 september 2014
Het nabije sterrenstelsel DDO 68 ziet er op het eerste gezicht jong uit. Maar schijn bedriegt: recent onderzoek wijst erop dat het stelsel ouder is dan het lijkt. Doorgaans moeten astronomen heel ver het heelal in kijken om jonge sterrenstelsels te kunnen zien. Maar die verre sterrenstelsels lijken zelfs op opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop heel zwak en klein. Nabije stelsels laten zich gemakkelijker onderzoeken, maar zijn eigenlijk steevast heel oud. Oude sterrenstelsels zijn veelal heel groot en bevatten een populatie van verschillende soorten sterren – klein en groot, jong en oud. Bovendien zijn ze – anders dan jonge sterrenstelsels – rijk aan elementen zwaarder dan helium. Gehoopt werd dat DDO 68 een uitzondering op deze regel zou zijn. Het kleine stelsel, dat slechts 39 miljoen lichtjaar ver weg staat (een astronomisch kattensprongetje!), vertoont de structuur en chemische samenstelling van een jong stelsel. Zou het een galactisch nakomertje zijn? Nieuwe Hubble-waarnemingen lijken erop te wijzen dat dit niet zo is. Behalve jonge sterren blijkt het stelsel ook oude sterren te bevatten. En dat betekent dat het stelsel als geheel ouder is dan het lijkt. Hoe oud precies, zal uit nader onderzoek moeten blijken. (EE)
A galaxy of deception

19 september 2014
Zware sterrenstelsels in het heelal maken zelf geen sterren meer en eten in plaats daarvan naburige stelsels op. Dat blijkt uit onderzoek door Australische astronomen, die daarover in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society berichten. De astronomen hebben meer dan 22.000 sterrenstelsels bekeken. Daarbij hebben ze vastgesteld dat kleine stelsels veel nieuwe sterren produceren door gas uit hun omgeving aan te trekken. Dat stervormingsproces valt mettertijd stil, maar dan hebben de stelsels al zoveel massa, dat ze kleine buurstelsels beginnen op te slokken. Volgens de astronomen nadert ook de Melkweg dat omkeerpunt. Ons sterrenstelsel produceert nog wel sterren, maar zal vanaf nu vooral in omvang toenemen door kleinere stelsels te verorberen. Over ongeveer vijf miljard jaar zal de Melkweg op zijn beurt ten prooi vallen aan het grotere Andromedastelsel. (EE)
Monster galaxies gain weight by eating smaller neighbours

17 september 2014
Een internationaal team van astronomen heeft vastgesteld dat zich in het centrum van het nietige sterrenstelsel M60-UCD1 een zwart gat bevindt dat miljoenen keren zo zwaar is als onze zon. Het is voor het eerst dat een superzwaar zwart gat in een stelsel van deze omvang is ontdekt (Nature, 18 september). De afgelopen decennia is gebleken dat vrijwel elk volwaardig sterrenstelsel een superzwaar zwart gat in zijn kern heeft. Zo schuilt er in het hart van onze Melkweg een zwart gat van 4 miljoen zonsmassa’s. De vraag was echter of ook stelsels als M60-UCSD1, die ultracompacte dwergstelsels worden genoemd, zo’n zwaargewicht kunnen bevatten. Dankzij de nieuwe ontdekking kan die vraag bevestigend worden beantwoord. En dat betekent dat het aantal superzware zwarte gaten in het heelal waarschijnlijk veel groter is dan al werd verondersteld. Ultracompacte dwergstelsels lijken namelijk heel talrijk te zijn. Het zwarte gat in M60-UCSD1 is niet rechtstreeks waarneembaar. Maar waarnemingen met de Gemini North-telescoop op Hawaï laten zien dat de sterren van M60-UCSD1 met een snelheid van 370.000 km/uur om het centrum van het stelsel cirkelen. Deze enorme snelheid is alleen verklaarbaar als zich in dat centrum een kolossale massa bevindt die de boel bij elkaar houdt. Berekeningen laten zien dat het zwarte gat in M60-UCSD1 ongeveer 21 miljoen zonsmassa’s ‘zwaar’ is. Dat betekent dat de kolos maar liefst vijftien procent van de totale massa van het stelsel voor zijn rekening neemt. Ter vergelijking: het massa-aandeel van het zwarte gat in onze Melkweg bedraagt maar 0,01 procent. Vanwaar het grote verschil? De astronomen vermoeden dat M60-UCSD1 simpelweg het schamele overblijfsel is van een veel groter sterrenstelsel, dat het grootste deel van zijn massa is kwijtgeraakt aan het naburige stelsel M60. Uiteindelijk zal waarschijnlijk ook het restant van het dwergstelsel, met zwart gat en al, door M60 worden opgeslokt. (EE)
Smallest Known Galaxy with a Supermassive Black Hole

17 september 2014
Tientallen jaren dachten wetenschappers dat botsingen tussen sterrenstelsels doorgaans tot de vorming van elliptische sterrenstelsels leiden. Maar nu hebben onderzoekers, met behulp van de Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) en een reeks andere radiotelescopen, het directe bewijs gevonden dat samensmeltende sterrenstelsels in de regel juist schijfstelsels produceren. Dit verrassende resultaat zou kunnen verklaren waarom het heelal zo rijk is aan spiraalstelsels als onze Melkweg. Schijfstelsels, waartoe spiraalstelsels als de Melkweg en de lensvormige stelsels behoren, worden gekenmerkt door pannenkoekvormige gebieden van gas en stof en onderscheiden zich daarmee van de elliptische stelsels. Het idee dat schijfstelsels die met elkaar in botsing komen uiteindelijk in een elliptisch stelsel veranderen, was onder meer gebaseerd op computersimulaties uit de jaren ’70. Deze simulaties voorspelden echter ook dat de meeste huidige stelsels elliptisch zouden moeten zijn, terwijl waarnemingen laten zien dat meer dan 70% van alle stelsels schijfvormig zijn. Bovendien laten recentere computersimulaties zien dat uit een botsing tussen sterrenstelsels ook een schijfstelsel kan voortkomen. Een internationaal onderzoeksteam heeft nu 37 gevallen van botsende sterrenstelsels op afstanden van 40 tot 600 miljoen lichtjaar onderzocht. En wat blijkt? In bijna alle gevallen heeft het gas van de botsende stelsels zich tot een schijf georganiseerd. De eindproducten kunnen dus worden beschouwd als schijfstelsels-in-wording. (EE)
Roerige oorsprong van schijfstelsels onderzocht met ALMA

12 september 2014
De Europese satelliet Gaia, die bezig is om de posities en bewegingen van sterren in onze Melkweg te meten, heeft een ontploffende ster ontdekt op 500 miljoen lichtjaar van de aarde. De supernova viel op doordat het sterrenstelsel waar hij deel van uitmaakt van de ene maand op de andere veel helderder was geworden. Gaia, die op 25 juli met zijn meetprogramma is begonnen, scant de hele hemel bij herhaling af. Hierdoor wordt elk van de ruwweg één miljard sterren die onderzocht moeten worden in de loop van de komende vijf jaar gemiddeld zeventig keer bekeken. Deze tactiek leent zich heel goed voor het opsporen van objecten die – al dan niet plotseling – van helderheid veranderen. Supernova Gaia14aaa werd op 30 augustus jl. ontdekt. Uit de kenmerken van het lichtspectrum van het object blijkt dat het gaat om een supernova van type Ia – een ontploffende witte dwergster. Van supernova's van dit type kan relatief gemakkelijk de afstand worden bepaald. De astronomen die veranderlijke objecten in de enorme hoeveelheid Gaia-gegevens opsporen, zijn eigenlijk nog bezig om de detectiesoftware te optimaliseren. Naar verwachting zal Gaia binnen enkele maanden ongeveer drie supernova's per dag ontdekken. (EE)
Gaia discovers its first supernova

11 september 2014
Bij waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop is de begeleider opgespoord van een ster die drie jaar geleden is ontploft in het Draaikolkstelsel (M51), een sterrenstelsel op ongeveer 24 miljoen lichtjaar van de aarde. Daarmee lijkt het raadsel rond deze supernova-explosie, die de aanduiding SN 2011dh kreeg, te zijn opgelost. In het voorjaar van 2013 kwam vast te staan dat de ster die in 2011 explodeerde een gele superreus was – een kolossale ster die ongeveer net zo heet, maar ongeveer twintig keer zo ‘zwaar’ was als onze zon. Dat was opmerkelijk, omdat volgens de standaardtheorie alleen rode (koele) en blauwe (zeer hete) superreuzen tot supernova-explosies van dit type (‘type II’) in staat zijn. Computermodellen lieten zien dat de explosie van de gele superreus verklaarbaar zou zijn als deze een andere ster als begeleider had. Tussen twee dicht om elkaar draaiende sterren treedt namelijk massa-overdracht op, wat grote gevolgen kan hebben voor de ontwikkeling van beide sterren. Uit Hubble-waarnemingen die op 7 augustus jl. zijn gedaan is op de plek van de supernova-explosie nu inderdaad een andere ster ontdekt. De blauwe ster, die door het ‘nagloeien’ van de supernova tot nu toe aan het zicht werd onttrokken, heeft precies de eigenschappen die door de computermodellen werden voorspeld. (EE)
Lurking Bright Blue Star Caught!

10 september 2014
Chinese astronomen hebben aangetoond dat de vele verschillende verschijningsvormen van quasars – heldere, verre objecten die worden ‘aangedreven’ door superzware zwarte gaten  – worden bepaald door slechts twee factoren. De ene is de snelheid waarmee materie in het zwarte gat valt, de andere is de richting waaronder we de quasar zien (Nature, 11 september).  Het zwarte gat in een quasar produceert zelf geen licht, maar de materie die het naar zich toe trekt doet dat wél. Dat komt doordat de aangetrokken materie zich in eerste instantie ophoopt in een schijf rond het zwarte gat en daarbij ziedend heet wordt. Een deel van deze hete materie wordt in de twee richtingen loodrecht op de schijf terug de ruimte in geblazen.  De ‘accretieschijf’ rond het zwarte gat maakt dat het nogal veel uitmaakt of we de quasar van ‘boven’, schuin van boven of van opzij zien. Hierdoor lijken quasars grote onderlinge verschillen te vertonen, terwijl ze in feite dezelfde opbouw hebben. Deze verklaring, waarvoor de basis al in 1989 door de Groningse astronoom Peter Barthel is gelegd, voldoet in veel opzichten heel goed, maar kan niet alle verschillen tussen quasars verklaren.  Door 20.000 quasars aan een grondige analyse te onderwerpen, hebben de astronomen Yue Shen en Luis Ho nu laten zien dat het unificatiemodel van quasars kan worden verbeterd door één extra element toe te voegen: de zogeheten Eddington-verhouding – een getal dat aangeeft hoe efficiënt de materie-opname van het zwarte gat is. (EE)
Mysterious Quasar Sequence Explained

10 september 2014
Waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) laten zien dat de bolvormige sterrenhoop M54 net zo weinig lithium bevat als de oudste sterren van de Melkweg. Daarmee is dit lithiumgebrek voor het eerst ook buiten ons eigen sterrenstelsel waargenomen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).  Het lichte chemische element lithium dat nu aanwezig is in het heelal is merendeels gevormd tijdens de oerknal, net als waterstof en helium, maar dan in veel kleinere hoeveelheden. Astronomen kunnen heel nauwkeurig berekenen hoeveel lithium er in het vroege heelal aanwezig moet zijn geweest, en daaruit afleiden hoeveel lithium de oudste sterren zouden moeten vertonen.  Maar de chemische boekhouding klopt niet: de sterren bevatten ongeveer drie keer zo weinig lithium als verwacht. Ondanks decennia van onderzoek is dit raadsel nog steeds onopgelost.  Tot nu toe was het alleen gelukt om het lithiumgehalte van sterren in de Melkweg te meten. Maar nu heeft een team van astronomen met behulp van de VLT gemeten hoeveel lithium enkele sterren van M54 bevatten. M54 is een grote bolvormige verzameling van sterren, die deel uitmaakt van een klein naburig sterrenstelsel: het Sagittarius-dwergstelsel.  Gebleken is dat het lithiumgehalte van de sterren in M54 vergelijkbaar is met dat van sterren in de Melkweg. Wat de oorzaak ook moge zijn, de ‘verdwijning’ van lithium beperkt zich dus niet tot ons eigen sterrenstelsel.  Voor het lithiumraadsel zijn verschillende verklaringen mogelijk. De eerste mogelijkheid is dat de berekeningen van de hoeveelheid lithium die bij de oerknal is gevormd niet kloppen – maar dat lijkt heel onwaarschijnlijk. De tweede is dat het verdwenen lithium, nog vóór het ontstaan van de Melkweg, op de een of andere manier is afgebroken in de eerste sterren. En ten slotte is het denkbaar dat zich in alle sterren een proces voltrekt dat ervoor zorgt dat het lithiumgehalte in de loop van het leven van een ster afneemt. (EE)
Deze sterrenhoop is niet wat het lijkt

9 september 2014
Met de Hubble Space Telescope is de begeleider gevonden van een ster die ruim twintig jaar geleden explodeerde in het sterrenstelsel M81, op ca. 11 miljoen lichtjaar afstand. De (relatieve) helderheid van de uitdovende supernova - 1993J geheten - maakte het tot nu toe onmogelijk de begeleidende ster te identificeren. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. SN 1993J was een supernova van het zeldzame type IIb. Zulke sterexplosies blijken vrijwel geen waterstofgas te bevatten. Dat doet vermoeden dat de exploderende ster zijn waterstofrijke mantel in een eerder evolutiestadium is kwijtgerakt, vermoedelijk doordat materie is overgestroomd naar een begeleider. Die zou nog steeds aanwezig moeten zijn als een extreem hete ster, met heliumverbranding in de kern. Eerdere waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaii lieten al zien dat er uit de richting van de supernova veel ultravioletstraling afkomstig is, maar vanwege de grote afstand was niet met zekerheid bekend of die werd uitgestraald door de hete begeleider. De nieuwe Hubble-waarnemingen bieden daar nu uitsluitsel over. (GS)
Hubble Finds Supernova Companion Star after Two Decades of Searching (origineel persbericht)

9 september 2014
Met NASA's Spitzer Space Telescope zijn honderden grote, zware sterrenstelsels ontdekt op zeer grote afstand van de aarde. Het licht van die stelsels is zo lang onderweg geweest dat astronomen in feite terugkijken tot kort na de oerknal. Sommige stelsels hebben een massa die honderd keer zo groot is als de massa van ons eigen Melkwegstelsel. Het bestaan van zulke zware sterrenstelsels in een heelal dat slechts 800 à 1600 miljoen jaar oud is, wordt niet goed begrepen. De ontdekking, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, is nog maar een voorlopig resultaat van de SPLASH-survey (Spitzer Large Area Survey with Hyper-Suprime-Cam) - een langdurig onderzoek aan twee gebiedjes aan de sterrenhemel die nauwelijks voorgrondobjecten bevatten, en dus vrij zicht bieden op het verre heelal: het COSMOS-veld en het SXDS-veld. Aan het eind van de survey zullen de twee velden in totaal 2475 uur lang (ruim honderd dagen) door Spitzer zijn waargenomen op infraroodgolflengten. Algemeen wordt aangenomen dat grote sterrenstelsels zijn ontstaan door het 'versmelten' van kleinere stelsels. Dat er op die manier in 'korte' tijd zo veel extreem zware sterrenstelsels ontstaan, kan niet goed verklaard worden. Mogelijk kwam de vorming van de allereerste sterren en sterrenstelsels in het heelal sneller op gang dan tot nu toe wordt gedacht. (GS)
Spitzer's SPLASH Project Dives Deep for Galaxies (origineel persbericht)

9 september 2014
Theoretici van Durham University in het Verenigd Koninkrijk hebben een mogelijke oplossing bedacht voor het probleem van de ontbrekende dwergstelsels. Volgens het kosmologische standaardmodel zijn sterrenstelsels ontstaan uit samenballingen van mysterieuze donkere materie - materie die alleen via de zwaartekracht een wisselwerking vertoont met 'gewone' deeltjes. Computersimulaties van dat proces laten echter zien dat een sterrenstelsel zoals ons eigen Melkwegstelsel dan omgeven zou moeten worden door een zeer groot aantal kleinere donkere-materie-halo's. Die zouden we moeten waarnemen in de vorm van vele honderden of misschien zelfs enkele duizenden dwergsterrenstelsels. In plaats daarvan zijn er in de omgeving van het Melkwegstelsel slechts een dozijn dwergstelsels ontdekt. In een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society presenteren de onderzoekers, onder leiding van Celine Boehm, nu computersimulaties van een heelal waarin de donkere materie toch een bepaalde mate van interactie vertoont met massaloze (of vrijwel massaloze) deeltjes, zoals fotonen (lichtdeeltjes) en neutrino's. Door die wisselwerking worden de donkeremateriedeeltjes 'verstrooid', en zullen er minder kleine halo's ontstaan. De simulaties zijn uitgevoerd met de COSMA-supercomputer van Durham University. (GS)
Vakpublicatie over het onderzoek

3 september 2014
De Lokale Supercluster – de verzameling van een honderdtal groepen en clusters van sterrenstelsels waartoe ook onze Melkweg behoort – maakt deel uit van een veel groter geheel.  Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen op basis van een nieuwe driedimensionale kaart van sterrenstelsels (Nature, 4 september).  Sterrenstelsels zijn niet willekeurig verdeeld over het heelal. Ze vormen groepen van enkele tientallen stelsels, zoals onze eigen Lokale Groep, en clusters die uit honderden stelsels kunnen bestaan. Deze groepen en clusters vormen op hun beurt lange ketens, die filamenten worden genoemd.  Waar deze filamenten elkaar kruisen komen we nog grotere samenscholingen van sterrenstelsels tegen: de superclusters. Deze kolossale structuren, met afmetingen van honderden miljoenen lichtjaren, zijn onderling verweven. Daardoor laat zich moeilijk vaststellen waar de ene supercluster ophoudt en de andere begint.  De astronomen hebben nu een nieuwe manier bedacht om de grenzen tussen superclusters te kunnen bepalen. Ze hebben gekeken naar de bewegingen van de sterrenstelsels in onze kosmische ‘achtertuin’.  Een sterrenstelsel dat zich ongeveer op de grens van twee superclusters bevindt, raakt verwikkeld in een krachtmeting tussen de zwaartekrachtsaantrekkingen van de beide kolossen. De beweging van het stelsel verraadt welke supercluster deze touwtrekwedstrijd zal winnen.  Op die manier hebben de astronomen vastgesteld dat onze Melkweg zich in de uithoek van een 500 miljoen lichtjaar grote supercluster bevindt. Voor deze supercluster, die naar schatting 100.000 sterrenstelsels telt, is de naam Laniakea bedacht. Dat is een samentrekking van de Hawaïaanse woorden ‘lani’ (hemel) en ‘akea’ (immens). (EE)
Oorspronkelijk persbericht, illustraties en video

27 augustus 2014
Astronomen hebben met de Hubble-ruimtetelescoop voor het eerst de vroege fase van stervorming gezien in de kern van een elliptisch sterrenstelsel op elf miljard lichtjaar van de aarde. De groeiende kern vlamt op door het licht van miljoenen pasgeboren sterren die in razend tempo worden gevormd. Het team, met onder anderen de Nederlandse astronomen Marijn Franx (Sterrewacht Leiden) en Pieter van Dokkum (Yale, VS), publiceert het onderzoeksresultaat op 28 augustus in Nature.  Elliptische sterrenstelsels zijn grote, gasarme verzamelingen van oudere sterren. De theorie voorspelt dat deze reusachtige stelsels van binnenuit worden gevormd, maar het bewijs daarvoor ontbrak tot nu toe.  Het onderzoeksteam heeft nu voor het eerst een compacte galactische kern-in-wording waargenomen. Het licht van het betreffende sterrenstelsel, dat de bijnaam ‘Sparky’ heeft gekregen, heeft er elf miljard lichtjaar over gedaan om ons te bereiken. We zien het stelsel dus zoals het er ongeveer drie miljard jaar na de oerknal uitzag.   Hoewel het ‘kleuterstelsel’ veel kleiner is dan onze Melkweg, bevat het zoveel jonge sterren dat het al twee keer zoveel ‘weegt’ als het onze. De astronomen verwachten dat het prille sterrenstelsel zal uitgroeien tot een elliptisch reuzenstelsel. (EE)
Volledig persbericht

26 augustus 2014
Een internationaal team van astronomen heeft de beste opname ooit gemaakt van een botsing tussen twee sterrenstelsels die plaatsvond toen het heelal nog maar half zo oud was als nu. De opname is gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en andere telescopen op aarde en in de ruimte. Doordat een tussenliggend sterrenstelsel als ‘vergrootglas’ fungeert zijn op de opname details te zien die normaal gesproken onzichtbaar zouden zijn. De botsende sterrenstelsels vormen het vreemdsoortige object H-ATLAS J142935.3-002836, dat met de Europese infraroodsatelliet Herschel is ontdekt. Op zichtbare golflengten is het object moeilijk te zien, maar op infrarood- en millimetergolflengten is het heel helder. De gezamenlijke inspanningen van de Hubble-ruimtetelescoop, de Keck II-telescoop op Hawaï, de JVLA-radiotelescoop in de VS en de ALMA-(sub)millimetertelescoop in het noorden van Chili hebben voor het eerst een compleet beeld van het object opgeleverd. Het blijkt te bestaan uit twee botsende sterrenstelsels op ongeveer zeven miljard lichtjaar afstand waarvan het licht wordt afgebogen door de zwaartekracht van een spiraalstelsel dat er – vanaf de aarde gezien – precies vóór staat. Het resultaat van dit zogeheten zwaartekrachtslenseffect is een tot een ring vervormde afbeelding van de verre botsende sterrenstelsels die doorsneden wordt door het nabijere spiraalstelsel, dat we van opzij zien. Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat het ‘gelensde’ object inderdaad uit twee afzonderlijke stelsels bestaat. Door de botsing is het gas in deze stelsels zodanig in beroering gekomen dat er in hoog tempo nieuwe sterren ontstaan – honderden per jaar. (EE)
Beste beeld tot nu toe van twee botsende sterrenstelsels in het verre heelal

20 augustus 2014
Met de International LOFAR Telescope (LOw-Frequency ARray) is de laagfrequente radiostraling van het Draaikolkstelsel in kaart gebracht. De waarnemingen, die gepubliceerd worden in Astronomy & Astrophysics, bieden informatie over de ruimtelijke verdeling van magnetische velden in het sterrenstelsel. Het Draaikolkstelsel (M51) is een groot spiraalstelsel op ca. 30 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Jachthonden. LOFAR, een groot netwerk van antennevelden in Noordwest-Europa, met het centrale deel in Drenthe, is een nieuw type radiotelescoop waarmee extreem laagfrequente kosmische radiostraling bestudeerd kan worden. Radiostraling in sterrenstelsels wordt (o.a.) geproduceerd door elektronen die spiraalvormige banen rond magnetische veldlijnen beschrijven. Door deze zogeheten synchrotronstraling te bestuderen kan informatie verkregen worden over de structuur van magnetische velden. De laagfrequente radiostraling die LOFAR bestudeert, wordt geproduceerd door iets minder energierijke elektronen, die zich gemakkelijker over grotere afstanden in het sterrenstelsel kunnen verplaatsen (de elektronen worden voornamelijk versneld in supernova-explosies, die voornamelijk in de spiraalarmen van sterrenstelsels optreden). Met LOFAR kunnen daardoor magnetische velden onderzocht worden op grotere afstanden van de spiraalarmen. Uit de LOFAR-waarnemingen van het Draaikolkstelsel blijkt dat er tot op 40.000 lichtjaar afstand van de kern van het stelsel nog synchrotronstraling in magnetische velden wordt opgewekt. Nooit eerder is een sterrenstelsel zo gedetailleerd bestudeerd op deze lage radiofrequenties (115-175 megahertz). (GS)
Swirling Electrons in the Whirlpool Galaxy (origineel persbericht)

17 augustus 2014
De hedere röntgenbron M82 X-1 in het nabijgelegen sterrenstelsel M82 (het Sigaarstelsel) is daadwerkelijk een 'middelzwaar' zwart gat, met een massa die een paar honderd keer zo groot is als de massa van de zon. Dat schrijven Amerikaanse sterrenkundigen vandaag in een online publicatie in Nature. In tegenstelling tot stellaire zwarte gaten (de overblijfselen van supernova-explosies, enkele keren zo zwaar als de zon) en superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels (miljoenen tot miljarden keren zo zwaar als de zon) zouden middelzware zwarte gaten enkele tientallen tot enkele honderden zonsmassa's wegen. Er zijn in de afgelopen decennia vele kandidaten ontdekt, maar tot nu toe was het nooit gelukt hun massa daadwerkelijk te bepalen. Sommige astronomen betwijfelden dan ook of middelzware zwarte gaten wel echt bestaan. Met NASA's (inmiddels niet meer operationele) Rossi X-ray Timing Explorer-kunstmaan zijn nu korte periodieke röntgenflitsen waargenomen in M82 X-1, met verschillende frequenties: 5,1 en 3,3 keer per seconde, precies in de verhouding 3:2. Zulke 'beat-frequenties', te vergelijken met overtonen in de muziekleer, zijn gerelateerd aan de rotatie van materiaal in de hete accretieschijf rond een zwart gat. Ze kunnen gebruikt worden om de massa van het zwarte gat af te leiden. De conclusie luidt dat M82 X-1 ruim vierhonderd keer zo zwaar is als de zon, en dus inderdaad een middelzwaar zwart gat moet zijn. Over het ontstaan van middelzware zwarte gaten is nog weinig bekend; mogelijk gaat het om de versmelting van verscheidene kleinere zwarte gaten. (GS)
Fascinating rhythm: light pulses illuminate a rare black hole (origineel persbericht)

14 augustus 2014
Supernova 2014J, die op 21 januari van dit jaar explodeerde in het 'nabijgelegen' sterrenstelsel M82, op 12 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, ontstond waarschijnlijk door de botsing en versmelting van twee witte dwergsterren. Die conclusie trekken astronomen op basis van röntgenwaarnemingen die uitgevoerd zijn door NASA's ruimtetelescoop Chandra. SN2014J was een supernova van het zogeheten type Ia. Deze supernova's spelen een belangrijke rol in het achterhalen van de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. Sterrenkundigen willen dan ook precies weten hoe ze ontstaan, maar daarover zijn de meningen verdeeld. Eén mogelijkheid is dat Ia-supernova's ontstaan wanneer een witte dwergster te veel materie van een begeleider opzuigt en daardoor boven een kritische massa komt. Als die verklaring zou kloppen, zou de exploderende ster echter omgeven worden door een materiewolk die na de explosie helder zou oplichten op röntgengolflengten. Met Chandra is echter geen röntgenstraling uit de omgeving van de supernova waargenomen. Dat doet volgens de onderzoekers vermoeden dat de explosie het gevolg was van de versmelting van twee witte dwergen - daarbij ontstaat geen omringende materiewolk. (GS)
NASA's Chandra Observatory Searches for Trigger of Nearby Supernova (origineel persbericht)

12 augustus 2014
Met de Amerikaanse röntgentelescoop NuSTAR is een zeldzaam verschijnsel rond een superzwaar zwart gat waargenomen. Het gaat om het superzware zwarte gat (tien miljoen zonsmassa's) in de kern van het sterrenstelsel Mrk 335, op ruim 300 miljoen lichtjaar afstand. Een gebied in de directe omgeving van het snel roterende zwarte gat dat extreem energierijke röntgenstraling uitzendt, de zogeheten corona van het zwarte gat, is door nog onbekende oorzaak in de loop van enkele dagen 'naar binnen' gezogen, met als gevolg dat de röntgenstraling zich door de extreme zwaartekrachtswerking van het zwarte gat in de accretieschijf heeft opgehoopt - de afgeplatte schijf van materie die uiteindelijk het zwarte gat in gezogen zal worden. Wat zich in de omgeving van het superzware zwarte gat precies heeft afgespeeld is nog niet opgehelderd, maar doordat de accretieschijf nu 'verlicht' wordt door de röntgenstraling, zijn astronomen in staat het gebied nét buiten de 'horizon' van het zwarte gat te bestuderen. De opmerkelijke waarnemingen zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
NASA's NuSTAR Sees Rare Blurring of Black Hole Light (origineel persbericht)

8 augustus 2014
Britse astronomen hebben ontdekt dat de ‘eenzaamste’ supernova’s in het heelal waarschijnlijk ontstaan door botsingen tussen witte dwergsterren en neutronensterren. Deze botsingen treden op in dubbelsterren die uit hun sterrenstelsels zijn ontsnapt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 8 augustus). Het Britse onderzoek draait om een bepaald type supernova dat zich onderscheidt door een opvallend hoog calciumgehalte. Deze explosies zijn niet zo helder en duren ook niet zo lang als ‘normale’ supernova’s. Daardoor laten ze zich minder gemakkelijk ontdekken en onderzoeken. Een bijzonder aspect van de calcium-rijke uitbarstingen is dat ze zich doorgaans afspelen op tienduizenden lichtjaren van het dichtstbijzijnde sterrenstelsel. De vraag is hoe ze daar terecht zijn gekomen. Om dat te onderzoeken hebben de astronomen met behulp van de Europese Very Large Telescope en de Hubble-ruimtetelescoop de restanten van enkele van deze objecten onderzocht. Uit het onderzoek blijkt dat bij deze bijzondere supernova-explosies geen zware sterren betrokken zijn. Dat betekent dat het om dubbelsterren moet gaan, omdat een enkelvoudige lichte ster niet van zichzelf supernova kan worden. Omdat andere opties afvielen, zijn de astronomen tot de conclusie gekomen dat het waargenomen gedrag van de calcium-rijke supernova’s het best verklaarbaar is als het gaat om compacte dubbelsterren, bestaande uit een witte dwergster en een neutronenster. Een neutronenster ontstaat wanneer een zware ster aan het eind van zijn leven een supernova-explosie ondergaat. Door de explosie kan de neutronenster met hoge snelheid uit zijn sterrenstelsel worden ‘geschopt’. En als de dubbelster deze schop overleeft, zullen de neutronenster en zijn begeleidende witte dwerg uiteindelijk naar elkaar toe spiralen en samensmelten. Met een tweede, minder hevige supernova-explosie tot gevolg. (EE)
White dwarfs crashing into neutron stars explain loneliest supernovae

7 augustus 2014
De eerste zwarte gaten in het heelal danken hun grote omvang aan het vele dichte, koude gas in hun omgeving. Tot die conclusie komen wetenschappers van Yale University en het Weizmann Institute in Israël (Science, 8 augustus). Al jaren zoeken astronomen naar een verklaring voor het feit dat er nog geen miljard jaar na de oerknal al quasars bestonden. Quasars zijn de extreem heldere kernen van sterrenstelsels, die hun energie ontlenen aan een zwart gat dat zich met materie voedt. Hun grote helderheid wijst erop dat de zwarte gaten in kwestie een miljoen keer zoveel massa hebben als de zon. Aangenomen wordt dat die kolossale zwarte gaten zijn ontstaan uit de restanten die overbleven nadat de eerste sterren waren opgebrand. Maar onduidelijk is nog hoe ze vervolgens zo snel in massa konden toenemen. Rond een zwart gat dat materie opslokt vormt zich namelijk een schijf van hete materie die zó intens straalt, dat de verdere aanvoer van materie tegengehouden. Volgens wetenschappers Priyamvada Natarajan en Tal Alexander moet de oorzaak worden gezocht bij het vele gas dat aanwezig was in de stervormingsgebieden waarin zich de eerste sterren vormden. Dit dichte, koele gas schermde de intens stralende ‘accretieschijven’ af, waardoor er materie naar de zwarte gaten kon blijven stromen. (EE)
How do you feed a hungry quasar?

7 augustus 2014
Astronomen hebben een ‘brug’ van atomair waterstofgas ontdekt die een 2,6 miljoen lichtjaar lange verbinding vormt tussen een aantal sterrenstelsels op 500 miljoen lichtjaar van de aarde. Het gas is gedetecteerd met de grote radioschotel van de Arecibo-sterrenwacht op Puerto Rico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 7 augustus). De gasstroom is een miljoen lichtjaar langer dan de ‘gasstaart’ in de zogeheten Virgo-cluster, die enkele jaren geleden bij een ander Arecibo-project werd ontdekt. Gasstromen van deze omvang zijn schaars. Ze zijn doorgaans alleen te zien op plaatsen waar veel sterrenstelsels samenscholen. Daarvan is in dit geval echter geen sprake. De hoeveelheid gas in de stroom is kolossaal. Het gaat alles bij elkaar om ruwweg 15 miljard zonsmassa’s – meer dan alle atomaire waterstof in ons Melkwegstelsel en het Andromedastelsel bij elkaar. Waar het gas vandaan komt, is nog onduidelijk. Een van de mogelijkheden is dat het grote sterrenstelsel aan een van de uiteinden van de gasstroom dicht langs de groep kleinere stelsels aan het andere uiteinde is gescheerd. Daarbij zou hij het gas aan die stelsels onttrokken kunnen hebben. Een andere mogelijkheid is dat het grote stelsel dwars door de groep heen is gegaan en het gas voor zich uit heeft geduwd. (EE)
Astronomers find stream of gas – 2.6 million light years long

6 augustus 2014
Astronomen hebben in archieven van de Hubble-ruimtetelescoop beelden opgespoord van een ster die enkele jaren later betrokken was bij een bijzondere supernova-explosie (Nature, 7 augustus). De ster, een blauwe ‘heliumster’, droeg geleidelijk materie over aan een witte dwerg – het compacte restant van een ster die aan het einde van zijn leven is gekomen. Gevolg: een enorme explosie, maar wel één die aanzienlijk minder hevig was dan vergelijkbare supernova-explosies. Deze specifieke supernova wordt ingedeeld bij type Iax, een vrij recent ontdekte klasse van supernova-explosies. Deze sterontploffingen zijn tientallen keren zwakker dan supernova’s van type Ia, die ook door witte dwergen in dubbelstersystemen worden veroorzaakt. Type Iax komt ongeveer vijf keer minder vaak voor dan type Ia. De zwakke supernova SN 2012Z werd in januari 2012 opgemerkt in het 110 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 1309. Bij toeval was dat een stelsel dat de jaren daarvóór regelmatig met de Hubble-ruimtetelescoop was bekeken. Op die eerdere beelden was op de positie van de latere supernova inderdaad een ster te zien: een ster die zijn buitenste, waterstofrijke lagen was kwijtgeraakt, waardoor zijn hete, heliumrijke inwendige bloot kwam te liggen. Voor sommige theoretici was dat geen verrassing. Zij hadden in 2009 al voorspeld dat supernova’s van type Iax plaatsvonden in dubbelstersystemen bestaande uit zo’n heliumster en een witte dwerg. Het voorspelde scenario gaat uit van twee om elkaar draaiende sterren die respectievelijk zeven en vier keer zo zwaar zijn als onze zon. De zwaarste van de twee zwelt als eerste op, draagt een groot deel van zijn massa over aan zijn begeleider en verandert in een witte dwerg. Vervolgens gebeurt hetzelfde met de ster die aanvankelijk lichter was en nu een deel van zijn extra materie teruggeeft aan de oorspronkelijke eigenaar. Deze laatste wordt daardoor instabiel, en ontploft. Anders dan bij supernova’s van type Ia wordt deze explosie de witte dwerg niet fataal. Er blijft een gehavend restant achter, dat ook wel een ‘zombiester’ wordt genoemd. (EE)
Hubble Finds Supernova Star System Linked to Potential ‘Zombie Star’

31 juli 2014
Waarnemingen met de Europese satelliet INTEGRAL hebben laten zien dat het buitenste materiaal dat bij een recente supernova-explosie is uitgestoten een bron van karakteristieke gammastraling is. Deze verrassende ontdekking zet vraagtekens bij het gangbare explosiemodel voor supernova’s van type Ia – ontploffende witte dwergsterren. Het lijkt erop dat zo’n explosie niet per se in het centrum van de witte dwerg hoeft te beginnen (Science, 1 augustus). In januari verscheen in het nabije sterrenstelsel M82 een supernova, die de aanduiding SN2014J kreeg. Twee weken later werd het object waargenomen met INTEGRAL, en daarbij werd de kenmerkende gammastraling van het radioactieve element nikkel-56 gedetecteerd. Aangenomen werd dat deze nikkel-isotoop voornamelijk wordt geproduceerd in het hart van de witte dwergster die het epicentrum van de supernova is. Maar in dat geval zou het pas vele weken na de explosie, als de buitenste lagen die de ster heeft uitgestoten ijl genoeg zijn geworden, waarneembaar mogen zijn. Dat het nikkel-56 al na vijftien dagen werd gedetecteerd impliceert dat het waargenomen materiaal zich dichter bij het oppervlak van de exploderende witte dwerg bevond. Volgens de astronomen die de ontdekking hebben gedaan, lijkt het erop dat supernova’s van dit type een soort tweetrapsraket zijn. Ze spelen zich af in dubbelstersystemen waarin een normale ster materie overdraagt aan een witte dwerg. Blijkbaar kan dat leiden tot een ‘bescheiden’ explosie aan het oppervlak van de dwergster, die het startschot geeft voor de eigenlijke supernova-explosie. (EE)
Igniting a supernova explosion

31 juli 2014
Astronomen hebben bij toeval een sterrenstelsel ontdekt dat het verste ‘kosmische vergrootglas’ blijkt te zijn dat we kennen. Het grote stelsel bevindt zich op een afstand van 9,6 miljard lichtjaar – 200 miljoen lichtjaar verder dan de vorige recordhouder. Stelsels als deze hebben zo veel massa, dat ze met hun zwaartekracht het licht van objecten die achter hen staan – verder weg dus – afbuigen, versterken en vervormen. Het achtergrondobject is in dit geval een klein spiraalstelsel op 10,7 miljard lichtjaar dat druk bezig lijkt om nieuwe sterren te produceren. De kans dat twee van zulke verre stelsels vanaf de aarde gezien op één lijn staan, is heel klein. Uit de wijze waarop het lens-stelsel het licht afbuigt, kan worden afgeleid dat het 180 miljard zonsmassa’s aan materie bevat. Althans: dat is de massa die het had toen het licht dat wij nu waarnemen werd uitgezonden. Vermoed wordt dat het stelsel in de afgelopen negen à tien miljard jaar meer massa heeft vergaard door kleine buurstelsels op te slokken. Inmiddels zou het wel eens aanzienlijk groter en zwaarder kunnen zijn dan ons Melkwegstelsel. Het achtergrondstelsel is te klein en te ver weg om iets van structuur te kunnen zien. Maar uit de verdeling van het licht van het object kan worden afgeleid dat het spiraalvormig is. Een heldere vlek naast de kern van het stelsel zou een stervormingsgebied kunnen zijn. (EE)
Hubble Shows Farthest Lensing Galaxy Yields Clues to Early Universe

28 juli 2014
De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft een foto van het sterrenstelsel M33 (het Driehoekstelsel) gepubliceerd, gemaakt door de ruimtetelescoop Herschel op ver-infraroodgolflengten. Het stelsel is na het Andromedastelsel het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel in het heelal; de afstand bedraagt ca. 3 miljoen lichtjaar. Het is met een lichtsterke verrekijker al zichtbaar in het kleine sterrenbeeld Driehoek. Op de Herschel-foto, die samengesteld is uit opnames op drie verschillende infraroodgolflengten (70, 100 en 160 micrometer) heeft het spiraalstelsel een 'vlokkerig' uiterlijk: de meeste ver-infraroodstraling is afkomstig van uitgestrekte wolken van koel gas en stof waarin grote hoeveelheden nieuwe sterren ontstaan. Met name het kolossale stervormingsgebied NGC 604 (linksboven) is opvallend. (GS)
Nearby M33 galaxy blossoming with star birth (origineel persbericht)

24 juli 2014
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de massaverdeling binnen een grote cluster van sterrenstelsels in kaart gebracht. De 4,5 miljard lichtjaar verre cluster, die MCS J0416.1-2403 wordt genoemd, blijkt 160 triljoen (= miljard x miljard) zonsmassa’s aan materie te bevatten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 24 juli). Bij de massabepaling is gebruik gemaakt van het feit dat een ‘zwaar’ object, zoals een cluster van sterrenstelsels, het licht van verder weg staande objecten afbuigt en vervormt. Bij dit zogeheten gravitatielenseffect geldt: hoe meer massa, des te sterker de afbuiging c.q. vervorming. Met de Hubble-ruimtetelescoop zijn rond MCS J0416.1-2403 nieuwe vervormde beelden ontdekt van 51 verre sterrenstelsels. Daarmee is het totaal op 68 gebracht. Het licht van veel van deze stelsels wordt zodanig afgebogen dat er twee of meer beelden van hetzelfde stelsel te zien zijn. Hierdoor bedraagt het aantal vervormde beelden bijna tweehonderd. Dankzij deze nieuwe oogst aan gravitatielens-beelden hebben de astronomen de verdeling van de massa in MCS J0416.1-2403 – zowel de normale als de donkere – nu tweemaal zo nauwkeurig in kaart kunnen brengen als voorheen. De waarnemingen maken deel uit van het Frontier Fields-programma. Bij dit programma is eerder de cluster Abell 2744 onder de loep genomen, en binnenkort komt ook MACS J0717.5+3745 aan de beurt. (EE)
New mass map of a distant galaxy cluster is the most precise yet

22 juli 2014
Het elliptische reuzenstelsel Centaurus A (ook bekend als NGC 5128) strekt zich over een veel groter gebied in de ruimte uit dan tot nu toe bekend was. De buitenste regionen van het sterrenstelsel - de zogeheten halo - zijn onderzocht met behulp van de Hubble Space Telescope. De halo blijkt niet alleen veel groter dan verwacht, maar ook langgerekt, met afmetingen van ca. 300.000 bij 450.000 lichtjaar. Ter vergelijking: de middellijn van ons eigen Melkwegstelsel is ongeveer 120.000 lichtjaar. Onderzoek aan de sterren in de halo van Centaurus A wijst ook uit dat ze relatief veel zware elementen bevatten. In de halo van ons eigen Melkwegstelsel komen vooral zeer oude sterren voor, die relatief arm zijn aan elementen zwaarder dan waterstof en helium. De nieuwe metingen, die deze week online gepubliceerd worden in The Astrophysical Journal, doen vermoeden dat de halo is ontstaan in de nasleep van de botsing van twee kleinere sterrenstelsels, die zijn samengesmolten tot Centaurus A. 
Vakpublicatie over het onderzoek

20 juli 2014
Dwergsterrenstelsels bewegen niet altijd in willekeurig georiënteerde banen rond hun moederstelsel, zoals algemeen wordt aangenomen, maar bevinden zich vaak in een sterk afgeplatte schijf, waarbij ze een redelijk ordelijke snelheidsverdeling vertonen. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen, vandaag online gepubliceerd in Nature. Theorieën over de vorming van sterrenstelsels voorspellen dat elk groot stelsel omringd wordt door een uitgestrekte halo van kleine dwergstelsels. Hun banen zouden alle denkbare oriëntaties moeten vertonen. Sterrenkundigen hebben echter ontdekt dat de dwergstelsels rond ons eigen Melkwegstelsel en rond het nabijgelegen Andromedastelsel een veel ordelijker verdeling vertonen: ze bevinden zich voornamelijk in een grote, platte 'pannenkoek'. Tot nu toe werd aangenomen dat dit uitzonderingen op de regel zouden zijn. Een internationaal team van astronomen heeft nu echter waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey bestudeerd, en ontdekt dat er ook bij andere grote sterrenstelsels in ongeveer de helft van de gevallen sprake is van een geordende, schijfvormige verdeling van kleine dwergstelsels. Een bevredigende verklaring voor de ordelijke verdeling van dwergstelsels is er nog niet. Mogelijk is er sprake van een nog onbekend natuurkundig proces dat tijdens de vorming van grote sterrenstelsels een rol speelt. Sommige onderzoekers denken echter dat het tijd is voor een aanpassing van onze huidige theorieën over de zwaartekracht. (GS)
Mysterious dance of dwarfs may force a cosmic rethink (origineel persbericht)

15 juli 2014
De Sloan Digital Sky Survey (SDSS), een grote inventarisatie van honderdduizenden sterren en miljoenen sterrenstelsels die veertien jaar geleden van start ging, wordt uitgebreid. De 2,5-meter telescoop in New Mexico (VS) die tot nu toe is gebruikt, krijgt versterking van een 2,5-meter telescoop in het noorden van Chili. Daarmee heeft de SDSS voor het eerst een venster op het meest zuidelijke deel van de hemel. Door deze uitbreiding zullen er nog vele honderdduizenden nieuwe sterren en sterrenstelsels aan de toch al indrukwekkende SDSS-catalogus kunnen worden toegevoegd. De nieuwe telescoop heeft een beter zicht op het ‘dichtbevolkte’ centrum van onze Melkweg en kan voor het eerst ook de naburige Magelhaense Wolken in kaart brengen. De SDSS krijgt er niet alleen een telescoop bij, ook is het instrumentarium gemoderniseerd. Bij de nieuwe survey zullen behalve de kernen van andere sterrenstelsels nu ook de buitendelen worden bekeken. Dat moet meer inzicht geven in de levenscyclus van deze stelsels. En ten slotte zal ook de uitdijingsgeschiedenis van het heelal, vanaf ongeveer drie miljard jaar na de oerknal, nauwkeurig worden gemeten. Daarmee bestrijkt SDSS voor het eerst ook de periode waarin de geheimzinnige ‘donkere energie’ zijn invloed deed gelden en het heelal steeds sneller begon uit te dijen. (EE)
The Sloan Digital Sky Survey Expands Its Reach

15 juli 2014
Door precisiemetingen aan de morfologie van ruim vier miljoen ver verwijderde sterrenstelsels hebben astronomen een kaart kunnen samenstellen van de verdeling van donkere materie in het heelal. Donkere materie vertegenwoordigt naar schatting 80% van alle materie in het heelal; vermoedelijk gaat het om een onbekend type elementair deeltje. De zwaartekracht van donkere materie heeft een klein maar meetbaar effect op de beeldjes van verre sterrenstelsels: hun licht wordt enigszins afgebogen door de zogeheten microzwaartekrachtlenswerking. Met de 3,6-meter Canada-France-Hawaii Telescope op Mauna Kea, Hawaii, zijn opnamen gemaakt van een langgerekte strook aan de sterrenhemel met een oppervlakte van 170 vierkante graden, en van ruim vier miljoen sterrenstelsels in dit gebied zijn metingen verricht aan de minieme vervormingen als gevolg van microzwaartekrachtlenswerking. Op basis daarvan kon vervolgens een kaart worden samengesteld met de verdeling van donkere materie. Het hier afgebeelde gebied beslaat slechts 4 vierkante graden - 2,5% van de complete survey. Statistisch onderzoek aan de dichtheidspieken in de verdeling van de donkere materie geeft hopelijk meer informatie over de evolutie van het heelal (m.n. het ontstaan van de groteschaalstructuur van clusters en superclusters) en de ware aard van de donkere materie. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Large number of Dark Matter peaks found using Gravitational Lensing (origineel persbericht)

14 juli 2014
Waarnemingen aan vijftig quasars - de heldere, puntvormige kernen van verre sterrenstelsels - lijken uit te wijzen dat er in de buitengebieden van vroege sterrenstelsels verrassend weinig moleculair waterstofgas voorkomt. Dat koude gas kan niet direct worden waargenomen, maar verraadt zijn aanwezigheid wanneer het in 'silhouet' wordt waargenomen, m.a.w.: wanneer er licht van een achtergrondquasar doorheen schijnt. In de spectra van de quasars is echter slechts in één geval absorptie door moleculair waterstofgas waargenomen, zo meldt een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie Regina Jorgenson van het Institute of Astronomy van de Universiteit van Hawaii. De vondst is verrassend, omdat algemeen wordt aangenomen dat juist uit deze gaswolken grote hoeveelheden nieuwe sterren ontstaan. Die stervorming komt veel sneller op gang wanneer het gas veel waterstofmoleculen bevat. Mogelijkerwijs bevindt het waargenomen gas zich op te grote afstand van de sterrenstelsels, en begint de stervorming pas goed op stoom te komen wanneer het eerst naar de dichtere binnengebieden valt. (GS)
Silhouettes of Early Galaxies Reveal Few Seeds for New Stars (origineel persbericht)

11 juli 2014
Astronomen hebben ontdekt dat de gammaflits GRB130925A – een uitbarsting van zeer energierijke straling in een sterrenstelsel op 5,6 miljard lichtjaar van de aarde – is veroorzaakt door de explosie van een blauwe superreus. Deze kolossale sterren zijn op de afstand van GRB130925A vrij schaars, maar vermoed wordt dat ze in het jonge heelal heel talrijk waren. Anders dan de blauwe superreuzen die we dichterbij waarnemen bevatte de voorloper van GRB130925A heel weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium. In dat opzicht lijkt hij meer op de eerste sterren die het heelal bevolkten. Het onderzoek van deze gammaflits geeft dus een goed beeld van de talrijke sterexplosies die in de begintijd van het heelal aan de orde van de dag waren. Theoretische voorspellingen laten zien dat de eerste sterren in het heelal heel veel massa hadden, misschien wel honderden zonsmassa’s. Als zulke kolossale sterren aan het einde van hun korte bestaan exploderen, zou dat gepaard moeten gaan met gammaflitsen die uren kunnen duren – tot wel honderd keer zo lang als een ‘normale’ gammaflits. Inderdaad liet GRB130925A een duur van ruim vijf uur zien. Maar hij vertoonde ook bijzondere kenmerken die nooit eerder bij een gammaflits waren waargenomen: een heet omhulsel van gas dat röntgenstraling uitzond en een merkwaardig ijle deeltjeswind. Deze kenmerken versterken het vermoeden dat de stellaire voorloper een blauwe superreus was. (EE)
Bizarre nearby blast mimics Universe's most ancient stars

10 juli 2014
Astronomen van de Yale-universiteit hebben zeven nieuwe dwergsterrenstelsels ontdekt rond het nabije spiraalstelsel M101. Bij de ontdekking is gebruik gemaakt van een bijzondere telescoop die bestaat uit acht lichtsterke telelenzen zoals die ook door sportfotografen worden gebruikt. De zeven kleine sterrenstelsels waren tot nu toe over het hoofd gezien, omdat ze nogal diffuus zijn. De nieuwe telescoop – de Dragonfly Telephoto Array – is speciaal ontwikkeld om zulke zwakke stelsels op te sporen. Of de diffuse dwergstelsels allemaal als satellieten om M101 draaien, zal uit vervolgonderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop moeten blijken. Sommige ervan zouden ook veel verder weg of dichterbij kunnen staan. In het laatste geval zou het kunnen gaan om een klasse van objecten waar astronomen allang naar op zoek zijn: de restanten van botsingen tussen sterrenstelsels die lang geleden hebben plaatsgevonden. De Dragonfly – zo genoemd, omdat de batterij lenzen aan het facetoog van een libel doet denken – is ontworpen door de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum (Yale) en Roberto Abraham van de universiteit van Toronto (Canada). (EE)
Astronomers discover seven dwarf galaxies

10 juli 2014
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een opname gemaakt van twee elliptische sterrenstelsels die bezig zijn om samen te smelten. Het tweetal staat in het hart van de cluster SDSS J1531+3414. Dit hemelgebied is al eerder waargenomen, maar deze Hubble-opname is de eerste die de samensmeltende stelsels als afzonderlijke objecten laat zien. Rond de kernen van de beide stelsels is een keten van jonge supersterrenhopen te zien. Dat is opmerkelijk omdat doorgaans wordt aangenomen dat elliptische sterrenstelsel weinig of geen gas bevatten. En zonder gas kan er geen stervorming optreden. Onduidelijk is nog of het gas toch afkomstig is uit de beide sterrenstelsels zelf. Het zou ook afkomstig kunnen zijn uit de directe omgeving van het tweetal. De ruimte tussen de stelsels van een cluster is namelijk niet leeg, maar gevuld met ijl, superheet gas. Het is mogelijk dat bij de botsing een schokgolf is ontstaan die het intergalactische gas voldoende deed afkoelen om stervorming mogelijk te maken. De keten van sterrenhopen strekt zich uit over een afstand van 100.000 lichtjaar – ruwweg de middellijn van onze eigen Melkweg. De botsende sterrenstelsels zijn elk ongeveer drie keer zo groot. (EE)
Merging galaxies and droplets of starbirth

10 juli 2014
Op 2 november 2012 hebben astronomen hebben met de Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico een radiosignaal van een fractie van een seconde gedetecteerd. Zo’n signaal was eerder alleen met de Australische Parkes-radiotelescoop opgevangen. Hiermee lijkt het bestaan van dit soort snelle radioflitsen uit het diepe heelal – afkomstig van ver buiten ons eigen Melkwegstelsel – te zijn bevestigd. Het team, met onder anderen Jason Hessels en Joeri van Leeuwen (ASTRON, UvA), publiceert dit resultaat vandaag online in The Astrophysical Journal.Met de Parkes-telescoop zijn tot nu toe vijf van dergelijke mysterieuze flitsen, waarvan de herkomst nog steeds een raadsel is, opgevangen. Astronomen hielden er rekening mee dat de signalen wellicht toch storing waren of afkomstig van een radiobron op aarde. Maar omdat Arecibo aan de andere kant van de aarde ligt ten opzichte van Parkes, is de twijfel over de kosmische oorsprong van het signaal met deze ontdekking verdwenen.De kosmische flitsen duren slechts een paar duizendsten van een seconde, maar ze vertegenwoordigen een reusachtige hoeveelheid energie. Mogelijke bronnen zijn exotische objecten zoals verdampende zwarte gaten en samensmeltende neutronensterren. Geschat wordt dat er dagelijks tienduizend van deze korte uitbarstingen van radiostraling aan de hemel voorkomen. (EE)
Origineel persbericht

9 juli 2014
Het is een internationaal team van astronomen gelukt om de vorming van stof in de nasleep van een supernova-explosie realtime te volgen. Daarbij is voor het eerst aangetoond dat de korreltjes van deze kosmische stoffabrieken in twee stadia worden geproduceerd – kort na de explosie, maar ook in de jaren daarna (Nature, 9 juli). De oorsprong van kosmisch stof in sterrenstelsels is nog steeds een mysterie. Astronomen weten dat supernova’s wellicht de belangrijkste bron van dit stof zijn – vooral in het vroege heelal. Maar het is nog onduidelijk hoe de stofdeeltjes ontstaan. Maar dankzij waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili is nu wel bekend wanneer die stofproductie optreedt. Met de VLT is gekeken naar supernova SN2010jl. Deze ongewoon heldere supernova – de ontploffing van een zware ster – vond vier jaar geleden plaats in het kleine sterrenstelsel UGC 5189A. Daarbij hebben de astronomen ontdekt dat de stofvorming kort na de explosie begint en lang doorgaat. De nieuwe metingen laten ook zien hoe groot de stofdeeltjes zijn en waaruit ze bestaan. Gebleken is dat zich in het dichte materiaal rond de ster heel snel stofdeeltjes van meer dan een duizendste millimeter hebben gevormd. Naar menselijke maatstaven zijn de stofdeeltjes heel klein, maar voor kosmisch stof juist verrassend groot. En dat verklaart meteen hoe het stof de verwoestende omstandigheden in de omgeving van een zojuist ontplofte ster kan overleven. Hun grote omvang maakt de deeltjes bestand tegen invloeden van buitenaf. Ook denken de astronomen te weten wáár het ‘grove’ stof is ontstaan: in het materiaal dat de ster de ruimte in blies vóórdat hij explodeerde. Terwijl de schokgolf van de supernova zich naar buiten toe uitbreidde, veroorzaakte hij een koele, dichte schil van gas – precies het soort omgeving waar stofdeeltjes kunnen ontstaan en groeien. De waarnemingen wijzen erop dat in een tweede stadium – enkele honderden dagen later – een versneld stofvormingsproces optreedt waar het door de supernova zelf uitgestoten materiaal bij betrokken is. Als de stofproductie in SN2010jl in het huidige tempo doorgaat, zal over twintig jaar ongeveer een halve zonsmassa aan stof zijn geproduceerd. Dat is vergelijkbaar met de hoeveelheid stof die bij andere supernova’s is waargenomen. (EE)
VLT lost stoffig raadsel op

9 juli 2014
Een sterrenstelsel op 12 miljard lichtjaar afstand is al bijna door zijn gasvoorraad heen, zo blijkt uit waarnemingen van Australische radiosterrenkundigen. De ontdekking, die gepubliceerd is in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, is opmerkelijk, omdat sterrenkundigen het stelsel zien zoals het er 1,8 miljard jaar na de oerknal uitzag, dus tijdens de jeugd van het heelal.  Interstellair gas in sterrenstelsels is op zulke grote afstanden moeilijk waarneembaar doordat het voornamelijk uit koel waterstof bestaat. In het geval van dit stelsel, ALESS65 geheten, komt er echter ook koolmonoxide in het stelsel voor, dat gemakkelijker waarneembaar is. Op basis van de hoeveelheid waargenomen koolmonoxide kan de totale gasvoorraad van het stelsel worden berekend. In ALESS65 vindt tevens een enorme stervormingsactiviteit plaats, zo blijkt uit ultravioletwaarnemingen. Het aanwezige gas wordt dus in hoog tempo omgezet in nieuwe sterren. Dat betekent dat het aanwezige gas binnen enkele tientallen miljoenen jaren volledig zal zijn opgebruikt. Het stelsel eindigt dan 'rood en dood': de meeste sterren evolueren tot rode reuzen, en nieuwe sterren worden er niet meer geboren. Koolmonoxide-waarnemingen aan meer ver verwijderde sterrenstelsels zal hopelijk meer licht werpen op de stervormingsgeschiedenis in het jonge heelal. (GS)
Carbon monoxide predicts 'red and dead' future of gas guzzler galaxy (origineel persbericht)

8 juli 2014
Een groot deel van de meest energierijke kosmische straling in het heelal is afkomstig uit een gebied aan de hemel ten zuiden van de staart van de Grote Beer. Dat blijkt uit een analyse van metingen die tussen mei 2008 en mei 2013 zijn verricht met de Telescope Array in Utah (Verenigde Staten). De ontdekking, die gepubliceerd wordt in Astrophysical Journal Letters, lijkt ondersteuning te bieden aan de theorie dat de extreem energetische deeltjes in de actieve kernen van andere sterrenstelsels geproduceerd worden. Kosmische straling, ontdekt in 1912, bestaat uit energierijke elektrisch geladen deeltjes, voornamelijk elektronen en protonen (waterstofkernen). Sommige zeldzame exemplaren, UHECR's geheten (ultra-high-energy cosmic rays) hebben evenveel energie als een stevig geserveerde tennisbal. Hun oorprong en herkomst is echter onbekend. Met de Telescope Array in Utah wordt gekeken naar lichtflitsjes van Cerenkov-straling in de aardse dampkring, die ontstaan wanneer een UHECR-deeltje in botsing komt met een zuurstof- of stikstofatoom, waarbij een hele regen aan geladen deeltjes wordt geproduceerd. Tussen 2008 en 2013 zijn 72 UHECR-deeltjes gedetecteerd. Daarvan zijn er 19 (ca. een kwart) afkomstig uit een gebied aan de hemel met een middellijn van ca. 40 graden. Statistisch gezien zou je uit dit gebied slechts 4 of 5 deeltjes verwachten. Het gebied bevindt zich in het zogeheten supergalactische vlak - de band aan de hemel waarin zich de meeste sterrenstelsels in de Virgo-cluster bevinden. Dat doet vermoeden dat de extreem energierijke deeltjes inderdaad afkomstig zijn uit andere sterrenstelsels, zoals eerder al is geopperd. Over de precieze ontstaanswijze bestaat echter geen duidelijkheid. (GS)
A Hotspot for Powerful Cosmic Rays (origineel persbericht)

7 juli 2014
Nederlandse radioastronomen hebben - in samenwerking met buitenlandse collega's - een zwart gat ontdekt dat op hoge snelheid moleculair waterstofgas wegblaast uit het sterrenstelsel waarin het zich bevindt. De moleculaire uitstromen worden versneld door jets van elektronen die zich bewegen met bijna de snelheid van het licht. Daarmee is een oud mysterie rond de evolutie van sterrenstelsels opgelost. Het resultaat is online gepubliceerd in Nature (6 juli). De superzware zwarte gaten in de kernen van sommige sterrenstelsels veroorzaken een massale uitstroom van moleculair waterstofgas. Het resultaat hiervan is dat het meeste koude gas uit deze stelsels wordt verdreven. Aangezien koud gas nodig is om nieuwe sterren te vormen, heeft dit een directe invloed op de evolutie van sterrenstelsels. De enorme stromen van gas zijn een belangrijk onderdeel in theoretische modellen voor de evolutie van sterrenstelsels, maar het was lang een raadsel hoe deze werden veroorzaakt. De onderzoekers keken met de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili naar het nabijgelegen sterrenstelsel IC 5063. Hier ontdekten zij dat het moleculaire waterstofgas zich beweegt met buitengewoon hoge snelheden – tot wel 1 miljoen kilometer per uur – exact op de locaties waar de jets een directe interactie hebben met het koude gas. Zulke jets worden aangedreven door de centrale superzware zwarte gaten in sterrenstelsels. De bevindingen helpen astronomen inzicht te krijgen in het uiteindelijke lot van ons eigen Melkwegstelsel, dat over ongeveer 5 miljard jaar zal botsen met het buursterrenstelsel Andromeda. Door deze botsing zal gas naar het midden van het overblijvende stelsel vallen, maar de jets vanuit het centrale zwarte gat zullen - op een wijze vergelijkbaar met wat nu waargenomen is in IC 5063 – dit gas uit het systeem blazen. Hierdoor zal worden voorkomen dat er nieuwe sterren worden gevormd die aan de groei van het nieuw gevormde sterrenstelsel zullen bijdragen.
Origineel persbericht

3 juli 2014
Het spiraalvormige sterrenstelsel M106, dat zich op een afstand van 23 miljoen lichtjaar bevindt, zal binnen ca. 300 miljoen jaar al zijn gas de ruimte in geblazen hebben. Er zullen dan geen nieuwe sterren meer in het stelsel ontstaan. Het gasverlies wordt indirect veroorzaakt door het superzware zwarte gat in de kern van het stelsel. Die conclusies trekken astronomen van het California Institute of Technology in een artikel in Astrophysical Journal Letters van 20 juni. Zij baseren zich op waarnemingen van het sterrenstelsel op verschillende golflengten, van energierijke röntgenstraling tot radiostraling. M106 is een spiraalstelsel zoals ons eigen Melkwegstelsel, maar het stelsel heeft twee extra spiraalarmen, die onder een hoek staan. Deze 'anomale' armen zijn gerelateerd aan de activiteit van het superzware zwarte gat in de kern van het stelsel, dat 'straalstromen' (jets) van materie de ruimte in blaast. Door al die activiteit treden er krachtige schokgolven op in het sterrenstelsel, waarbij enorme hoeveelheden interstellair gas tot hoge temperaturen worden verhit. Uit de waarnemingen, verricht met de röntgenstelescoop Chandra, de Hubble Space Telescope, de infraroodruimtetelescopen Spitzer en Herschel, en de Very Large Array radiotelescoop, blijkt dat het stelsel in het verleden al veel gas is kwijtgeraakt. De stervormingsactiviteit in de kern van het stelsel is daardoor tien maal zo laag als in ons Melkwegstelsel. Naar schatting duurt het hooguit 300 miljoen jaar voordat M106 ook het resterende gas is verloren. De compositiefoto combineert waarnemingen in verschillende golflengtegebieden: röntgenstraling is blauw, radiostraling is paars, zichtbaar licht is geelwit, en infraroodstraling is rood. (GS)
Galactic Pyrotechnics On Display(origineel persbericht)

30 juni 2014
Astronomen die een ver evenbeeld van onze Melkweg onderzoeken, hebben een reconstructie gemaakt van de manier waarop dit sterrenstelsel een kleinere soortgenoot heeft opgeslokt. De resultaten van de reconstructie verschijnen deze week in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Het onderzochte stelsel, dat zich op 62 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt, heet officieel NGC 4651. Maar het wordt, vanwege zijn vage, boogvormige uitloper, ook wel het Paraplustelsel genoemd. Die ijle ‘paraplu’ bestaat uit sterren die vroeger tot een klein sterrenstelsel hebben behoord, dat door de zwaartekracht van NGC 4651 aan flarden is getrokken. Met behulp van de Keck-telescoop op Hawaï hebben de astronomen nu de bewegingen van bolvormige sterrenhopen, planetaire nevels en plukken gloeiend waterstofgas in de ‘paraplu’ in kaart gebracht. De resultaten laten zien dat de ‘sterrenstroom’ afkomstig is van één en hetzelfde dwergstelsel en niet – zoals ook wel werd gesuggereerd – van een reeks nog kleinere objecten. Ook onze eigen Melkweg is bezig om een kleine begeleider op deze manier te verslinden. Onderzoek van stelsels als NGC 4651 moeten meer inzicht geven in de processen die zich daarbij afspelen. (EE)
Merging Galaxies Illuminate the Cosmic Food Chain

25 juni 2014
Astronomen hebben, op ruim 4 miljard lichtjaar van de aarde, een sterrenstelsel ontdekt waarin drie superzware zwarte gaten op relatief kleine onderlinge afstanden om elkaar heen draaien (Nature, 26 juni). Ook in de kernen van enkele andere stelsels zijn zulke opvallende trio’s ontdekt, maar die zijn veel minder compact. Dat er sterrenstelsels zijn met meer dan één superzwaar zwart gat komt niet als een verrassing. Bekend is dat er in het hart van elk volwaardig sterrenstelsel een zwart gat te vinden is met een massa die kan oplopen tot tien miljard zonsmassa’s. Ook zijn er sterke aanwijzingen dat sterrenstelsels ‘groeien’ door met soortgenoten te fuseren. Dat leidt onvermijdelijk tot het ontstaan van meervoudige superzware zwarte gaten, die in een later stadium overigens kunnen samensmelten. Het nieuwe drievoudige exemplaar is ontdekt met een Europees netwerk van radiotelescopen. Het bevindt zich in de kern van het actieve sterrenstelsel SDSS J1502+1115. Twee van de drie zwarte gaten in dat stelsel wentelen op een afstand van minder dan 500 lichtjaar om elkaar. Nummer drie bevindt zich 25.000 lichtjaar verderop.Voor wetenschappers is zo’n compact dubbel zwart gat heel interessant. De twee kolossen draaien met een enorme snelheid om elkaar heen en zouden daarbij (theoretisch) zwaartekrachtsgolven moeten produceren – vervormingen van de ruimtetijd. Naar verwachting zullen toekomstige radiotelescopen, zoals de Square Kilometre Array, in staat zijn om dit effect te detecteren. (EE)
Trio of supermassive black holes shake space-time

25 juni 2014
De algemene relativiteitstheorie is geslaagd voor een zware test. De tot nu toe meest nauwkeurige metingen van de zwaartekrachtsinteracties tussen verre sterrenstelsels zijn er volkomen mee in overeenstemming. Dat wordt vandaag bekendgemaakt op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth. Om tot die conclusie te komen hebben astronomen meer dan 600.000 sterrenstelsels geanalyseerd die met de Sloan Digital Sky Survey III in kaart zijn gebracht. Daarbij is onderzocht hoe sterk die stelsels de neiging hebben om, onder invloed van de zwaartekracht, samen te klonteren. Op die manier waren de wetenschappers in staat om de sterkte van de zwaartekracht tot op zes procent nauwkeurig te meten. De algemene relativiteitstheorie stelt dat zwaartekracht een gevolg is van de kromming van de ruimtetijd. Objecten met veel massa vervormen de hen omringende ruimtetijd, en beïnvloeden zodoende de bewegingen van naburige objecten. Veel verschijnselen laten zich met deze theorie op elegante wijze verklaren. Maar er bestaan ook alternatieve theorieën, en wetenschappers proberen er proefondervindelijk achter te komen welke de beste is. Tot nu toe heeft de theorie die bijna honderd jaar geleden door Albert Einstein is opgesteld alle tests doorstaan. (EE)
Clumped galaxies give General Relativity its toughest test yet

24 juni 2014
Sterrenkundigen hebben mogelijk de 'vingerafdruk' van donkere materie ontdekt. Röntgenmetingen van clusters van sterrenstelsels, verricht met de ruimtetelescopen Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA) laten een mysterieus signaal zien, dat misschien verklaard kan worden door het verval van donkere-materiedeeltjes. De metingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Tussen de afzonderlijke sterrenstelsels in een cluster bevindt zich een ijl, heet gas, dat vanwege zijn hoge temperatuur röntgenstraling uitzendt. Op sommige golflengten (energieën) wordt meer röntgenstraling uitgezonden dan op andere; uit de posities van zulke 'spectraallijnen' kan de samenstelling van het gas worden afgeleid. In röntgenmetingen van de Perseus-cluster is echter een spectraallijn gevonden (op een energie van ca. 3,55 kilo-elektronvolt) die niet met een bekend element in verband gebracht kan worden. Dezelfde (zeer zwakke) spectrale 'vingerafdruk' is gevonden door de röntgenspectra van 73 andere clusters van sterrenstelsels samen te voegen. De onderzoekers, onder leiding van Esra Bulbul van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, vermoeden dat de extra röntgenstraling op deze energie afkomstig zou kunnen zijn van het verval van zogeheten steriele neutrino's. In tegenstelling tot gewone neutrino's - elementaire deeltjes die geen lading en vrijwel geen massa hebben en alleen gevoelig zijn voor de zwakke kernkracht en voor de zwaartekracht - vertonen steriele neutrino's ook geen wisselwerking met andere materie via de zwakke kernkracht. De hypothetische deeltjes zijn eerder al voorgesteld als kandidaat voor de mysterieuze donkere materie in het heelal. Zelfs als zeker zou zijn dat er steriele neutrino's in het spel zijn, staat geenszins vast dat alle donkere materie in het heelal uit deze hypothetische deeltjes bestaat. Sommige andere astronomen denken overigens dat de 'spectraallijn' die Chandra en XMM-Newton hebben gevonden veroorzaakt kan zijn door het verval van axionen - een andere donkere-materiekandidaat. (GS)
Mysterious X-ray Signal Intrigues Astronomers (origineel persbericht)

23 juni 2014
De verscheidenheid aan polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) in de atmosferen van stervende sterren in de Grote Magelhaense Wolk is veel groter dan in de atmosferen van sterren in ons eigen Melkwegstelsel. Gek genoeg lijkt die grotere verscheidenheid weer te verdwijnen nadat de PAK's de interstellaire ruimte in zijn geblazen. PAK's zijn complexe organische moleculen die onder andere voorkomen in uitlaatgassen en sigarettenrook. Ze ontstaan in de koele buitenste lagen van oude sterren waarin fusiereacties van koolstof optreden. De sterren in de Grote Magelhaense Wolk - een van de satellietstelsels van ons eigen Melkwegstelsel - bevatten verhoudingsgewijs meer elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium; die grotere abundantie is vermoedelijk de oorzaak van de grotere verscheidenheid aan PAK's in hun atmosferen, zoals bepaald aan de hand van waarnemingen door de Spitzer Space Telescope van 24 zorgvuldig geselecteerde sterren. De buitenste gaslagen van de stervende sterren worden de ruimte in geblazen in de vorm van zogeheten planetaire nevels, en vermengen zich uiteindelijk met de interstellaire materie. Merkwaardig genoeg vertoont het interstellaire medium in de Grote Magelhaense Wolk geen grotere verscheidenheid aan PAK's dan de interstellaire materie in ons eigen Melkwegstelsel. Volgens Mikako Matsuura van University College London, die de metingen aan de 24 sterren vandaag presenteert op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth, gaat de grotere verscheidenheid aan PAK's mogelijk verloren door de inwerking van de energierijke ultraviolette straling die de stervende ster uitzendt nadat hij ineengeschrompeld is tot een compacte hete dwerg. Een andere mogelijkheid is dat er in de interstellaire ruimte chemische reacties plaatsvinden waarbij de moleculaire verscheidenheid afneemt.(GS)
Organic conundrum in Large Magellanic Cloud (origineel persbericht)

19 juni 2014
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder leiding van Jelle Kaastra (SRON), heeft een vreemd fenomeen ontdekt bij het superzware zwarte gat in het centrum van een veel bestudeerd sterrenstelsel. Een klonterige gasstroom beweegt met hoge snelheid van het zwarte gat af en blokkeert zo negentig procent van de röntgenstraling die het zwarte gat uitzendt (Science Express, 19 juni). De zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels ‘eten’ vaak een beetje slordig. Materie die naar het zwarte gat toe valt, wordt heet en zendt daardoor röntgenstraling en ultraviolette straling uit. De röntgenstraling ontstaat pas dicht in de buurt van het zwarte gat, de uv-straling op enkele lichtdagen afstand. (Eén lichtdag is ongeveer 26 miljard kilometer.) De ultraviolette straling kan zo intens zijn, dat gas dat anders richting zwart gat was gestroomd wordt weggeblazen. Die ‘tegenwind’ is niet alleen van invloed op de groei van het zwarte gat, maar ook op de ontwikkeling van het omringende sterrenstelsel. De crux is dat zo’n wind alleen ontstaat als zijn punt van oorsprong wordt afgeschermd van de röntgenstraling uit de naaste omgeving van het zwarte gat. De recent ontdekte gasstroom in het sterrenstelsel NGC 5548 levert deze bescherming. En het lijkt erop dit al zo’n drie jaar aan de gang is. De eerste aanwijzingen voor het bestaan van de gasstroom zijn ontdekt met de Hubble-ruimtetelescoop. Voor de definitieve identificatie ervan is gebruik gemaakt van gegevens van zes verschillende ruimtetelescopen en satellieten. (EE)
Kosmische blokkade verklaart invloed zwarte gaten

19 juni 2014
Ze mogen dan klein zijn, dwergstelsels blijken een onverwacht grote rol te hebben gespeeld in de vroege geschiedenis van het heelal. Dat blijkt uit nieuw onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop, waarvan de resultaten vandaag in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd. Hoewel veel sterrenstelsels in het heelal nog steeds nieuwe sterren produceren, zijn de meeste sterren acht tot twaalf miljard jaar geleden ontstaan. Bij het nieuwe onderzoek is speciaal gekeken naar kleine sterrenstelsels in het vroege heelal die in hoog tempo nieuwe sterren vormen – zogeheten starburststelsels. Het is voor het eerst dat zulke kleine starburststelsels op afstanden van meer dan acht miljard lichtjaar onder de loep zijn genomen. Weliswaar werd al vermoed dat zulke dwergstelsels een belangrijke bijdrage hebben geleverd aan de eerste stellaire geboortegolven, maar hoe groot die bijdrage was, is lang onduidelijk gebleven. De kleine sterfabrieken blijken zo snel nieuwe sterren te hebben geproduceerd, dat hun stellaire massa in slechts 150 miljoen jaar – een ‘lang weekend’ naar kosmische maatstaven – verdubbelde. Normale sterrenstelsels doen daar doorgaans één tot drie miljard jaar over. (EE)
Small but significant

11 juni 2014
Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben voor het eerst inzicht gegeven in de verdeling van het moleculaire gas en stof in de moederstelsels van gammaflitsen – de grootste explosies in het heelal. Verrassend genoeg is daarbij minder gas waargenomen dan verwacht en overeenkomstig meer stof. Dat verklaart waarom sommige gammaflitsen zich als ‘donkere gammaflitsen’ voordoen (Nature, 12 juni). Gammaflitsen zijn intense uitbarstingen van extreem energierijke straling die in verre sterrenstelsels worden waargenomen. De uitbarstingen die langer dan een paar seconden duren worden in verband gebracht met uiterst krachtige supernova-explosies – de ontploffingen die zware sterren aan het einde van hun leven ondergaan. Bij zo’n explosie komt in luttele seconden evenveel energie vrij als de zon in haar tien miljard jaar durende leven zal produceren. Na de eigenlijke explosie gloeit zo’n gammaflits vaak nog lang na, een verschijnsel dat wordt toegeschreven aan botsingen tussen het uitgestoten materiaal en het gas in de omgeving. Maar sommige gammaflitsen lijken vreemd genoeg geen nagloeiing te vertonen – deze worden ‘donkere gammaflitsen’ genoemd. Een mogelijke verklaring is dat de nagloeiende straling door wolken stof wordt geabsorbeerd. Maar tot nu toe ontbrak het bewijs hiervoor. Met behulp van ALMA hebben Japanse astronomen dat bewijs nu echter gevonden. Uit de radiostraling die bij twee donkere gammaflitsen is waargenomen kan worden afgeleid dat de betreffende explosies inderdaad in een stofrijke omgeving plaatsvonden. (EE)
Kolossale explosies verborgen in stof

11 juni 2014
De verdeling van satellietstelsels rond ons eigen Melkwegstelsel en rond het nabijgelegen Andromedastelsel kan niet verklaard worden door de standaardtheorie van de kosmologie. Dat schrijft een internationaal team van astronomen in een artikel dat geaccepteerd is voor publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Volgens de standaardtheorie wordt de vorming van sterrenstelsels gedomineerd door donkere materie. Uit computersimulaties volgt dat daarbij talloze kleine satellietstelsels moeten ontstaan in een uitgestrekte, min of meer bolvormige halo rond een groot spiraalstelsel. Die stelsels zouden willekeurige bewegingsrichtingen moeten hebben. In plaats daarvan worden het Melkwegstelsel en het Andromedastelsel vergezeld door slechts enkele tientallen dwergsterrenstelsels, die bovendien in beide gevallen in een plat vlak zijn verdeeld, en allemaal in dezelfde richting rond het 'moederstelsel' bewegen. Dat de systematische verdeling van de dwergstelsels in beide gevallen een toevallige uitzondering betreft, is extreem onwaarschijnlijk; de kans daarop wordt geschat op 1 op 100.000. In plaats daarvan denken de astronomen dat de satellietstelsels ontstaan zijn door samenklontering van materie in zogeheten getijdenstaarten: slierten van gas die bij botsingen van sterrenstelsels de ruimte in getrokken kunnen worden door getijdenkrachten. Als de standaardtheorie van de kosmologie niet in overeenstemming is met de waarnemingen, aldus de auteurs, moeten alternatieve theorieën, zoals MOND (Modified Newtonian Dynamics) misschien serieus genomen worden. (GS)
Dwarf galaxies don't fit standard model (via Phys.org)

10 juni 2014
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie de Groningse hoogleraren Peter Barthel en Leon Koopmans, rapporteert de ontdekking van een uniek geval van een kosmische zwaartekrachtslens. Waarnemingen met diverse telescopen op aarde en in de ruimte laten zien dat een heel ver weg gelegen sterrenstelsel als een lens in de ruimte de straling van een nog veel verder weg gelegen mysterieus donker object zodanig afbuigt en versterkt dat dat object zichtbaar wordt. Dankzij de lensvergroting wordt het uiterst lichtzwakke achtergrondobject als een ring rondom het lenzende object zichtbaar. Op bijgaande afbeelding - gemaakt met een van de twee 10-m diameter Keck-telescopen op Hawaï - is de ring goed te zien. Wat begon als een simpele meting met de Herschel Ruimtetelescoop van een verzameling radiosterrenstelsels, groeide uit tot een project waarin cruciale extra waarnemingen het unieke geval van deze kosmische lens lieten zien. Als lens fungeert een zeer zwaar sterrenstelsel waarin een actief zwart gat huist dat voor sterke radiostraling verantwoordelijk is. Het achtergrondobject blijkt heel donker maar ongewoon helder in het ver-infrarood te zijn. Dat laatste maakte dat Herschel het object, - of liever: de objecten - samen detecteerde. De astronomen vermoedden dat er iets bijzonders aan de hand was doordat er te veel infraroodlicht uit het radiosterrenstelsel leek te komen. Aanvullende waarnemingen met optische en radiotelescopen lieten vervolgens ondubbelzinnig zien dat er sprake is van het zwaartekrachtslenseffect.
Volledig persbericht

9 juni 2014
In sterrenstelsels die zich in het centrum van een cluster bevinden, verloopt de vorming van nieuwe sterren trager dan in meer geïsoleerde stelsels. Dat was al langer bekend, maar Canadese astronomen hebben nu aangetoond dat dat niet te maken heeft met een verschil in de hoeveelheid beschikbaar gas. Eerder was wel gesuggereerd dat sterrenstelsels in het centrum van een cluster een groot deel van hun interstellair gas kwijtgeraakt zouden kunnen zijn door de zwaartekrachtsinvloed van naburige stelsels, of door de 'eroderende' werking van het ijle, hete gas in de cluster. Angus Mok van McMaster University in Toronto heeft nu echter laten zien dat stelsels in het centrum van de Virgo-cluster normale hoeveelheden koel interstellair gas bevatten - iets wat alleen goed in kaart te brengen is met metingen op millimeter- en submillimetergolflengten. Dat betekent dat er een andere reden moet zijn waarom de vorming van nieuwe sterren er toch trager plaatsvindt dan in meer naar buiten gelegen stelsels. Het raadsel is dus nog niet opgelost. De nieuwe metingen zijn vandaag gepresenteerd op een bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Québec. (GS)
Jaarlijkse bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society

4 juni 2014
Zwarte gaten staan bekend om hun extreem sterke aantrekkingskracht. Maar rond deze objecten zijn ook andere krachten aan het werk. En hoe! Recent onderzoek door vier astronomen van Duitse en Amerikaanse instituten laat zien dat de magnetische krachten in de omgeving van een superzwaar zwart gat net zo sterk kunnen zijn als de zwaartekracht (Nature, 5 juni). In het centrum van elk volgroeid sterrenstelsel huist een zwart gat met een massa die miljoenen keren zo groot is als die van onze zon. Deze superzware zwarte gaten trekken materie aan uit hun omgeving. In sommige gevallen wordt een deel van deze materie in de vorm van twee bundels of jets met grote snelheid terug de ruimte in geschoten. Welke krachten deze uitstroom van gas veroorzaken, was lang onduidelijk. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat het zwarte gat zich – simpel gezegd – als een soort dynamo gedraagt. Door de draaiing van het zwarte gat worden de magnetische veldlijnen in zijn omgeving strak opgewonden. En daarbij wordt de rotatie-energie van het zwarte gat omgezet in de bewegingsenergie van de jetdeeltjes. De astronomen hebben de magnetische veldsterkte nabij tientallen superzware gaten gemeten door de intensiteit van de radiostraling op verschillende punten nabij de ‘voet’ van de jet te meten. Daarbij is vastgesteld dat er een duidelijk verband bestaat tussen de magnetische veldsterkte nabij het zwarte gat en de veldsterkte verderop in de jet. Dat is in overeenstemming met berekeningen die gebaseerd zijn op het dynamomodel. (EE)
Powerful magnetic fields challenge black holes' pull

4 juni 2014
Astronomen hebben mogelijk een zogeheten Thorne-Zytkow-object opgespoord: een opgezwollen, stervende ster met een neutronenster in zijn kern. Het bestaan van zulke ‘hybride sterren’ werd al in 1975 voorspeld door de astrofysici Kip Thorne en Anna Zytkow, maar overtuigende waarnemingen ontbraken tot nu toe. De meest recente kandidaat is de rode superreus HV 2112 in de Kleine Magelhaense Wolk, een klein buurstelsel van de Melkweg. De ster vertoont een overschot aan lithium, rubidium en molybdeen – elementen die via bijzondere kernreacties in Thorne-Zytkow-objecten kunnen ontstaan. Daarbij moet wel worden aangetekend dat de waargenomen hoeveelheden geringer zijn dan theoretisch wordt verwacht. Er zijn verschillende scenario’s denkbaar die tot het ontstaan van een Thorne-Zytkow-object kunnen leiden. Maar het meest waarschijnlijke scenario gaat uit van een dubbelster bestaande uit een opzwellende zware ster en een neutronenster – het uiterst compacte restant van een zware ster die aan het einde van zijn bestaan als supernova is ontploft. Van zulke objecten zouden er onze Melkweg enkele tientallen kunnen bestaan. Tijdens het opzwellen slokt de rode superreus de neutronenster als het ware op, waarna deze laatste naar het hart van de ster spiraalt. (EE)
Astronomers discover first Thorne-Żytkow object, a bizarre type of hybrid star

4 juni 2014
Nieuwe waarnemingen met de Amerikaanse infraroodsatelliet Spitzer wijzen erop dat N103B, het restant van een supernova-explosie die ongeveer duizend jaar geleden plaatsvond, het overblijfsel is van een explosie waarbij – anders dan gewoonlijk – maar één witte dwergster betrokken was. Supernova’s worden vaak omschreven als de hevige explosies die optreden als zware, kort levende sterren het einde van hun korte leven bereiken. Dat klopt, maar niet álle supernova’s ontstaan op die manier. Bij een veel voorkomende klasse van supernova’s, die type Ia wordt genoemd, zijn het witte dwergen die ontploffen – kleine, compacte sterren die eigenlijk al dood zijn. Tegenwoordig wordt aangenomen dat een supernova van type Ia ontstaat als twee witte dwergen met elkaar in botsing komen. Tot nu toe was er maar één bekende uitzondering op die regel: de supernova die de astronoom Johannes Kepler in 1604 zag verschijnen. Keplers supernova lijkt te zijn veroorzaakt door de overdracht van materie van een opzwellende oude ster naar een begeleidende witte dwerg. Dat wordt afgeleid uit het feit dat het restant van deze supernova is gehuld in een wolk van gas en stof die door de oude ster is afgestoten. Met N103B is nu een tweede geval van zo’n Kepler-achtige supernova opgespoord. Deze ongeveer duizend jaar oude supernovarest bevindt zich in de Grote Magelhaense Wolk – een klein sterrenstelsel op 160.000 lichtjaar van ons vandaan. Net als Keplers surpenova is hij omgeven door een dichte wolk van gas en stof. (EE)
New Suspect Identified in Supernova Explosion

3 juni 2014
Blazars - extreem heldere en variabele kernen van verre sterrenstelsels - kunnen miljarden jaren actief blijven dankzij de 'accuwerking' van de superzware zwarte gaten in de stelsels. Die conclusie trekken Marco Ajello van de Clemson University in South Carolina en zijn collega's in een artikel dat gepubliceerd is in The Astrophysical Journal. De astronomen presenteerden hun resultaten vandaag op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston. Tot nu toe werden twee typen blazars onderscheiden: de zogeheten Flat Spectrum Radio Quasars (FSRQ's) en de BL Lacertae-objecten (genoemd naar het prototype). Bij FSRQ's is de energierijke straling voornamelijk afkomstig van de accretieschijf van opgezogen materie rondom het zwarte gat; bij de BL Lac-objecten wordt de meeste energie geproduceerd in de jets (straalstromen) van het zwarte gat. Uit nieuwe afstandsbepalingen blijkt nu dat BL Lac-objecten op minder grote afstanden staan den FSRQ's. Anders gezegd: FSRQ's kwamen lang geleden vaker voor; pas zo'n 5,6 miljard jaar geleden maakten ze langzaam plaats voor BL Lac-objecten. Ajello en zijn collega's denken dat het in feite om dezelfde populatie van objecten gaat. Je zou kunnen zeggen dat de energie uit de accretieschijf wordt 'opgeslagen' in het centrale zwarte gat, dat tijdens de FSRQ-fase steeds zwaarder wordt en dat later de krachtbron vormt voor de straalstromen van BL Lac-objecten. (GS)
Black Hole ‘Batteries’ Keep Blazars Going and Going (origineel persbericht)

3 juni 2014
Sterrenkundigen hebben met behulp van de Hubble Space Telescope een 'kleurrijk' beeld verkregen van het verre heelal. Op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston is vandaag het Hubble Ultra Deep Field 2014 gepresenteerd - een opname van een klein gebiedje aan de sterrenhemel in het sterrenbeeld Fornax (Oven), die samengesteld is uit waarnemingen in zichtbaar licht en op infrarode en ultraviolette golflengten. Het Hubble Ultra Deep Field is tussen 2003 en 2012 al waargenomen door de Advanced Camera for Surveys (ACS) en de Wide Field Camera 3 (WFC3) van Hubble. Ultravioletwaarnemingen ontbraken daarbij echter nog. Die zijn nu ook gemaakt met de ACS, en aan de oorspronkelijke opname toegevoegd. De ultravioletwaarnemingen bieden informatie over de stervormingsactiviteit in sterrenstelsels die al enigszins op leeftijd zijn, maar nog lang niet zo oud als ons eigen Melkwegstelsel. Op de nieuwe opname zijn ca. tienduizend afzonderlijke sterrenstelsels te zien. Het Hubble Ultra Deep Field is de 'diepste' opname van het verre, jonge heelal die ooit is gemaakt. (GS)
Hubble Team Unveils Most Colorful View of Universe Captured by Space Telescope (origineel persbericht)

3 juni 2014
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory is een nieuwe, gedetailleerde röntgenopname gemaakt van het Draaikolkstelsel (M51), een groot spiraalvormig sterrenstelsel op ca. 30 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Jachthonden. De nieuwe röntgenfoto is vandaag gepresenteerd op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston. De Draaikolk is interessant omdat hij op het punt staat te versmelten met een kleiner satellietstelsel, wat tot zwaartekrachtsstoringen en geboortegolven van nieuwe sterren leidt. Op eerdere röntgenfoto's van M51 waren ca. honderd afzonderlijke bronnen van röntgenstraling te zien; de nieuwe opname toont er bijna 500. Minstens 400 daarvan bevinden zich daadwerkelijk in het sterrenstelsel; de overige zijn achtergrondobjecten. De röntgenbronnen in het Draaikolkstelsel zijn vrijwel zonder uitzondering röntgendubbelsterren, waarin gas van een gewone ster wordt opgezogen door een zeer compacte begeleider en daarbij zo sterk wordt verhit dat het röntgenstraling uitzendt. In minstens tien gevallen is de compacte begeleider zo zwaar dat het vermoedelijk om een zwart gat gaat. (GS)
Chandra Captures Galaxy Sparkling in X-rays (origineel persbericht)

3 juni 2014
Sterrenkundigen hebben de röntgen- en radiostraling in kaart gebracht van cluster MACS J0717+3745. Deze kolossale verzameling van sterrenstelsels, op ruim vijf miljard lichtjaar afstand van de aarde, bestaat in werkelijkheid uit minstens vier afzonderlijke clusters die met elkaar in botsing zijn. Op de achtergrondfoto, gemaakt met de Hubble Space Telescope, is in blauw de verdeling van röntgenstraling aangegeven, zoals waargenomen met de Amerikaanse röntgentelescoop Chandra. De energierijke straling wordt voornamelijk uitgezonden door ijl, heet gas in de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels. De roze gebieden geven de verdeling van radiostraling aan, zoals waargenomen met de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico. De merkwaardig gevormde structuur in het centrum is vermoedelijk een complex schokfront in het ijle clustergas, waar elektrisch geladen deeltjes worden versneld die vervolgens radiostraling uitzenden wanneer ze in magnetische velden terechtkomen. MACS J0717+3745 is een van de zes clusters die de komende jaren waargenomen zal worden in het kader van het Hubble Frontier Fields-programma, waarbij de aller-'diepste' opnamen ooit gemaakt zullen worden. De radio- en röntgenwaarnemingen zijn vandaag gepresenteerd op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston. (GS)
A Violent, Complex Scene of Colliding Galaxy Clusters (origineel persbericht)

28 mei 2014
In het Andromedastelsel, de naaste buur van ons eigen Melkwegstelsel, leek dinsdagavond rond 22.25 uur Nederlandse tijd een extreem krachtige explosie waargenomen te zijn door de Amerikaanse röntgen- en gammasatelliet Swift. Onder sterrenkundigen ontstond grote opwinding: misschien ging het om een zogeheten gammaflits. Een latere analyse van de metingen lijkt echter uit te wijzen dat het vals alarm was. Gammaflitsen zijn de energierijkste explosies in het heelal. Ze ontstaan wanneer extreem zware, snel roterende sterren aan het eind van hun leven ineenstorten tot zwarte gaten, of wanneer twee neutronensterren met elkaar botsen en versmelten. Gammaflitsen zijn zeer zeldzaam; de meeste worden dan ook op miljarden lichtjaren afstand van de aarde waargenomen. Als de explosie in het Andromedastelsel echt een gammaflits was geweest, dan ging het zo goed als zeker om een zogeheten 'korte' gammaflits, ontstaan bij de botsing van twee neutronensterren. De plaats van de explosie in het sterrenstelsel viel samen met de locatie van een bekende bolvormige sterrenhoop, waarin dubbele neutronensterren kunnen voorkomen. Er werden ook alternatieve verklaringen voor de energierijke explosie aangedragen. Het zou om de uitbarsting van een zogeheten ultraluminous x-ray source kunnen gaan - vermoedelijk een middelzwaar zwart gat dat materie uit zijn omgeving opslokt - of om een zware oprisping van een zwart gat in een dubbelstersysteem dat materie opzuigt van een begeleidende ster. Volgens een latere analyse van het Swift-team is er echter zo goed als zeker sprake van vals alarm. De Burst Alert Telescope van Swift reageerde weliswaar op een mogelijke detectie van gammastraling, maar de röntgenstraling die vervolgens werd gemeten was niet van één punt afkomstig, maar van één of meerdere bronnen in het beeldveld van Swifts röntgentelescoop. (GS) 
Circulaires van NASA's Goddard Space Flight Center

21 mei 2014
Voor het eerst hebben astronomen kunnen aantonen dat ‘Wolf-Rayetsterren’ hun korte leven afsluiten met een supernova-explosie. Dat blijkt uit waarnemingen van een supernova die in mei 2013 in het ongeveer 360 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel UGC 9379 te zien was (Nature, 22 mei). Een Wolf-Rayetster is meer dan twintig keer zo groot als de zon en minstens vijf keer zo heet. Zo’n kolossale ster bevat relatief weinig waterstof en produceert een intense ‘sterrenwind’ van deeltjes. Al een tijdje bestond het vermoeden dat Wolf-Rayetsterren op explosieve wijze aan hun eind komen. Maar het keiharde bewijs daarvoor ontbrak tot nog toe. Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Paul Vreeswijk, heeft nu echter vastgesteld dat de voorloper van supernova 2013cu vrijwel zeker een Wolf-Rayetster was. Dat volgt uit spectroscopisch onderzoek van de naaste omgeving van de ster, dat nog geen zestien uur na het begin van de explosie werd verricht. Het onderzoek laat zien dat de eigenschappen van de ontplofte ster overeenkomen met die van een stikstofrijke Wolf-Rayetster. Ook vertoonde de ster kort vóór de explosie al een toegenomen massaverlies, precies zoals de modellen van ontploffende Wolf-Rayetsterren voorspellen. (EE)
New Technique Reveals Supernova Progenitor

22 mei 2014
Een verkenning van meer dan 170.000 superzware zwarte gaten, met behulp van de infraroodsatelliet WISE, roept twijfels op over het standaardmodel dat astronomen voor deze objecten hanteren. Dat model stelt dat de grote onderlinge verschillen die deze zwarte gaten vertonen in feite maar schijn zijn. Elk groot sterrenstelsel heeft een superzwaar zwart gat in zijn kern. Volgens het standaardmodel zijn deze objecten omgeven door een stofrijke, donutvormige structuur. Als we vanaf de aarde tegen de zijkant van deze ‘stofdonut’ aan kijken, is het zwarte gat niet te zien. Maar kijken we er van boven (of onderen) tegenaan, zoals bij de zogeheten blazars, dan is het zwarte gat duidelijk waarneembaar. De WISE-resultaten lijken in strijd te zijn met deze theorie. Ze laten namelijk zien dat sterrenstelsels met een verborgen zwart gat meer gegroepeerd zijn dan stelsels met een onverduisterd zwart gat. Dat is vreemd omdat je zou verwachten dat de stofdonuts rond de zwarte gaten volkomen willekeurig georiënteerd zijn. Het lijkt er dus op dat er nog iets anders is dat het zichtbaar of niet zichtbaar zijn van een superzwaar zwarte gat kan beïnvloeden. Maar wat dat ‘iets’ is, is nog onduidelijk. (EE)
NASA’s WISE Findings Poke Hole in Black Hole ‘Doughnut’ Theory

22 mei 2014
De hevige stralingsuitbarstingen in de kernen van ‘actieve’ sterrenstelsels ontstaan in de directe omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen dat voor het eerst het verband heeft aangetoond tussen de uitbarstingen van gammastraling en radiostraling die deze stelsels vertonen. Sommige soorten actieve stelsels, waaronder de zogeheten blazars, vertonen extreem gedrag. In de omgeving van een roterend zwart gat met een massa van enkele miljarden zonsmassa’s komen onvoorstelbare hoeveelheden energie vrij – doorgaans in de vorm van gammastraling. Die energie ontstaat klaarblijkelijk doordat het centrale zwarte gat sterren uit zijn omgeving opslokt. De materie van deze sterren spiraalt geleidelijk naar het zwarte gat toe. Maar niet alles verdwijnt daarin: een deel van het toestromende gas wordt door sterke magnetische velden gebundeld en in de vorm van twee ‘jets’ terug de ruimte in geschoten. In het geval van blazars wijst een van die jets in de richting van de aarde. Anders gezegd: we kijken precies in de loop van het ‘deeltjeskanon’. Net als veel andere actieve sterrenstelsels vertonen blazers met enige regelmaat flinke uitbarstingen. Hoe die uitbarstingen ontstaan, is nog niet helemaal duidelijk. Nieuwe waarnemingen laten echter wél zien waar hun bron ligt. Aan de hand van gegevens van de gammasatelliet Fermi en van radiotelescopen in Europa en Chili hebben de astronomen vastgesteld dat de uitbarstingen op radiogolflengten tien tot tachtig dagen later verschijnen dan op de veel energierijkere gammagolflengten. Bovendien blijkt uit de waarnemingen dat de vertraging in het radiogebied bij hogere frequenties steeds geringer wordt. Omdat bij hogere frequenties steeds dieper in de ‘loop’ van de jet wordt gekeken, komen de astronomen tot de conclusie dat de bron van de meest energierijke straling heel dicht bij het zwarte gat moet liggen. De bulk van deze straling wordt waarschijnlijk op luttele lichtjaren van het beginpunt van de jet gegenereerd. (EE)
Violent gamma-ray outbursts near supermassive black holes

21 mei 2014
Langdurig onderzoek door een internationaal team van astronomen heeft aangetoond dat de in 2006 ontdekte cluster JKCS 041, zoals al werd vermoed, heel ver weg staat. Het licht van de groep sterrenstelsels heeft er bijna tien miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. We zien de stelsels dus zoals ze er nog geen vier miljard jaar na de oerknal uit zagen. De grootste en zwaarste sterrenstelsels in het heelal maken veelal deel uit van grote groepen. Aangenomen wordt dat deze clusters al vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan, maar door hun grote afstand zijn ze lastig op te sporen. En als dat al eens lukt, kost het veel moeite om de afstand van zo’n verre cluster vast te stellen. In het geval van JKCS 041 heeft de afstandsbepaling jaren geduurd. Het team heeft de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om scherpe opnamen van de verre cluster te maken en het licht van de stelsels te ontleden. Uit de aldus verkregen spectra is gebleken dat zeker negentien van de stelsels in het betreffende hemelgebied zich op dezelfde afstand van 9,9 miljard lichtjaar bevinden. De grootste stelsels in de huidige clusters produceren geen nieuwe sterren meer, en astronomen willen graag weten wanneer zij inactief geworden zijn. Het onderzoek aan verre clusters zoals JKCS 041 laat zien dat dat al heel vroeg is gebeurd: ondanks hun prille leeftijd van ongeveer één miljard jaar zijn de reuzenstelsels al in ruste. (EE)
Very Distant Galaxy Cluster Confirmed

12 mei 2014
Een team van Franse astrofysici heeft een geavanceerde computersimulatie uitgevoerd van de botsing tussen de zogeheten Antenne-stelsels. Het nieuwe model laat zien waarom zulke botsingen worden gevolgd door ‘starburst’ – grote geboortegolven van sterren (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Sterren ontstaan wanneer het gas in een sterrenstelsel een zodanige dichtheid krijgt dat het onder invloed van zijn eigen zwaartekracht kan samentrekken. Bij een botsing tussen twee sterrenstelsels wordt dit gas echter zodanig in beroering gebracht, dat je zou verwachten dat stervorming juist wordt tegengewerkt. In de praktijk blijkt dat echter niet het geval te zijn – integendeel. De nieuwe computersimulatie laat zien waarom dat zo is. Wanneer twee stelsels met elkaar in botsing komen, veranderen de turbulenties in het galactische gas van karakter. In plaats van te wervelen komt het gas in een toestand waarin eerder samenpersing optreedt. Daardoor ontstaat een overschot aan gas van hoge dichtheid dat in beide stelsels tot hevige stervorming leidt. (EE)
A turbulent birth for stars in merging galaxies

1 mei 2014
Twee internationale teams van astronomen hebben drie verre supernova’s ontdekt waarvan het licht werd versterkt door de immense zwaartekracht van voorgrondclusters die als ‘kosmische lenzen’ werken. Dankzij de supernova’s kunnen astronomen meer te weten komen over deze clusters. Zware clusters van sterrenstelsels kunnen als lenzen werken omdat hun krachtige zwaartekracht het licht dat door hen heen gaat afbuigen. Dit lensverschijnsel zorgt ervoor dat objecten die achter de clusters staan groter en helderder lijken. Hoeveel zo’n achtergrondobject wordt versterkt hangt af van de hoeveelheid materie in de cluster – inclusief de (onwaarneembare) donkere materie. Astronomen kunnen theoretische modellen maken van de hoeveelheid en de verdeling van de donkere materie in zo’n cluster. En zo’n model kan weer worden gebruikt als een ‘recept’ dat voorspelt hoe sterk een object achter de cluster zal worden vergroot. Maar hoe kom je erachter of het gevonden recept klopt? Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop bieden uitkomst. Met dit instrument is de afgelopen jaren de verdeling van de donkere materie in 25 clusters van sterrenstelsels onderzocht. Drie keer versterkte zo’n cluster het licht van een ontploffende ster in een verder weg staand sterrenstelsel. In zeker twee gevallen ging het om een supernova-explosie van type Ia – een soort dat een voorspelbaar helderheidsverloop kent. In die gevallen kon dus precies worden vastgesteld hoeveel het licht van de supernova door het lenseffect van de voorgrondcluster was versterkt. Vervolgens werd deze versterkingsfactor vergeleken met de modelvoorspellingen. De conclusie was steeds dezelfde: de modellen zijn in overeenstemming met de waarnemingen. De resultaten van de beide teams zijn op 1 mei gepubliceerd in The Astrophysical Journal en de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
Hubble astronomers check the prescription of a cosmic lens;

1 mei 2014
Het sterrenstelsel Segue 1, een kleine begeleider van de Melkweg op 75.000 lichtjaar afstand, heeft merkwaardige kenmerken. Het nietige sterrenstelsel, dat in 2006 is ontdekt, telt maar ongeveer duizend sterren. En nieuw Amerikaans onderzoek laat zien dat het vrijwel geen elementen zwaarder dan helium bevat. Volgens astronomen kan het dwergstelsel worden beschouwd als een ‘fossiel’ overblijfsel uit de begintijd van het heelal. Normaal gesproken vormt een sterrenstelsel nieuwe sterren, waarvan de zwaarste al na enkele tientallen miljoenen jaren als supernova exploderen en hun omgeving verrijken met zware elementen. Deze laatste komen vervolgens terecht in latere generaties van sterren. Behalve dan in het geval van Segue 1. Nauwkeurig onderzoek laat zien dat dit stelsel een heel primitieve chemische samenstelling heeft: het bestaat vrijwel volledig uit de twee elementen die bij de oerknal zijn gevormd: waterstof en helium. Wat er aan zwaardere elementen is aangetroffen zou afkomstig zijn van één of hooguit een paar supernova-explosies. Het lijkt erop dat het stervormingsproces in het dwergstelsel al in een heel vroeg stadium is gestopt. Waarschijnlijk bevatte het simpelweg te weinig gas, en kon het ook niet genoeg gas verzamelen, om meer sterren te produceren. Dat maakt Segue 1 overigens niet minder interessant. Integendeel: astronomen vermoeden dat het schamele stelsel wel eens sterke overeenkomsten zou kunnen vertonen met de eerste kleine sterrenstelsels die in ons heelal zijn ontstaan. (EE)
A “wimpy” dwarf fossil galaxy reveals new facts about early universe

30 april 2014
Het elliptische sterrenstelsel M87 in het sterrenbeeld Maagd heeft een complete sterrenhoop met hoge snelheid de ruimte in geslingerd. De bolvormige sterrenhoop, HVGC-1 geheten, racet met een snelheid van ca. 3,5 miljoen kilometer per uur door het heelal. Die snelheid is hoog genoeg om aan de zwaartekracht van M87 te ontsnappen,M87 is een reusachtig sterrenstelsel dat wordt omgeven door duizenden bolvormige sterrenhopen (ter vergelijking: ons eigen Melkwegstelsel telt er ca. 150). Een van die bolhopen is vermoedelijk te dicht in de buurt gekomen van het superzware zwarte gat in het centrum van het elliptische reuzenstelsel. Er zijn aanwijzingen dat het hier in werkelijkheid om een dubbel zwart gat gaat. In dat geval kan een passerende sterrenhoop door de zwaartekrachtswerking van de twee om elkaar heen draaiende zwarte gaten versneld worden en met enorme snelheid worden weggeslingerd.De ontdekking is gedaan door een systematisch onderzoek aan de snelheden van bolvormige sterrenhopen in en rond M87, uitgevoerd met de MMT-telescoop in Arizona. De resultaten worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. (GS)
Entire Star Cluster Thrown Out of its Galaxy (origineel persbericht)

30 april 2014
Het aantal ontdekkingen van gammaflitsen – hevige explosies in verre sterrenstelsels – kan vanaf 2020 flink oplopen. Dat blijkt uit berekeningen door astronomen uit Italië en Australië. De toename zou voor rekening komen van de Square Kilometre Array (SKA), een kolossale radiotelescoop die de komende jaren wordt gebouwd. Een gammaflits begint met een korte stoot gammastraling, die gevolgd wordt door een wekenlange periode van nagloeiing op minder energierijke golflengten. De initiële flits is afkomstig van een zeer nauwe bundel straling die alleen waarneembaar is als deze toevallig onze kant op wijst. Het lange nagloeien, dat ook met radiotelescopen kan worden gedetecteerd, zou vanuit alle richtingen te zien moeten zijn – zelfs als de initiële stoot gammastraling aan ons voorbij is gegaan. Tot nu toe is het echter niet gelukt om zo’n ‘verweesde’ nagloeiende gammaflits te detecteren. Meest waarschijnlijke reden: de huidige radiotelescopen zijn niet gevoelig genoeg en/of hebben een te klein beeldveld. De nieuwe berekeningen laten zien dat SKA daar verandering in brengt. Voor elke gammaflits die nu op heterdaad wordt betrapt – ruwweg één per dag – zou dit instrument zevenhonderd nagloeiende gammaflitsen kunnen detecteren. En daarnaast nog een heel scala aan andere explosieve verschijnselen, zoals ‘gewone’ supernova’s. (EE)
Scopes will see sky bubbling with exploding stars

30 april 2014
Astronomen van het California Institute of Technology hebben ongekend duidelijke opnamen gemaakt van het intergalactische medium – het draderige netwerk van diffuus gas dat sterrenstelsels met elkaar verbindt. Tot nu toe was dit netwerk vooral een kwestie van theoretische bespiegelingen. Maar dankzij de nieuwe Cosmic Web Imager, die gekoppeld is aan de 5-meter Hale-telescoop van de Palomar-sterrenwacht, kunnen nu driedimensionale beelden ervan worden verkregen. Al ongeveer 25 jaar geleden voorspelden theoretici dat het gas dat bij de oerknal is ontstaan niet gelijkmatig over het heelal is verdeeld. In plaats daarvan zou het een groot web vormen dat zich over kolossale afstanden uitstrekt. Alles bij elkaar zou dat ‘kosmische web’ ongeveer driekwart van alle normale materie in het heelal voor zijn rekening nemen. Probleem is echter dat het gas van het kosmische web zo diffuus is, dat directe waarnemingen ervan tot nu toe schaars waren. Wel zijn de afgelopen jaren veel indirecte aanwijzingen voor het bestaan ervan verzameld. De opnamen van de Cosmic Web Imager geven een veel duidelijker beeld van het kosmische web. Met het instrument zijn inmiddels de eerste ‘filamenten’ – miljoenen lichtjaren lange draden – van het web vastgelegd. Een van deze filamenten komt uit bij een quasar – de intens stralende kern van een ver, jong sterrenstelsel – en lijkt deze van ‘brandstof’ te voorzien. (EE)
Caltech's Cosmic Web Imager Directly Observes "Dim Matter"

30 april 2014
Een internationaal team van astronomen, geleid door de Nederlander Klaas Wiersema - tegenwoordig verbonden aan de Universiteit van Leicester in het Verenigd Koninkrijk - heeft waarnemingen verricht aan een gammaflits waaruit blijkt dat alle bestaande theoretische modellen voor het 'nagloeien' van deze kosmische superexplosies niet correct kunnen zijn. Gammaflitsen zijn de krachtigste explosies in het heelal. Ze worden geproduceerd wanneer zeer zware, snel roterende sterren ineenstorten tot zwarte gaten. Na de eigenlijke explosie is vaak enkele weken lang een zogeheten nagloeier zichtbaar. De steeds zwakker wordende straling van zo'n nagloeier - zowel radiostraling als zichtbaar licht en röntgenstraling - wordt opgewekt door elektronen die op de een of andere manier tot extreem hoge energieën worden versneld. Voor het versnellingsmechanisme van de elektronen zijn verschillende theoretische modellen in omloop. Waarnemingen aan de nagloeier van gammaflits GRB121024A, verricht met de Europese Very Large Telescope in Chili, hebben nu uitgewezen dat de straling van de nagloeier een relatief grote mate van circulaire polarisatie vertoont: het vlak waarin de lichtgolven trillen draait in de loop van de tijd rond. Dit is een compleet onverwacht resultaat: alle bestaande modellen voor de versnelling van elektronen in de nasleep van een gammaflits voorspellen dat er geen circulaire polarisatie optreedt. Volgens Wiersema en zijn collega's zijn er dan ook nieuwe modellen nodig om het gedrag van gammaflitsen goed te verklaren. De waarnemingen van GRB121024A worden op 1 mei in Nature gepubliceerd. (GS)
Study of GRB Afterglow Surprises Scientists (origineel persbericht)

29 april 2014
Japanse sterrenkundigen hebben aanwijzingen gevonden dat het waterstofgas in de intergalactische ruimte één miljard jaar na de oerknal nog voor een belangrijk deel neutraal was: het bestond uit elektrisch ongeladen waterstofatomen. In het huidige heelal is vrijwel al het intergalactische waterstof geïoniseerd: de atomen zijn gesplitst in positief geladen waterstofkernen (protonen) en negatief geladen elektronen. De ontdekking biedt informatie over de periode waarin en de wijze waarop het vroege heelal honderden miljoenen jaren na de oerknal geïoniseerd raakte door de straling van energierijke sterren en sterrenstelsels. Die periode wordt het tijdperk van de reïonisatie genoemd (heel kort na de oerknal was al het gas in het heelal ook geïoniseerd). Eerder hebben sterrenkundigen het reïonisatietijdperk geprobeerd te karakteriseren aan de hand van waarnemingen van ver verwijderde sterrenstelsels en quasars. Op grote afstanden kijk je miljarden jaren terug in de tijd, en onderzoek aan het spectrum van die verre objecten zou informatie moeten opleveren over de relatieve hoeveelheid neutraal en geïoniseerd waterstofgas. Het Japanse team heeft nu precisiewaarnemingen verricht aan een verre gammaflits - een catastrofale explosie van een zware ster - die zo ver weg staat dat zijn licht er bijna 13 miljard jaar over heeft gedaan om op aarde aan te komen. De straling van de explosie kwam op 6 juni 2013 hier op aarde aan; de gammaflits (gamma ray burst) heet dan ook GRB130606A. Uit de spectroscopische metingen, verricht met een gevoelige spectrograaf op de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, kon worden afgeleid dat minstens 10 procent van het waterstofgas in de omgeving van de exploderende ster nog neutraal was. De resultaten worden gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan. (GS)
Spectrum of Gamma-Ray Burst's Afterglow Indicates the Beginning of the Re-ionization Process (origineel persbericht)

29 april 2014
Met de in Nederland ontwikkelde HIFI-spectrograaf aan boord van de Europese infraroodruimtetelescoop Herschel zijn twee ver verwijderde sterrenstelsels ontdekt die ondanks hun jeugd een verrassend 'kalm' rotatiepatroon vertonen. Dat betekent dat de stelsels minder dan vier miljard jaar na de oerknal al 'volwassen' waren. De resultaten worden op 20 mei gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Twee astronomen van Arizona State University gebruikten HIFI om precisiemetingen te verrichten aan twee sterrenstelsels die zo ver weg staan dat hun licht er tien miljard jaar over heeft gedaan om op aarde aan te komen. De stelsels, S0109 en 'The Clone' geheten, zouden op die afstand normaalgesproken niet waarneembaar zijn, maar omdat ze zich achter een dichterbij gelegen cluster van sterrenstelsels bevinden, wordt hun licht vervormd en versterkt door de zwaartekracht van de cluster. Dankzij dat zwaartekrachtlenseffect konden de stelsels ondanks hun grote afstand toch met HIFI worden onderzocht. Vanwege de lange reistijd van het licht zien sterrenkundigen de twee stelsels zoals ze er in de jeugd van het heelal uitzagen. Zulke jonge stelsels zijn vaak nog niet volgroeid, en de toestroom van grote hoeveelheden gas leidt tot turbulentie en een chaotisch rotatiepatroon. Uit de Herschel-metingen blijkt echter dat S0109 een verrassend regelmatig rotatiepatroon te zien geeft. Voor 'The Clone' zijn de resultaten wat minder eenduidig, maar ook die waarnemingen zijn in overeenstemming met een 'kalme' rotatie. In de toekomst zullen deze en andere ver verwijderde sterrenstelsels nog veel gedetailleerder bestudeerd worden door het internationale ALMA-observatorium in Chili. De ruimtetelescoop Herschel is sinds voorjaar 2013 niet meer in bedrijf; de koelvloeistof aan boord was toen opgebruikt. ((GS)
Herschel discovers mature galaxies in the young Universe (origineel persbericht)

24 april 2014
Een uitzonderlijk heldere supernova die enkele jaren geleden oplichtte bevond zich achter een natuurlijke ‘lens’. Tot deze conclusie komt een internationaal team van astronomen na nauwkeurig kosmisch detectivewerk met de Keck-I-telescoop (Science, 25 april). In 2010 ontdekten astronomen een verre supernova, PS1-10afx, die veel helderder was dan soortgelijke supernova’s. Dat leidde tot een stevige discussie: volgens sommige onderzoekers ging het om een nieuw soort supernova, maar anderen meenden dat het een normale supernova van type Ia was die zich toevallig achter een zogeheten gravitatielens (in de vorm van een superzwaar zwart gat) bevond. De supernova is allang uitgedoofd, maar de vermeende gravitatielens zou er nog steeds moeten zijn. Daarom hebben astronomen nog eens goed gekeken naar het sterrenstelsel waarin PS1-10afx destijds is verschenen. Ze vergeleken het licht dat in 2010 spectroscopisch is ontleed met het licht dat nu nog van het stelsel wordt opgevangen. Daarbij is vastgesteld dat dit licht de spectrale vingerafdrukken van twéé sterrenstelsels vertoont: het verre stelsel waartoe PS1-10afx behoorde en een klein stelsel dat daar precies vóór staat. Bij de eerdere waarnemingen is dat voorgrondstelsel over het hoofd gezien, omdat het door de heldere gloed van de supernova werd overstraald. PS1-10afx was dus een ‘gewone’ supernova van type Ia – een exploderende witte dwergster. Stom toevallig is zijn licht onderweg naar de aarde afgebogen door het superzware zwarte gat in de kern van een onopvallend sterrenstelsel. En door dat kosmische lenseffect is het licht van de supernova met een factor dertig versterkt. Voor astronomen is dat een hele opluchting, want supernova’s van type Ia staan juist bekend om hun voorspelbare helderheid. Daarom worden deze objecten gebruikt als ‘standaardkaarsen’ waarmee grote afstanden in het heelal kunnen worden gemeten. (EE)
Cosmic Illusion Revealed: Gravitational Lens Magnifies Supernova

22 april 2014
Met de Europese röntgenruimtetelescoop XMM-Newton is een dubbel superzwaar zwart gat ontdekt in de kern van een ver verwijderd sterrenstelsel. Vrijwel alle sterrenstelsels herbergen een superzwaar zwart gat in hun kern. Dubbele zwarte gaten - twee zwarte gaten die op relatief kleine afstand om elkaar heen draaien - kunnen ontstaan wanneer twee sterrenstelsels met elkaar botsen en versmelten.Tot nu toe zijn dubbele zwarte gaten alleen aangetroffen in actieve sterrenstelsels. Zo'n actief stelsel produceert energierijke röntgenstraling doordat het zwarte gat continu gas opslokt, dat sterk verhit wordt voordat het in het zwarte gat verdwijnt. Uit de waargenomen röntgenstraling kanin sommige gevallen worden afgeleid dat er in werkelijkheid twee zware zwarte gaten om elkaar heen bewegen. Bij het sterrenstelsel J120136.02+300305.5 (kortweg J120136 genoemd) is daar echter geen sprake van: het stelsel is niet actief, waardoor het centrale zwarte gat normaalgesproken niet waarneembaar is. XMM-Newton heeft in 2010 echter een tijdelijke uitbarsting van röntgenstraling waargenomen, veroorzaakt doordat een ster uiteen werd gerukt door de getijdenkrachten van het zwarte gat.De 'toevallige' ontdekking was mogelijk door een nieuwe waarnemingsstrategie van XMM-Newton, waarbij de instrumenten aan blijven staan in de periode dat de röntgentelescoop van het ene naar het andere waarnemingsobject wordt gedraaid. Op die manier worden delen van de sterrenhemel waargenomen die eigenlijk niet op het waarnemingsprogramma staan.Uit het gemeten helderheidsverloop van de röntgenstraling leiden astronomen af dat er sprake moet zijn van een dubbel zwart gat. De onderlinge afstand van de twee zwarte gaten bedraagt ongeveer 20 miljard kilometer. Ze hebben massa's tussen één en tien miljoen zonsmassa's. Over ca. twee miljoen jaar zullen de twee zwarte gaten versmelten tot één superzwaar zwart gat. De resultaten worden op 10 mei gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
Unique pair of hidden black holes discovered by XMM-Newton (origineel persbericht)

22 april 2014
Astronomen hebben een (relatief) simpel verband ontdekt tussen de kleur van een sterrenstelsel en de grootte van zijn centrale verdikking (‘bulge’). Kort gezegd: hoe groter het hart, des te roder is het sterrenstelsel (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Het heelal telt vele miljarden sterrenstelsels die stuk voor stuk uit honderdduizenden tot honderden miljarden sterren bestaan. Veel van die stelsels zijn ellipsvormig, rood van tint en bestaan grotendeels uit oude sterren. Bekender zijn de spiraalstelsels, die vaak worden gedomineerd door een dunne schijf van jonge, blauwe sterren, maar een rood centrum hebben.De astronomen hebben een half miljoen van die spiraalstelsels geïnventariseerd. Daarbij is gekeken hoe het aandeel rode sterren in zo’n stelsel varieert met andere eigenschappen. De conclusie: hoe groter de bulge, des te roder is het stelsel. Anders gezegd: spiraalstelsels met een groot hart bestaan voornamelijk uit oude sterren. Daar is ook een verklaring voor. In een grote bulge gaat doorgaans ook een groot superzwaar zwart gat schuil. En bekend is dat de activiteit van deze kolossen funest is voor de stervormingsactiviteit in het omringende stelsel. (EE)
Red stars and big bulges: how black holes shape galaxies

14 april 2014
Astronomen van het Georgia Institute of Technology hebben gedetailleerde computersimulaties uitgevoerd van de manier waarop sterren uiteen worden gerukt door de getijkrachten van superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. Naar schatting komt zo'n catastrofaal verschijnsel in een gemiddeld sterrenstelsel ongeveer eens in de tienduizend jaar voor.De computersimulaties, deels uitgevoerd met supercomputers van het Texas Advanced Computing Center, zijn voor publicatie aangeboden aan The Astrophysical Journal. Uit de simulaties blijkt dat er bij het verorberen van een ster door een superzwaar zwart gat eerst in korte tijd veel straling wordt geproduceerd, die daarna in de loop van ca. tien jaar op een karakteristieke wijze in intensiteit afneemt. Met dergelijke simulaties hopen astronomen meer inzicht te krijgen in waarnemingen van zulke verschijnselen. Zo is enkele jaren geleden waargenomen hoe een heliumrijke sterkern uiteengerukt en verorberd werd door een superzwaar zwart gat op 2,7 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Met grote survey-projecten, die in korte tijd de gehele sterrenhemel afspeuren, zullen de komende jaren naar verwachting veel meer van dit soort verschijnselen worden waargenomen, aldus de astronomen. (GS)
Georgia Tech researchers use XSEDE supercomputers to understand and predict how black holes swallow stars (origineel persbericht)

3 april 2014
Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat ‘El Gordo’, de grootst bekende cluster van sterrenstelsels in het verre heelal, nog zwaarder is dan gedacht. Door heel precies te meten hoe de zwaartekracht van de cluster het licht van nog verder weg gelegen sterrenstelsels afbuigt, heeft een team van astronomen kunnen berekenen dat El Gordo 3000 biljoen zonsmassa’s aan materie bevat. Daarmee is deze monstercluster ruim veertig procent zwaarder dan eerdere schattingen aangaven. Slechts een fractie van de massa van El Gordo, die officieel ACT-CL J0102-4915 heet, wordt ingenomen door de honderden sterrenstelsels waaruit de cluster bestaat. Een grotere fractie zit opgeslagen in het hete gas dat de ruimte tussen de stelsels vult. Maar het overgrote deel van zijn massa bestaat uit donkere materie – de onzichtbare vorm van materie die het leeuwendeel van alle massa in het heelal voor zijn rekening neemt. In het nabije heelal zijn meer van zulke zware clusters te vinden, maar op de afstand van El Gordo – ruwweg 7 miljard lichtjaar – zijn grote samenscholingen van sterrenstelsels als deze heel schaars. Vermoed wordt dat El Gordo in feite bestaat uit twee kleinere clusters die met elkaar in botsing zijn gekomen. Ondanks zijn enorme afstand past El Gordo – Spaans voor ‘De Dikke’ – niet binnen het beeldveld van de ruimtetelescoop. Als volgende stap in het onderzoek zullen de astronomen dan ook proberen om een grote mozaïekfoto van de cluster te maken, om zo een completer beeld ervan te krijgen. (EE)
Hubble Finds That Monster 'El Gordo' Galaxy Cluster Is Bigger Than Thought

27 maart 2014
Onderzoekers van het Nederlandse ruimteonderzoeksinstituut SRON, onder leiding van promovenda Laura di Gesu, hebben voor het eerst aanwijzingen gevonden dat de superzware zwarte gaten in sterrenstelsels een ‘wind’ veroorzaken die tot ver in hun moederstelsel reikt. De ontdekking van deze uitstromende gaswolk, dichtbij de rand van het stelsel, kan bijdragen aan de oplossing van een oud vraagstuk. Hoe kan zo’n ‘klein’ zwart gat in het centrum zo veel invloed uitoefenen op het enorm uitgestrekte stelsel eromheen? Elk sterrenstelsel heeft een zwart gat van miljarden zonsmassa’s in zijn centrum. Zo’n zwart gat straalt zelf geen licht uit, maar de materie in de omgeving ervan wél – enorme hoeveelheden zelfs. Deze straling ioniseert de omringende gaswolken, wat de transparantie van het gas op specifieke golflengten vermindert. Dat maakt dit gaswolk detecteerbaar op bijvoorbeeld röntgengolflengten. Bij recent onderzoek met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton en de Hubble-ruimtetelescoop is nu een gaswolk ontdekt die zich van het centrum van het ruim één miljard lichtjaar verre sterrenstelsel 1H0419-577 verwijdert. De uitstroom van het gas is zwak, maar omdat hij zich op zo’n grote afstand van het centrale zwarte gat bevindt, zou het kunnen gaan om het overblijfsel van een ‘wind’ die vroeger veel krachtiger was. De ontdekking van de gaswolk biedt ook een verklaring voor het merkwaardige feit dat het licht uit de omgeving van het zwarte gat in 1H0419-577 voortdurend ‘aan’ en ‘uit’ gaat. De gegevens van XMM-Newton en Hubble laten zien dat het licht niet echt uit gaat, maar dat er af en toe een gaswolk voor het zwarte gat langs schuift. Deze uitleg suggereert dat we vanaf de aarde precies over de rand van de ‘donut’ van gas en stof die het zwarte gat omringt naar het centrum kijken. Deze onderzoeksresultaten hebben tot twee publicaties geleid in het Europese tijdschrift Astronomy & Astrophysics. (EE)
Volledig persbericht (SRON)

26 maart 2014
Bijna alle grote sterrenstelsels in het heelal hebben een zwart gat in hun centrum dat miljoenen of miljarden keren zoveel massa heeft als onze zon. Hoe deze kolossen zijn ontstaan is nog onduidelijk. Maar bij een nieuw onderzoek, gebaseerd op gegevens van de infraroodsatelliet WISE, hebben astronomen nu ontdekt dat hun ‘groei’ waarschijnlijk al vroeg is begonnen. Bij het onderzoek is gezocht naar zwarte gaten in de kernen van zogeheten dwergstelsels – kleine soortgenoten van ons Melkwegstelsel. Dwergstelsels hebben, naar astronomen aannemen, niet veel veranderingen ondergaan en vertonen daardoor waarschijnlijk overeenkomsten met de stelsels die bestonden toen het heelal nog jong was. De WISE-gegevens laten zien dat in dwergstelsels zwarte gaten te vinden zijn die duizend tot tienduizend keer zo veel massa hebben als onze zon. Dat is weinig in vergelijking met de superzware zwarte gaten in volgroeide stelsels, maar toch aanzienlijk meer dan verwacht voor zulke kleine stelsels. De nieuwe waarnemingen roepen twijfels op over de populaire theorie dat de ‘groei’ van centrale zwarte gaten vooral het gevolg is van botsingen tussen sterrenstelsels. Bij zo’n botsing smelten de zwarte gaten van de deelnemende stelsels uiteindelijk samen, waardoor hun massa vanzelf toeneemt. De ontdekking van (relatief) zware zwarte gaten in kleine sterrenstelsels wijst er echter op dat zwarte gaten ook zonder botsingen kunnen groeien. Het is namelijk niet waarschijnlijk dat dwergstelsels ooit aanvaringen met soortgenoten hebben gehad. (EE)
The Search for Seeds of Black Holes

24 maart 2014
Om te onderzoeken of de sterkte van de zwaartekracht in de afgelopen negen miljard jaar is veranderd, hebben Australische sterrenkundigen een inventaris gemaakt van honderden waarnemingen van supernova-explosies. Hun conclusie: al miljarden jaren vóór het ontstaan van ons zonnestelsel gedroeg de zwaartekracht zich precies zoals nu. De sterkte van de zwaartekracht komt tot uitdrukking in de zogeheten gravitatieconstante van Newton, kortweg G. Volgens sommige wetenschappers is het denkbaar dat de grootte van G sinds de oerknal is veranderd. Dat zou bijvoorbeeld betekenen dat planeten vroeger in wijdere banen om hun ster draaiden, ook als er aan de massa van die ster verder niets is veranderd. Bij hun inventarisatie van supernova’s van type Ia hebben de astronomen daar echter geen aanwijzingen voor kunnen vinden. Een supernova van type Ia ontstaat als een witte dwerg, het compacte restant van een zonachtige ster, door materie-overdracht van een begeleidende ster of door een botsing met soortgenoot een kritieke massa bereikt. De precieze grootte van die kritieke massa wordt medebepaald door de gravitatieconstante. En dat betekent dat verre supernova-explosies van type Ia zich een beetje anders zouden moeten gedragen dan nabije. Daar lijkt echter geen sprake van te zijn: G kan de afgelopen negen miljard jaar niet meer dan één honderdmiljardste procent groter zijn geworden. (EE)
Exploding stars prove Newton's law of gravity unchanged over cosmic time

20 maart 2014
Astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat de begeleider van een ster die als supernova is ontploft, de explosie van zijn nabije soortgenoot heeft overleeft. Dat blijkt uit waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra en andere telescopen. De ster maakt deel uit van de Grote Magelhaense Wolk, een klein buurstelsel van de Melkweg. Het bestaan van de supernovarest is al in 1976 ontdekt door de astronomen Davies, Elliott en Meaburn. De beginletters van hun achternamen zijn terug de vinden in de officiële aanduiding van het object: DEM L241. Recente gegevens van Chandra laten zien dat zich in de supernovarest een compacte bron van röntgenstraling bevindt, precies op de plek van een jonge, zware ster. Uit het gedrag van die röntgenbron kan worden afgeleid dat het om een neutronenster of een zwart gat gaat die bezig is om materie van de ster op te slokken. Waarnemingen met de 1,9-meter telescoop van de South African Astronomical Observatory wijzen erop dat de twee op geringe onderlinge afstand om elkaar heen cirkelen. Nauwkeurige metingen van de snelheidsveranderingen van de zware ster zullen moeten uitwijzen of het inderdaad om een dubbelster gaat. Als dat inderdaad zo is, dan is DEM L241 pas de derde supernovarest waarin zowel het compacte restant van een ontplofte ster als een nog bestaande ster is ontdekt. Naar verwachting zal ook de overgebleven ster binnen enkele miljoenen jaren een supernova-explosie ondergaan. Wanneer dat gebeurt, blijft er een exotische dubbelster over die uit twee neutronensterren, twee zwarte gaten of een combinatie van beide zal bestaan. (EE)
Hardy Star Survives Supernova Blast

18 maart 2014
Europese astronomen hebben de meest omvangrijke inventarisatie ooit gemaakt van stof in het nabije heelal. Met de Europese infraroodruimtetelescoop Herschel is van 323 sterrenstelsels op afstanden van 50 tot 80 miljoen lichtjaar de verdeling van stof in kaart gebracht. Interstellair stof wordt opgewarmd door de straling van sterren, en zendt infrarode warmtestraling uit.Uit de Herschelmetingen blijkt dat er vooral in spiraalvormige sterrenstelsels (zoals ons eigen Melkwegstelsel) en in kleine onregelmatig gevormde sterrenstelsels veel stof voorkomt. Grote elliptische sterrenstelsels bevatten juist weinig interstellair stof. Door de Herschel-waarnemingen te vergelijken met opnamen van de sterrenstelsels in zichtbaar licht krijgen astronomen een duidelijk beeld van de rol die stof speelt in de uiterlijke verschijning van een stelsel.Het ligt voor de hand dat het stof in sterrenstelsels waarin veel nieuwe sterren worden geboren een hogere temperatuur heeft en dus infrarode straling met een wat kortere golflengte uitzendt. De infraroodstraling van de onderzochte stelsels blijkt echter sterker te variëren dan je zou verwachten op basis van verschillen in de stervormingsactiviteit. Mogelijk speelt de samenstelling van het stof ook een rol.De nieuwe Herschel-resultaten worden deze week gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
Herschel completes largest survey of cosmic dust in local Universe (origineel persbericht)

11 maart 2014
Sommige sterrenstelsels in het jonge heelal zijn razendsnel gegroeid, zo blijkt uit recente waarnemingen van een internationaal team van astronomen, onder wie Caroline Straatman en Ivo Labbé van de Leidse Sterrewacht. De meeste sterrenstelsels in het vroege heelal zijn erg jong en actief bezig met de vorming van sterren, maar de nu ontdekte stelsels zijn van het type dat al volwassen genoemd kan worden. Ze zijn, op een recordafstand van 12 miljard lichtjaar, uit de periode dat het universum zelf nog maar 1,6 miljard jaar oud was. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.“ Vandaag de dag is het universum oud en vol met dit soort sterrenstelsels, waarin nauwelijks meer nieuwe sterren worden gevormd”, zegt de Leidse promovenda en eerste auteur Caroline Straatman. “In het jonge heelal was dat wel anders. Veel stelsels bevonden zich toen in een fase waarin ze groeiden door uit gas veel sterren te vormen. We hadden dan ook niet verwacht zulke volwassen sterrenstelsels te vinden.” De astronomen hebben de stelsels gevonden door naar zeer diepe infrarood-waarnemingen te kijken en te zoeken naar stelsels met een karakteristieke rode kleur, die duidt op een oude populatie van sterren en een gebrek aan jonge sterren. Tot hun verrassing vonden ze 15 stelsels, met een gemiddelde afstand van 12 miljard lichtjaar (dat is slechts 1,6 miljard jaar na de oerknal). De stelsels zijn nauwelijks te zien in optisch licht, maar juist heel helder in het infrarood. Daaruit kan worden afgeleid dat ze ieder al gemiddeld 100 miljard sterren bevatten. Dat maakt dat ze ongeveer evenveel massa hebben als ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, maar in tegenstelling tot de Melkweg stopten deze stelsels al met het vormen van nieuwe sterren toen het heelal nog maar 12% van zijn huidige leeftijd had bereikt. In de Melkweg worden nog steeds jaarlijks een paar nieuwe sterren worden geboren. Bovendien zijn deze stelsels razendsnel ontstaan en groeiden de sterpopulaties explosief. “Dit roept veel nieuwe vragen op”, zegt teamleider dr. Ivo Labbé: “Hoe kan het bijvoorbeeld dat deze stelsels zich zo snel hebben gevormd? Andere stelsels met heel veel stervorming, die de snelle groei kunnen verklaren, zijn nog niet gevonden in het jonge heelal. Daardoor lijkt het of de gevonden oude stelsels uit het niets komen". Het is voor de onderzoekers ook een raadsel welk proces ertoe kan hebben geleid dat de stelsels geen nieuwe sterren meer vormen.De sterrenstelsels werden gevonden na 40 nachten van waarnemingen met de Magellan Baade Telescoop in Chili. De data werden gecombineerd met die van Hubble’s Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey, en de Great Observatories Origins Deep Survey. Dankzij een speciale set van kleurenfilters, gevoelig voor infrarood licht, was het mogelijk om voor duizenden sterrenstelsels heel precies de afstand te berekenen, wat resulteerde in een soort 3D-overzicht van het vroege heelal.
Persbericht NOVA

11 maart 2014
De sterrenstelsels in de omgeving van de Lokale Groep zijn verdeeld in een platte ring. Die conclusie trekt Marshall McCall van York University in een artikel dat vandaag gepubliceerd wordt in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De ontdekking suggereert dat de verdeling van sterrenstelsels in het heelal ook op relatief kleine schaal vlies-achtige structuren vertoont. De Lokale Groep is een kleine groep van sterrenstelsels waarvan ons eigen Melkwegstelsel en het nabijgelegen Andromedastelsel de twee grootste leden zijn. De Lokale Groep heeft een middellijn van ca. 3 miljoen lichtjaar. McCall heeft nu de sterrenstelsels in de wijde omgeving van de Lokale Groep in kaart gebracht. Daarbij blijkt dat de meeste stelsels binnen 35 miljoen lichtjaar afstand gegroepeerd zijn in een platte ring met een middellijn van 24 miljoen lichtjaar maar een dikte van niet meer dan 1,5 miljoen lichtjaar. Van de 14 grote sterrenstelsels in dit 'Lokale Vlak' (de ring wordt door McCall 'the Council of Giants' genoemd) zijn er twaalf spiraalstelsels (inclusief de Melkweg en Andromeda); de andere twee zijn grote elliptische stelsels. Die bevinden zich min of meer tegenover elkaar op de ring; de invloed die zij op hun omgeving hebben uitgeoefend heeft wellicht bijgedragen tot de vorming van ons Melkwegstelsel en zijn naaste grote buur. McCall ontdekte bovendien dat de oriëntatie van de spiraalstelsels in het Lokale Vlak niet geheel willekeurig is, maar een bepaalde ordening vertoont. Op basis van dit soort resultaten hopen sterrenkundigen een beter inzicht te krijgen in het ontstaan van sterrenstelsels en de groteschaalstructuur van het heelal. (GS)
Milky Way amidst a ‘Council of Giants’ (origineel persbericht)

10 maart 2014
Kosmische holtes zijn niet echt leeg, maar bevatten ijle sliertjes van enkele sterrenstelsels. Die ontdekking is vandaag gepubliceerd door Australische astronomen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Sterrenstelsels in het heelal zijn verdeeld in groepen en clusters, die samen het zogeheten 'kosmische web' vormen: een driedimensionaal netwerk dat qua structuur enigszins doet denken aan zeepsop, met vliezen, filamenten en knooppunten waar zich de meeste sterrenstelsels bevinden, onderling gescheiden door grote lege gebieden - de kosmische holtes. Eerder waren in deze holtes al wel enkele geïsoleerde kleine sterrenstelsels gevonden, maar het Australische team heeft nu ontdekt dat die ook slierterige structuren vertonen, die tendrils ('ranken') worden genoemd. De conclusies zijn gebaseerd op zeer gevoelige waarnemingen met de Anglo Australian Telescope in New South Wales, in het kader van het GAMA-project (Galaxy And Mass Assembly survey). De ontdekking betekent wellicht dat de holtes in de groteschaalstructuur van het heelal kleiner zijn dan tot nu toe altijd is aangenomen. (GS)
These aren’t the voids you’re looking for (origineel persbericht)

5 maart 2014
Sterrenkundigen van de Universiteit van Michigan hebben de rotatiesnelheid gemeten van een superzwaar zwart gat op 6 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Het zwarte gat blijkt rond te tollen met een snelheid die bijna half zo groot is als de lichtsnelheid. De resultaten, die vandaag gepubliceerd worden in Nature, doen vermoeden dat superzware zwarte gaten groeien door botsingen en versmeltingen van sterrenstelsels.Vrijwel elk sterrenstelsel herbergt een groot, zwaar zwart gat in de kern. De massa van zo'n superzwaar zwart gat blijkt nauw samen te hangen met de massa van het centrale deel van het sterrenstelsel waarin het zich bevindt. De oorsprong van die relatie wordt niet goed begrepen, maar heeft vermoedelijk te maken met de wijze waarop zwarte gaten in de loop van de tijd groeien.Dankzij de zwaartekrachtlenswerking van een dichterbij gelegen elliptisch sterrenstelsel, waardoor achtergrondobjecten versterkt worden, konden de astronomen, onder leiding van Rubens Reis en Mark Reynolds, gedetailleerde metingen verrichten aan de röntgenstraling van een extreem ver verwijderd zwart gat, in de kern van de quasar RXJ 1131-1231. Daarbij maakten ze gebruik van de ruimtetelescopen Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA).Uit de waarnemingen blijkt dat de röntgenstraling afkomstig is van een gebied op kleine afstand van het superzware zwarte gat - slechts drie keer zo ver als de rand (de 'gebeurtenishorizon') van het zwarte gat. De röntgenstraling is afkomstig van een rondwervelende schijf oververhitte materie. Dat zo'n accretieschijf zo dicht bij de rand van het zwarte gat nog stabiel is, kan alleen verklaard worden wanneer het zwarte gat een zeer hoge rotatiesnelheid heeft.Hoge rotatiesnelheden van superzware zwarte gaten doen vermoeden dat ze groeien door botsingen en versmeltingen van sterrenstelsels, waarbij ook de centrale zwarte gaten van die stelsels met elkaar versmelten. (GS)
Distant Black Hole Spins at Half the Speed of Light (origineel persbericht)

4 maart 2014
De 'ingewanden' van een sterrenstelsel worden uitgerukt en gutsen de ruimte in, op deze foto van de Hubble Space Telescope. Het spiraalvormige sterrenstelsel, ESO 137-001, op ca. 200 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Zuidelijke Driehoek, wordt 'gefolterd' door het ijle hete gas in de cluster Abell 3627, waar het stelsel doorheen beweegt. Het gas oefent zo veel invloed uit op het sterrenstelsel dat hete, jonge sterren uit het inwendige naar buiten worden gesleurd. Op die manier ontstaan de blauwe strepen op de foto. Op röntgenopnamen gemaakt met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra is te zien dat er sprake is van een brede 'stroom' van heet gas, in dezelfde richting waarin ook de blauwe sterren op de Hubble-foto bewegen. Onderzoek aan dit verschijnsel (ram pressure stripping genoemd) biedt meer informatie over de evolutie van sterrenstelsels in gasrijke omgevingen. (GS)
Spiral galaxy spills blood and guts (origineel persbericht)

3 maart 2014
Sterrenkundigen van het Nearby Supernova Factory-project op het Lawrence Berkeley National Laboratory hebben ontdekt dat supernova's van type Ia niet altijd even zwaar zijn. Opmerkelijk genoeg hebben de catastrofale sterexplosies wél altijd dezelfde lichtkracht. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ia-supernova's worden gebruikt voor het in kaart brengen van de uitdijingsgeschiedenis van het heelal. Op basis van onderzoek aan deze sterexplosies is 16 jaar geleden geconcludeerd dat de uitdijingssnelheid van het heelal momenteel aan het versnellen is, naar algemeen wordt aangenomen als gevolg van een mysterieuze 'donkere energie' in de lege ruimte. Bij die conclusies is dankbaar gebruik gemaakt van het feit dat Ia-supernova's altijd dezelfde hoeveelheid energie produceren, zodat ze als 'standaardkaarsen' gebruikt kunnen worden. Supernova's van type Ia ontstaan wanneer een witte dwergster volledig uit elkaar spat doordat hij boven een bepaalde massalimiet uitkomt. Die Chandrasekhar-limiet, genoemd naar de Indiaas-Amerikaanse astronoom die hem theoretisch afleidde, ligt rond de 1,4 zonsmassa's. Altijd werd aangenomen dat Ia-supernova's dezelfde lichtkracht hebben omdat ze altijd optreden wanneer een witte dwerg - bijvoorbeeld door materieoverdracht van een begeleider - deze kritische massa voor het eerst bereikt. Onderzoek van Greg Aldering en zijn collega's aan 19 nabije supernova's van type Ia heeft nu echter uitgewezen dat ze niet altijd precies dezelfde massa hebben. De massa van de geëxplodeerde ster kan afgeleid worden uit het helderheidsverloop van de supernova, en de astronomen komen tot de conclusie dat er ook witte dwergen zijn die exploderen wanneer ze de Chandrasekhar-limiet nog niet hebben bereikt, terwijl sommige exploderende witte dwergen op de een of andere manier juist zwaarder waren dan 1,4 zonsmassa's. Er zijn verschillende theoretische modellen in omloop om dit soort supernova-uitbarstingen te verklaren (versmeltende witte dwergen, materieoverdracht van een gewone ster, snel roterende witte dwergen, etc.), maar voorlopig is niet duidelijk waarom alle resulteren explosies dan toch dezelfde absolute helderheid (lichtkracht) hebben. (GS)
Standard-Candle Supernovae are Still Standard, but Why? (origineel persbericht)

27 februari 2014
Australische astronomen hebben ontdekt waarom het ene spiraalstelsel dik en opgezwollen is en het andere een platte schijf. Het is een kwestie van draaiing. De astronomen hebben vastgesteld dat snel roterende spiraalstelsels vlak en dun zijn, terwijl traag roterende spiraalstelsels van vergelijkbare massa dikker zijn. Bij hun onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd, hebben de astronomen zestien spiraalstelsels op afstanden van tien tot vijftig miljoen lichtjaar van de aarde onderzocht. Daarbij is gebruik gemaakt van gegevens van de zogeheten THINGS-survey: een groot waarnemingsprogramma met de Amerikaanse VLA-radiotelescoop waarbij het koude gas in sterrenstelsels in kaart is gebracht. De THINGS-survey laat niet alleen zien hoe het koude gas over een stelsel is verdeeld, maar ook hoe het beweegt. Dat laatste levert cruciale informatie op over de draaiing van de onderzochte stelsels. (EE)
Fat or flat: getting galaxies into shape

27 februari 2014
Zwarte gaten pompen meer energie in hun moederstelsels dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit nieuw onderzoek door Australische en Amerikaanse astronomen, waarvan de resultaten deze week in het tijdschrift Science zijn gepubliceerd. Zwarte gaten ‘groeien’ door gas aan te trekken, bijvoorbeeld van een begeleidende ster. Het gas in de naaste omgeving van het zwarte gat wordt daarbij zo heet dat het intense straling gaat uitzenden. De energie van de uitgezonden straling kan echter nooit een bepaalde grenswaarde, die afhankelijk is van de massa van het zwarte gat, overschrijden: anders wordt het toestromende gas weggeblazen. Maar of ook de door het zwarte gat uitgestoten ‘jets’ – bundels van energierijke deeltjes – zich aan deze zogeheten Eddington-limiet houden, was nog maar de vraag. Om die kwestie te onderzoeken hebben de astronomen een recent ontdekt zwart gat in het sterrenstelsel M83, dat de aanduiding MQ1 heeft gekregen, onder de loep genomen. Door te meten hoeveel gas er naar dit zwarte gat toe stroomt, konden zij vaststellen dat de massa van het zwarte gat minder dan honderd zonsmassa’s bedraagt. Dat betekent dat MQ1 een zogeheten stellair zwart gat is: het overblijfsel van een zware ster waarvan de kern ineengestort is. Deze massa werd vergeleken met de kinetische energie die MQ1 uitstoot in de vorm van energierijke deeltjes. Daaruit blijkt dat zwarte gaten in staat zijn om gedurende lange tijd een hoeveelheid kinetische energie uit te stoten die de Eddington-limiet overtreft. Anders gezegd: zwarte gaten pompen meer energie in hun omgeving dan je op grond van hun massa zou verwachten. Volgens de astronomen betekent dit dat zwarte gaten een factor van belang moeten zijn geweest bij de ontwikkeling van de eerste sterrenstelsels, zo’n twaalf miljard jaar geleden. In die tijd waren zwarte gaten zoals MQ1 namelijk veel talrijker dan nu. (EE)
New Fast And Furious Black Hole Found

26 februari 2014
De supernova die op 21 januari oplichtte in het relatief nabije sterrenstelsel M82 heeft een wereldwijde waarnemingscampagne in gang gezet. NASA heeft daaraan zijn steentje bijgedragen door onder meer de ruimtetelescopen Spitzer (infrarood) en Hubble (zichtbaar licht) op de ontplofte ster te richten. Spitzer kan ‘SN 2014J’ het best zien: op kortere golflengten dan het infrarood wordt het zicht op de supernova namelijk enigszins belemmerd door de grote hoeveelheden stof in M82. Een supernova is de kolossale explosie waarmee sommige sterren hun bestaan afsluiten. SN 2014J is een supernova van het type Ia. Dat wil zeggen dat de ontploffende ster een zogeheten witte dwerg was – het kleine, compacte restant van een uitgeputte zonachtige ster. Van zichzelf ontploft zo’n witte dwerg niet: daar komt pas verandering als hij extra massa van een begeleidende ster weet aan te trekken of als hij een fusie aangaat met een soortgenoot. Supernova’s van type Ia spelen een belangrijke rol in de sterrenkunde. Ze vertonen een voorspelbaar helderheidsverloop dat astronomen in staat stelt om hun afstanden te bepalen. Heel kort door de bocht: hoe zwakker een supernova van dit type zich aan ons voordoet, des te groter is zijn afstand. Daarom worden deze supernova’s ook wel ‘standaardkaarsen’ genoemd. (Overigens lijkt SN 2014J juist een licht afwijkend helderheidsverloop te vertonen.) Het onderzoek van SN 2014J moet meer inzicht geven in de processen die een supernova-explosies van type Ia veroorzaken. Bij toeval stond al in de planning dat Spitzer op 28 januari op het sterrenstelsel M82 zou worden gericht. Hierdoor kon deze ruimtetelescoop de supernova al waarnemen vóórdat deze zijn maximale helderheid bereikte. In februari heeft Spitzer de nagloeiende supernova nog eens viermaal bekeken, en op 3 maart gebeurt dat opnieuw. Behalve Spitzer en Hubble zijn ook de ruimtetelescopen Chandra (röntgen) en Fermi (gamma), de kleinere satellieten NuSTAR en Swift en de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA bij de waarnemingscampagne betrokken. (EE)
Spitzer Stares into the Heart of New Supernova in M82

25 februari 2014
De Europese infraroodsatelliet Herschel heeft ontdekt dat de elliptische reuzenstelsels in het (relatief) nabije heelal flinke hoeveelheden koud gas bevatten. Gegevens van andere instrumenten wijzen erop dat het toch niet tot stervorming komt, omdat de ‘jets’ van het centrale superzware zwarte gat van deze stelsels het gas in beroering houden. Elliptische reuzenstelsels vertonen geen stervormingsactiviteit en bestaan vrijwel geheel uit lichte, rode sterren. Tot nu toe werd aangenomen dat deze ‘rode en dode’ stelsels weinig koud gas bevatten – de cruciale grondstof voor nieuwe sterren. Vermoed werd dat de stelsels het koude gas op de een of andere manier zijn kwijtgeraakt of dat simpelweg al het beschikbare gas voor de productie van nieuwe sterren is gebruikt. Maar nieuwe gegevens van Herschel, die in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn gepubliceerd, trekken dat beeld in twijfel. Anders dan gedacht bevatten zes van de acht onderzochte elliptische reuzenstelsels overvloedige hoeveelheden koud gas. En dat roept natuurlijk de vraag op waarom er in deze stelsels geen nieuwe sterren worden geboren. Waarnemingen met optische telescopen en met de röntgensatelliet Chandra laten zien dat de zes stelsels die rijk zijn aan koud gas ook veel heet gas bevatten, dat bezig is om af te koelen. Maar op de een of andere manier koelt dit gas nooit voldoende af om te condenseren en sterren te vormen. De oorzaak hiervan wordt gezocht bij het centrale superzware zwarte gat dat in de stelsels huist. Bij de zes stelsels die veel koud gas bevatten is dat zwarte gat niet erg actief. Bij de andere twee juist wel: deze stoten een krachtige straal van zeer energierijke deeltjes uit. Dat wijst erop dat deze ‘jets’ het vermogen hebben om het koude gas van een sterrenstelsel op te warmen of het zelfs uit het stelsel weg te blazen. (EE)
Bullying Black Holes Force Galaxies To Stay Red And Dead

23 februari 2014
Andromeda II, een kleine begeleider van het grote Andromeda-sterrenstelsel, is lang geleden ontstaan bij de botsing van twee nóg kleinere stelsels. Dat blijkt uit nauwkeurige metingen aan de bewegingen van de afzonderlijke sterren in Andromeda II.Het Andromedastelsel is het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel. Het bevindt zich op ca. 2,3 miljoen lichtjaar afstand van ons eigen Melkwegstelsel. Het wordt omgeven door enkele tientallen kleine dwergstelseltjes. Astronomen van het Deense Niels Bohr-instituut hebben nu metingen verricht aan de bewegingen van sterren in het dwergstelsel Andromeda II. Daarbij is ontdekt dat er een 'sterstroom' in het dwergstelsel voorkomt: een grote groep sterren vertoont een afwijkende beweging in één bepaalde richting.Zulke sterstromen ontstaan wanneer kleinere sterrenstelsels botsen en versmelten tot een groter stelsel. Ze behouden daarbij een deel van de oorspronkelijke beweging van vóór de botsing. De sterren in de stroom in Andromeda II zijn verdeeld in een ring rond het centrum.De botsing waarbij Andromeda II ontstond heeft vermoedelijk enkele miljarden jaren geleden al plaatsgevonden. Nooit eerder zijn 'sterstromen' ontdekt in zo'n klein en licht sterrenstelsel - Andromeda II is ongeveer 100 keer zo klein als ons eigen Melkwegstelsel. Uit de metingen hopen sterrenkundigen meer te weten te komen over de vorming van sterrenstelsels in het algemeen en de rol die de mysterieuze donkere materie in het heelal daarbij speelt. De resultaten van het onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in de online-editie van Nature. (GS)
Stream of stars in Andromeda satellite galaxy shows cosmic collision (origineel persbericht)

19 februari 2014
Astronomen hebben ontdekt dat er enorme wolken van gas en stof rond de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels draaien. Aanvankelijk werd aangenomen dat de materie die deze objecten naar zich toe trekken een relatief gelijkmatige schijf vormt. Maar in werkelijkheid lijken zich condensaties te vormen die dicht genoeg zijn om de intense straling uit de directe omgeving van het zwarte gat tegen te houden (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Het bestaan van de wolken wordt afgeleid uit gegevens die in de loop van zestien jaar zijn verzameld door de Rossi X-ray Timing Explorer, een NASA-satelliet die tot januari 2012 variaties in de intensiteit van kosmische röntgenbronnen heeft gemeten. Deze gegevens hebben de astronomen op het spoor gebracht van twaalf sterrenstelsels met een actieve kern waarvan de röntgenintensiteit gedurende een periode van uren tot jaren afzwakte. Volgens de onderzoekers ontstaat zo’n ‘verduistering’ doordat er een wolk van dicht gas voor de kern van het stelsel schuift. De waargenomen wolken bewegen op afstanden van enkele lichtweken tot enkele lichtjaren om het superzware zwarte gat in het centrum. In één geval leek de wolk op het moment van de waarnemingen aan flarden te worden getrokken door de getijkrachten in de omgeving van het zwarte gat. (EE)
Clouds circling supermassive black holes

18 februari 2014
De Nederlandse astronoom Roeland van der Marel, werkzaam op het Space Telescope Science Institute in Baltimore, heeft samen met collega Nitya Kallivayalil voor het eerst de rotatie van een ander sterrenstelsel opgemeten. Net als ons eigen Melkwegstelsel vertonen andere sterrenstelsels een trage rotatie, maar vanwege hun grote afstand is die tot op heden nog voor geen enkel sterrenstelsel gemeten - zelfs in de loop van een mensenleven zie je niets bewegen. Dankzij de superscherpe blik van de Hubble Space Telescope zijn Van der Marel en Kallivayalil er bij de Grote Magelhaense Wolk - een kleine buur van het Melkwegstelsel op een afstand van 170.000 lichtjaar - nu voor het eerst wél in geslaagd.Met de Wide Field Camera 3 en de Advanced Camera for Surveys van Hubble zijn de posities van sterren in de Grote Magelhaense Wolk nauwkeurig vergeleken met de posities van diezelfde sterren zeven jaar geleden. De sterposities werden opgemeten ten opzichte van ver verwijderde quasars - puntvormige lichtbronnen die als 'achtergrond' werden gebruikt. De metingen van de minieme verplaatsing van de sterren aan de hemel werd gecombineerd met de bekende beweging van de sterren naar ons toe of van ons af (die kan veel gemakkelijker worden afgeleid, uit dopplermetingen aan het licht van de sterren). Op die manier verkregen de astronomen een compleet driedimensionaal beeld van de ruimtelijke bewegingen van de opgemeten sterren.Uit de meetresultaten, die op 1 februari zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal, blijkt dat de Grote Magelhaense Wolk één complete rotatie voltooit in ca. 250 miljoen jaar - ongeveer gelijk aan de tijd die ons zonnestelsel nodig heeft om één omloop rond het centrum van ons eigen Melkwegstelsel te beschrijven.Volgens Van der Marel zijn de metingen zo onvoorstelbaar nauwkeurig dat ze overeenkomen met het opmeten van de snelheid waarmee je vanaf de aarde het haar ziet groeien van een astronaut op de maan. (GS)
Hubble Watches Stars' Clockwork Motion in Nearby Galaxy (origineel persbericht)

18 februari 2014
In mei 2012 maakten sterrenkundigen bekend dat ze hadden waargenomen hoe een superzwaar zwart gat in de kern van een sterrenstelsel op bijna drie miljard lichtjaar afstand van de aarde een heliumrijke ster – mogelijk de kern van een ontmantelde rode reuzenster – had verschalkt. Nieuwe computersimulaties wijzen er echter op dat de onfortuinlijke ster helemaal niet zo exotisch was: het was waarschijnlijk een normale ster, met veel waterstof. In een artikel dat binnenkort in de Astrophysical Journal verschijnt, leggen astronomen van de universiteit van Californië in Santa Cruz uit wat er gebeurt als een normale, zonachtige ster door een superzwaar zwart gat aan flarden wordt getrokken, en waarom de straling die daarbij vrijkomt erop lijkt te wijzen dat de ster weinig waterstof bevat. Wanneer een ster te dicht in de buurt van een superzwaar zwart gat komt, wordt hij door de getijkrachten aan flarden gescheurd. Daarbij verdwijnt ongeveer de helft van de stermaterie de ruimte in en spiraalt de rest geleidelijk naar het zwarte gat toe. Dat leidt uiteindelijk tot de vorming van een zogeheten accretieschijf. De verwachting was dat de straling die bij dit proces vrijkomt voor het overgrote deel afkomstig is van de uitgestoten stermaterie die, in het geval van een normale zonachtige ster, veel waterstof zou moeten bevatten. De nieuwe computersimulaties laten echter zien dat de meeste straling afkomstig is van de accretieschijf-in-wording. En op het moment dat de waarnemingen werden gedaan, was die schijf nog zo klein dat alle daarin aanwezige waterstofatomen door de hoge temperatuur ter plaatse hun elektronen kwijtraakten. De waterstof was er dus wel, maar ze was niet waarneembaar omdat ze geïoniseerd was. En daardoor leek de ster voornamelijk te bestaan uit helium, dat pas bij hogere temperaturen ioniseert. (EE)
When a black hole shreds a star, a bright flare tells the story

12 februari 2014
Een internationaal team van astronomen heeft vier verre clusters van sterrenstelsels opgespoord. Het licht van de verste van de vier heeft er meer dan tien miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Dat betekent dat we hem waarnemen zoals hij er ongeveer drie miljard jaar na de oerknal uitzag. Clusters zijn de grootste structuren in het heelal die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Ze bestaan uit honderden tot duizenden sterrenstelsels. Hoewel op nog grotere afstanden wel al afzonderlijke sterrenstelsels zijn waargenomen, waren de verste clusters die astronomen tot nu toe hadden opgespoord niet meer dan negen miljard lichtjaar van ons verwijderd. De ontdekking van het verre viertal is te danken aan het feit dat ze sterrenstelsels bevatten waarin grote hoeveelheden gas en stof tot sterren worden omgevormd. Deze stervormingsgebieden zenden veel infraroodstraling uit – straling die in dit geval is opgepikt door de Europese satellieten Planck en Herschel. De astronomen zijn van plan om de gegevensbestanden van de beide satellieten, die vorig jaar zijn uitgeschakeld, verder door te spitten op verre clusterkandidaten. Ze denken er misschien nog wel tweeduizend te kunnen vinden. Zo'n rijke oogst zou meer inzicht kunnen geven in de evolutie van deze galactische samenscholingen. (EE)
Four new galaxy clusters take researchers further back in time

6 februari 2014
Slechts enkele weken nadat de NASA-satelliet Chandra in 1999 met zijn röntgenwaarnemingen was begonnen, werd hij op Centaurus A gericht. Dit sterrenstelsel, op ongeveer 12 miljoen lichtjaar van de aarde, vertoont een opvallende ‘jet’ – een straalstroom van deeltjes die door het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel worden weggeblazen. Sinds die eerste keer heeft Chandra nog regelmatig naar Centaurus A gekeken. Van alle waarnemingen die tussen 1999 en 2012 zijn gedaan is nu een nieuwe overzichtsfoto gemaakt. Behalve de jet en het heldere centrum is daarop ook de stofband te zien die het stelsel in tweeën deelt. Vermoed wordt dat dit het overblijfsel is van een kleiner sterrenstelsel waarmee Centaurus A miljoenen jaren geleden in botsing is gekomen. In Centaurus A zijn ook tal van puntvormige röntgenbronnen te zien. Uit recent onderzoek blijkt dat de meeste van deze objecten dubbelsterren zijn, bestaande uit een compact object dat materie onttrekt aan een begeleidende normale ster. De Chandra-waarnemingen tonen aan dat deze compacte objecten zwaarder zijn dan vijf zonsmassa’s of lichter dan twee zonsmassa’s. Deze massascheiding, die ook in onze eigen Melkweg wordt waargenomen, is voor een deel begrijpelijk. Als de brandstof in de kern van een zware ster opraakt, stort deze ineen tot een neutronenster of een zwart gat. Bekend is dat neutronensterren niet zwaarder kunnen zijn dan twee zonsmassa’s. Maar waarom stellaire zwarte gaten blijkbaar nooit lichter uitvallen dan vijf zonsmassa’s is nog onduidelijk. (EE)
Centaurus A: A New Look at an Old Friend

3 februari 2014
Met de Karl G. Jansky Very Large Array, een netwerk van 27 radioschotels in New Mexico, is een nieuwe gedetailleerde radio-'foto' gemaakt van het centrale deel van het Sigaarstelsel (M82), een sterrenstelsel op 12 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Grote Beer. De opname toont alleen de binnenste 5200 lichtjaar van het stelsel.M82 is het dichtstbijzijnde 'starburst'-stelsel: er komt een geweldige stervormingsactiviteit in voor. De meeste radiostraling is afkomstig van heet interstellair gas en van elektronen die met hoge snelheden door magnetische veldlijnen bewegen. De heldere stippen op de radio-opname zijn stervormingsgebieden of supernovaresten (de overblijfselen van geëxplodeerde sterren). De sliertige structuren, die nooit eerder zo gedetailleerd in beeld zijn gebracht, zijn vermoedelijk geassocieerd met de krachtige 'superwind' van het stelsel.In januari explodeerde in M82 een nieuwe supernova (SN2014J), maar daarvan is tot op heden nog geen radiostraling gedetecteerd. Ook andere supernova's van hetzelfde type (Ia) zenden vrijwel nooit radiostraling uit. Overigens bevindt de supernova zich net buiten het hier afgebeelde gebied. (GS)
Image Release: Starbursting in the Galaxy M82 (origineel persbericht)

29 januari 2014
Wetenschappers worstelen al een tijdje met het feit dat er al ongeveer drie miljard jaar na de oerknal enorme, zware sterrenstelsels bestonden die geen nieuwe sterren meer produceerden. Onderzoek door een internationaal team van astronomen laat zien dat deze stelsels het resultaat zijn van een korte, maar hevige stervormingsperiode die enkele miljarden jaren na de oerknal op gang kwam. Oorzaak: botsingen tussen sterrenstelsels. Sterrenstelsels zijn kolossale verzamelingen van sterren, gas en donkere materie. Het vermoeden bestond dat de grootste sterrenstelsels, die honderden miljarden sterren bevatten, zijn ontstaan uit kleine stelsels die in de loop van de ruim 13 miljard jaar lange geschiedenis van het heelal nieuwe sterren hebben geproduceerd en met naburige stelsels zijn gefuseerd. Daarom was het zo verrassend dat er op afstanden van meer dan 10 miljard lichtjaar al zware, volgroeide stelsels werden ontdekt. Nog verrassender was dat deze sterrenstelsels veel compacter waren dan de huidige. Op zoek naar een verklaring hebben de astronomen een klasse van sterrenstelsels onder de loep genomen die nog verder van ons verwijderd zijn dan de ultracompacte stelsels. Deze in dichte wolken van stof gehulde stelsels, die alleen op submillimetergolflengten goed waarneembaar zijn, worden gekenmerkt door een intense stervormingsactiviteit en moeten dus over grote voorraden waterstof- en heliumgas beschikken. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat deze zogeheten SMG-stelsels zeer waarschijnlijk de voorlopers zijn van de iets latere ultracompacte stelsels. Wanneer zulke objecten met elkaar in botsing komen, wordt al het aanwezige gas naar het centrum van het gefuseerde stelsel gedreven, waardoor een explosieve geboortegolf van sterren op gang komt. Hierdoor worden er in het hart van het stelsel zo snel nieuwe sterren geboren, dat zijn gasvoorraad snel uitgeput raakt. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in het astronomische tijdschrift Astrophysical Journal. (EE)
Universe’s Early Galaxies Grew Massive Through Collisions

27 januari 2014
Astronomen hebben een rivier van koud waterstofgas in het heelal ontdekt. Het gaat om een langgerekte gasstroom die vermoedelijk in de richting van het sterrenstelsel NGC 6946 beweegt. De waterstofrivier vormt mogelijk de verklaring van de relatief hoge stervormingsactiviteit in het spiraalstelsel: uit het vers toegestroomde gas kunnen nieuwe sterren ontstaan. NGC 6946 bevindt zich op ca. 22 miljoen lichtjaar afstand. De geboorte van nieuwe sterren vindt er in een hoger tempo plaats dan in ons eigen Melkwegstelsel. Er is wel gespeculeerd dat zo'n relatief hoge stervormingsactiviteit veroorzaakt kan worden doordat er koud waterstofgas vanuit de intergalactische ruimte naar sterrenstelsels kan stromen, maar zulke 'cold flows' zijn nooit echt waargenomen.Met de 110-meter Green Bank radiotelescoop in de Verenigde Staten is dat nu voor het eerst wel gelukt. Eerder was er rond NGC 6946 al een halo van waterstofgas gevonden, door de Westerbork-telescoop in Nederland. De gevoelige Green Bank-telescoop heeft nu echter ook de zeer zwakke radiostraling van de 'waterstofrivier' gedetecteerd. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astronomical Journal. De astronomen, onder leiding van D.J. Pisano van de West Virginia University, houden nog een kleine slag om de arm. De langgerekte 'sliert' waterstofgas zou ook uit NGC 6946 getrokken kunnen zijn, door de getijkrachten van een kleiner, passerend sterrenstelsel. In dat geval moeten er in de gassliert echter ook nieuwe sterren zijn ontstaan; toekomstige waarnemingen moeten daar uitsluitsel over geven. (GS)
River of Hydrogen Flowing through Space Seen with Green Bank Telescope

23 januari 2014
Astronomen hebben met de röntgensatelliet Chandra en een aantal andere telescopen een van de meest actieve zwarte gaten in het heelal onderzocht. De ‘jets’ van het zwarte gat hebben enorme gaten geblazen in het hete gas in de omgeving, en zo de vorming van biljoenen sterren verhinderd. De grote hoeveelheid heet gas in het centrum van de cluster RX J1532 is merkwaardig. Heet gas dat röntgenstraling uitzendt zou moeten afkoelen, en het dichte gas in het hart van een cluster het snelst. Dit afgekoelde gas zou vervolgens naar het centrale sterrenstelsel moeten stromen en onderweg grote aantallen nieuwe sterren vormen. Maar dat is hier niet gebeurd. De Chandra-opnamen laten zien waarom de stervorming in RX J1532 spaak loopt. Aan weerszijden van het centrale sterrenstelsel vertoont het hete gas een ongeveer 100.000 lichtjaar grote holte. De twee gasarme gebieden liggen in het verlengde van de jets van het stelsel – de bundels van materie die uit de directe omgeving van het zwarte gat wordt weggeblazen. De schokgolven die de jets veroorzaken drijven niet alleen het gas uiteen, maar houden het ook heet – te heet voor stervorming. Jets ontlenen hun energie aan materie die naar een zwart gat toe stroomt. Daar is in dit geval echter geen spoor van te bekennen. Volgens de astronomen is dat verklaarbaar als het zwarte gat in het centrale stelsel van RX J1532 extreem zwaar is: meer dan 10 miljard zonsmassa’s. Zo’n zwart gat heeft relatief weinig materie nodig om krachtige jets te produceren. Een andere mogelijkheid is dat het zwarte gat een massa van ‘slechts’ ongeveer een miljard zonsmassa’s heeft en heel snel om zijn as tolt. Ook dat laatste maakt de jets krachtiger. (EE)
Extreme Power of Black Hole Revealed

22 januari 2014
In het spiraalstelsel M82, vanwege zijn vorm ook wel het Sigaarstelsel genoemd, is op 21 januari een supernova ontdekt. Door de relatief kleine afstand – M82 is ‘slechts’ 11,4 miljoen lichtjaar van ons verwijderd – is de supernova al met een bescheiden telescoop waarneembaar. Voor professionele wetenschappers is supernova 2014J bijna letterlijk een geschenk uit de hemel. Het is voor het eerst sinds 1987 dat ze een exploderende ster van zo nabij kunnen onderzoeken. En het mooie is dat het gaat om een supernova van type Ia, een soort die als ‘standaardkaars’ wordt gebruikt bij de bepaling van de afstanden van verre objecten in het heelal. Aangenomen wordt dat een supernova-explosie van type Ia op gang komt als een witte dwergster zoveel materie van een begeleidende normale ster heeft opgeslokt dat een kritieke massalimiet wordt overschreden. Een andere mogelijkheid is dat een explosie van dit type ontstaat wanneer twee naar elkaar toe spiralende witte dwergen met elkaar in botsing komen. Naar verwachting zal supernova 2014J meer inzicht kunnen geven in de eigenschappen van deze kolossale explosies. Omdat M82 de afgelopen jaren gedetailleerd is bekeken met de Hubble-ruimtetelescoop, is de kans groot dat achteraf kan worden vastgesteld welke ster er nu precies is ontploft. En die kennis kan de betrouwbaarheid van supernova’s van type Ia als kosmische meetlatten aanzienlijk verbeteren. (EE)
Supernova in Messier 82 discovered by UCL students

19 januari 2014
Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd om een foto te maken van de ruimtelijke structuur van het 'kosmisch web' - de ijle maar uitgestrekte gasslierten die verschillende sterrenstelsels in het heelal met elkaar verbinden. Uit computersimulaties was al gebleken dat het gas in het vroege, uitdijende heelal (voornamelijk waterstof en helium) zich zou moeten verdelen in een spinnenwebachtige structuur van draderige filamenten. Op de knooppunten van dit 'kosmisch web' zijn later de afzonderlijke sterrenstelsels ontstaan. Op basis van absorptiepatronen in het licht van ver verwijderde quasars was het bestaan van intergalactische gasslierten al aangetoond, maar een echte 'foto' van het kosmisch web, waarop de ruimtelijke verdeling te zien is, was nog nooit gemaakt. Dat is nu voor het eerst wél gelukt, met de 10-meter Keck I-telescoop op Mauna Kea, Hawaii. De sterrenkundigen, onder leiding van Sebastiano Cantalupo van de Universiteit van Californië in Santa Cruz, maakten dankbaar gebruik van een nabijgelegen 'schijnwerper': de quasar UM287. Quasars zijn de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels; de energierijke straling van een quasar wordt opgewekt in de directe omgeving van het superzware zwarte gat in de kern van het stelsel. De fluorescerende werking van de quasarstraling brengt een deel van het omringende kosmisch web tot gloeien. Door gebruik te maken van een speciaal ontwikkeld filter dat uitsluitend straling doorlaat met de verwachte fluorescentie-frequentie, slaagden de sterrenkundigen erin het kosmisch web vast te leggen - in elk geval een deel in de omgeving van de quasar. De draderige structuur is op de resulterende foto vrij goed te zien.De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature. (GS)
German version german versionBlack Hole Powers 'Cosmic Flashlight' Illuminating the Cosmic Web (origineel persbericht)

16 januari 2014
Astronomen van de universiteit van Portsmouth hebben ontdekt dat het aantal spiraalstelsels met een balkvormige structuur in hun centrum de afgelopen acht miljard jaar sterk is toegenomen. Dat blijkt uit onderzoek dat voor een belangrijk deel is uitgevoerd door de ‘burgerwetenschappers’ van het GalaxyZoo-project (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Veel spiraalvormige sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg, hebben een min of meer langgerekte kern in plaats van een bolvormige. Deze structuren bestaan uit sterren en de spiraalarmen ontspringen aan de beide uiteinden van zo’n centrale balk. Uit het Britse onderzoek, waarbij gebruik is gemaakt van opnamen van de Hubble-telescoop, blijkt dat acht miljard jaar geleden nog maar 11 procent van alle spiraalstelsels een centrale balk had. Ruim twee miljard jaar geleden was dit percentage al verdubbeld, en inmiddels heeft twee op de drie spiraalstelsels een balk ontwikkeld. En hoe zwaarder het stelsel, des te groter is de kans dat het een balk heeft. Het onderzoek bevestigt ook dat een balk een teken van verval is: balken lijken een belangrijke rol te spelen bij het stilleggen van de productie van nieuwe sterren. Bij de zwaarste spiraalstelsels gebeurde dat al relatief vroeg in de geschiedenis van het heelal. (EE)
Hubble and Galaxy Zoo find Bars and baby galaxies don't mix

9 januari 2014
Amerikaanse astronomen hebben met de Keck-telescoop op Hawaï een opname gemaakt die – voor het eerst – de structuur van een normaal sterrenstelsel in het vroege heelal laat zien. Het resultaat is gepresenteerd op de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week werd gehouden. Het sterrenstelsel, dat de aanduiding DLA2222-0946 draagt, is zo zwak dat het op slechts een paar specifieke golflengten goed waarneembaar is. Het behoort tot een klasse van stelsels die als de voorlopers van de huidige spiraalstelsels worden gezien. Zulke stelsels zijn rijk aan waterstofgas, dat als grondstof voor nieuwe sterren dient. De afstand van DLA2222-0946 bedraagt ongeveer 10,8 miljard lichtjaar. Dat wil zeggen dat het licht dat we ervan opvangen is uitgezonden toen het heelal nog maar ongeveer drie miljard jaar oud was. Op zulke grote afstanden zijn veel meer sterrenstelsels waargenomen, maar de meeste daarvan zijn extreme gevallen: zeer heldere stelsels die in hoog tempo nieuwe sterren produceren. Verre normale stelsels zoals DLA2222-0946 laten zich veel moeilijker opsporen en onderzoeken. (EE)
First Detailed Look at a Normal Galaxy in the Very Early Universe

9 januari 2014
Tijdens de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, DC, is een nieuwe Hubble-opname gepresenteerd van het sterrenstelsel Messier 83 in het sterrenbeeld Waterslang. Met een afstand van 15 miljoen lichtjaar is dat een van de grootste balkspiraalstelsels in onze omgeving. Het is bovendien een merkwaardig stelsel, waarin opvallend veel supernova-explosies plaatsvinden en dat een dubbele kern lijkt te hebben. Dat laatste betekent niet dat er twee superzware zwarte gaten in het hart van Messier 83 schuilgaan. Waarschijnlijk gaat het om één zwart gat, dat omringd is door een scheve schijf van sterren die om het zwarte gat heen draaien. Hierdoor ontstaat de indruk van een dubbele kern. De Hubble-opname zal worden gebruikt voor het ‘citizen science project’ STAR DATE: M83, dat komende maandag van start gaat. Het hoofddoel van dit project is om de leeftijden te schatten van de ongeveer drieduizend, vaak heel jonge sterrenhopen in het stelsel. Amateurwetenschappers zullen die schattingen doen door te letten op de aan- of afwezigheid van het roze licht van waterstofgas, de scherpte van de afzonderlijke sterren en de kleuren van de sterrenhopen. Ook worden de afmetingen van de sterrenhopen gemeten en andere opvallende objecten in M83 opgespoord. (EE)
A galaxy with two hearts

9 januari 2014
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop is een nieuwe, haarscherpe foto gemaakt van de Tarantulanevel, een groot stervormingsgebied in de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg. De foto is opgebouwd uit (infrarood)opnamen die gemaakt zijn voor het Hubble Tarantula Treasury Project. De Tarantulanevel is een grote wolk waterstofgas waarin nieuwe sterren worden geboren. In het hart ervan bevindt zich de heldere sterrenhoop R136, die tot begin jaren tachtig van de afgelopen eeuw voor een kolossale ster werd aangezien. Later bleek het om een compacte verzameling van duizenden sterren te gaan, waaronder een aantal zeer zware exemplaren. Uiteindelijk zal R136 zich waarschijnlijk ontwikkelen tot een bolvormige sterrenhoop: een samenballing van oude sterren die om het centrum van de Grote Magelhaense Wolk draait. Bij het Hubble Tarantula Treasury Project wordt de stellaire bevolking van de Tarantulanevel in kaart gebracht. Deze waarnemingen moeten meer inzicht geven in de structuur van dit bijzondere stervormingsgebied. (EE)
Unravelling the web of a cosmic creeply-crawly

8 januari 2014
Astronomen zijn, bij een zoekactie in het gegevensarchief van de röntgensatelliet Chandra, op het spoor gekomen van een uitbarsting van röntgenstraling die zich van 1999 tot en met 2005 voltrok in een klein sterrenstelsel op 800 miljoen lichtjaar van de aarde. Mogelijk was de langdurige uitbarsting het gevolg van het opslokken van een ster door een zwart gat. Wetenschappers verwachten dat een ster die zich te dicht in de buurt van een superzwaar zwart gat waagt, aan flarden kan worden getrokken door extreem sterke getijkrachten. De stellaire materie die vervolgens naar het zwarte gat toe spiraalt – een proces dat lang kan duren – bereikt onderweg een temperatuur van miljoenen graden en wordt daardoor een intense bron van röntgenstraling. De afgelopen jaren hebben Chandra en andere satellieten diverse mogelijke gevallen van zo’n stellaire dood waargenomen. De nu opgedoken röntgenuitbarsting onderscheidt zich daarvan, doordat deze zich in een veel kleiner sterrenstelsel heeft afgespeeld. Het dwergstelsel maakt deel uit van de cluster Abell 1795 en telt 500 keer zo weinig sterren als onze Melkweg. Het zwarte gat in kwestie heeft waarschijnlijk een paar honderdduizend keer zoveel massa als onze zon. De resultaten van dit onderzoek zijn vandaag gepresenteerd op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, DC. (EE)
Death By Black Hole In Small Galaxy?

8 januari 2014
Amerikaanse astronomen hebben ontdekt dat ook veel kleine sterrenstelsels een superzwaar zwart gat in hun kern hebben. Dat is in strijd met het gangbare idee dat alleen volgroeide sterrenstelsels zo’n ‘zwaartekrachtsmonster’ bevatten. Dit resultaat wordt vandaag bekendgemaakt op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, DC. Zwarte gaten zijn massaconcentraties die zo’n grote aantrekkingskracht hebben dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Naar het zich laat aanzien hebben alle ‘volwaardige’ sterrenstelsels een zwart gat van miljoenen of miljarden zonsmassa’s in hun kern. Maar tot nu toe werd aangenomen dat dit niet opgaat voor dwergstelsels – sterrenstelsels die in omvang vergelijkbaar zijn met de Magelhaense Wolken die de Melkweg begeleiden. Een analyse van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey wijst er nu echter op dat deze veronderstelling onjuist is. Bij het onderzoek zijn meer dan honderd dwergstelsels ontdekt waarin een zwart gat van ruwweg 100.000 zonsmassa’s schuilgaat. Daarmee zijn deze objecten een slag lichter dan de superzware zwarte gaten in volgroeide sterrenstelsels, maar nog altijd vele malen zwaarder dan de stellaire zwarte gaten die ontstaan als een zware ster aan het einde van zijn bestaan ineenstort. (EE)
Dwarf Galaxies Give Clues To Origin Of Supermassive Black Holes

7 januari 2014
Nieuw onderzoek van het licht van quasars – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels – heeft astronomen inzicht gegeven in de wervelende wolken van gas waaruit sterren en sterrenstelsels ontstaan. De resultaten, gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, wijzen erop dat deze wolken veel kleiner zijn en veel sneller veranderen dan tot nu toe werd gedacht. Quasars stralen een enorme hoeveelheid energie uit en fungeren daardoor als een soort kosmische schijnwerpers. Bij het recente onderzoek, gebaseerd op gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, is gekeken naar quasarlicht dat onderweg naar de aarde door gaswolken in de omgeving van verre sterrenstelsels heen is gegaan. Dat resulteert in de absorptie van specifieke golflengten van het licht, en op die manier kunnen astronomen iets te weten komen over de omstandigheden in die gaswolken. Het nieuwe aan dit onderzoek is dat niet één keer naar het quasarlicht is gekeken, maar op twee verschillende momenten. Astronomen zijn er lang van uitgegaan dat veranderingen in grote structuren zoals sterrenstelsels uiterst langzaam gaan. Maar naar nu is gebleken, vertonen sommige gaswolken die bij de Sloan-survey in kaart zijn gebracht al meetbare veranderingen op tijdschalen van enkele jaren. Volgens de onderzoekers komt dit doordat de gaswolken veel kleiner zijn dan werd aangenomen. Ze zouden niet veel groter zijn dan tien tot honderd miljard kilometer, terwijl modelberekeningen uitgaan van kolossale bolvormige gaswolken die de sterrenstelsels volledig omsluiten. (EE)
Quasars illuminate swiftly swirling clouds around galaxies

7 januari 2014
Met de Hubble Space Telescope zijn merkwaardige sterrenstelsels gefotografeerd op afstanden van vele miljarden lichtjaren. De sterrenstelsels bieden een blik op de omstandigheden in het prille heelal. De resultaten zijn vandaag door verschillende teams van astronomen bekendgemaakt op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C.Een internationaal team van o.a. Amerikaanse en Leidse sterrenkundigen heeft vier sterrenstelsels gevonden die vermoedelijk zo ver weg staan dat het waargenomen licht werd uitgezonden toen het heelal slechts ca. 500 miljoen jaar oud was. Er zijn al eerder sterrenstelsels op zulke grote afstanden gefotografeerd, maar de vier nieuw ontdekte stelsels zijn ongewoon helder. Hoewel ze veel kleiner zijn dan ons Melkwegstelsel, vertonen ze een onvoorstelbaar hoge stervormingsactiviteit, zo blijkt uit een vergelijking van de Hubble-waarnemingen met infraroodopnamen die gemaakt zijn door de Spitzer Space Telescope.Door gebruik te maken van de zwaartekrachtslenswerking van een dichterbij gelegen cluster, heeft een ander team tientallen extreem zwakke sterrenstelseltjes gevonden die normaalgesproken nooit zichtbaar waren geweest. De zwaartekracht van de cluster versterkt echter het licht van de achtergrondstelsels, waardoor ze binnen het bereik van Hubble komen. Deze zwakke stelsels zijn zo talrijk dat ze ondanks hun geringe afmetingen toch het grootste deel van de stervormingsactiviteit in het jonge heelal voor hun rekening nemen.Op de bijeenkomst zijn ook de eerste resultaten gepresenteerd van het Hubble Frontiers Fields-programma. Daarbij worden drie ruimtetelescopen (Hubble, Spitzer en Chandra) de komende drie jaar regelmatig gedurende lange tijd op zes zware clusters gericht, waarvan al bekend is dat ze een sterke zwaartekrachtslenswerking vertonen. Detailopnamen van de cluster Abell 2744 hebben dankzij die natuurlijke lenswerking een paar duizend ver verwijderde sterrenstelsels aan het licht gebracht. De exacte afstanden daarvan zijn echter nog niet bepaald. (GS)
NASA Great Observatories Team Up to Discover Ultra-BrightGalaxies (persbericht van het eerste beschreven onderzoek)

7 januari 2014
Astronomen hebben mogelijk het eerste voorbeeld opgespoord van een zogeheten Thorne-Zytkow-object: een opgezwollen, stervende ster met een neutronenster in zijn kern. Het bestaan van zulke objecten is al in 1975 voorspeld door de astrofysici Kip Thorne en Anna Zytkow, maar overtuigende waarnemingen ontbraken tot nu toe. De meest recente kandidaat, die op 6 januari tijdens de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington DC is gepresenteerd, is een rode superreus in de Kleine Magelhaense Wolk, een kleine begeleider van de Melkweg. De ster is verrijkt met de elementen lithium, rubidium en molybdeen – elementen die via bijzondere kernreacties in Thorne-Zytkow-objecten kunnen ontstaan. Daarbij moet wel worden aangetekend dat de waargenomen hoeveelheden van deze elementen kleiner zijn dan theoretisch wordt verwacht. Er zijn verschillende scenario’s denkbaar die tot het ontstaan van een Thorne-Zytkow-object kunnen leiden. Maar het meest waarschijnlijke scenario gaat uit van een dubbelster bestaande uit een opzwellende zware ster en een neutronenster – het uiterst compacte restant van een zware ster die aan het einde van zijn bestaan als supernova is ontploft. Van zulke objecten zouden er onze Melkweg enkele tientallen kunnen bestaan. (EE)
Bizarre star could host a neutron star in its core

6 januari 2014
Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi is voor het eerst energierijke gammastraling waargenomen van een zogeheten zwaartekrachtslens. Het gaat om een sterrenstelsel op een afstand van 4,35 miljard lichtjaar met een superzwaar zwart gat in de kern. Straling uit de omgeving van dit zwarte gat is min of meer op de aarde gericht; zulke energierijke objecten worden 'blazars' genoemd. Op weg naar de aarde beweegt het licht van de blazar (B0218+357 geheten) door een dichterbij gelegen sterrenstelsel. Daarbij wordt het enigszins afgebogen en versterkt door de zwaartekracht van het voorgrondstelsel - astronomen spreken in zo'n geval van een zwaartekrachtslens.In september 2012 vertoonde de blazar een krachtige uitbarsting op radiogolflengten. Sterrenkundigen hielden het object vervolgens in de gaten met de ruimtetelescoop Fermi, die gevoelig is voor energierijke gammastraling, die ook door de blazar wordt uitgezonden. Op die manier werden vertraagde uitbarstingen waargenomen, veroorzaakt doordat de straling van de blazar - dankzij de tussenliggende zwaartekrachtslens - langs verschillende routes op aarde aankomt, met steeds een net wat andere reistijd.Uit de waarnemingen blijkt dat de gammastraling uit een ander gebied van de blazar afkomstig moet zijn dan de minder energierijke radiostraling. Ook is het gebied waaruit de gammastraling afkomstig is veel kleiner dan het gebied waarin radiostraling en zichtbaar licht wordt geproduceerd. Dankzij de zwaartekrachtslens kan dus informatie over het verre object worden afgeleid die anders nooit beschikbaar was geweest. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters en zijn vandaag gepresenteerd op de 223ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C. (GS)
NASA's Fermi Makes First Gamma-ray Study of a Gravitational Lens (origineel persbericht)

6 januari 2014
Uit frappante nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) blijkt dat het restant van de recente supernova SN 1987A boordevol pas gevormd stof zit. Als genoeg van dit stof de interstellaire ruimte weet te bereiken, kan deze ontdekking verklaren waarom veel verre sterrenstelsels zo’n stoffig, duister uiterlijk hebben. Sterrenstelsels, en met name die in het verre en dus jonge heelal, kunnen opmerkelijk rijk aan stof zijn. Vermoed wordt dat veel van dat stof, dat uit minuscule korreltjes silicaat en grafiet bestaat, afkomstig is van supernova-explosies. Maar tot nu toe was hier weinig direct bewijs voor. Om daar verandering in te brengen heeft een internationaal team van astronomen de (sub)millimetertelescopen van ALMA gericht op de nagloeiende restanten van SN 1987A. Deze supernova lichtte zeventien jaar geleden op in de Grote Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsel op 160.000 lichtjaar van de aarde. Voorspeld was dat in het gas dat na de explosie afkoelde grote hoeveelheden stof zouden ontstaan, doordat er in de koude centrale gebieden van SN 1987A verbindingen worden gevormd van atomen van zuurstof, koolstof en silicium. Maar bij eerdere waarnemingen van de supernovarest, die tijdens de eerste vijfhonderd dagen na de explosie met infraroodtelescoop zijn gedaan, werden slechts kleine hoeveelheden warm stof gedetecteerd. Met ALMA is nu ook de veel grotere hoeveelheid koel stof in het centrum van SN 1987A in beeld gebracht. Geschat wordt dat het gaat om ongeveer een kwart zonsmassa aan pas gevormd stof. Onduidelijk is nog hoeveel van dat stof uiteindelijk de interstellaire ruimte zal bereiken. Waarschijnlijk wordt een deel ervan in een later stadium weer afgebroken. Maar als een flinke fractie ervan overblijft en in de interstellaire ruimte terechtkomt, kan dit de verklaring zijn voor de overvloedige hoeveelheden stof die astronomen in jonge sterrenstelsels waarnemen. (EE)
ALMA ontdekt stoffabriek in supernova

vervolg archief Extragalactisch onderzoek