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

27 maart 2024
Nieuw onderzoek van een obscure klasse van sterrenstelsels die ‘compacte symmetrische objecten’ (CSO’s) worden genoemd, heeft uitgewezen dat deze objecten minder onschuldig zijn dan ze lijken. CSO’s zijn actieve sterrenstelsels met een superzwaar zwart gat in hun kern. Deze kolossale zwarte gaten produceren twee tegengesteld gerichte jets die bijna deze snelheid van het licht bereiken. Maar in vergelijking met andere sterrenstelsels met krachtige jets zijn de jets van CSO’s niet zo lang: ze zijn veel compacter (The Astrophysical Journal, 1 februari). Decennialang zijn astronomen ervan uitgegaan dat CSO’s simpelweg heel jong zijn en dat hun jets mettertijd wel langer zouden worden. Maar de conclusie van het nieuwe onderzoek is dat ze niet jong zijn, maar gewoon relatief kort bestaan. De objecten vormen een op zichzelf staande soort die op tijdschalen van duizenden jaren stilvallen in plaats van de miljoenen jaren die gebruikelijk zijn voor sterrenstelsels met grotere jets. Voor het nieuwe onderzoek, onder leiding van astronoom Anthony Readhead van Caltech, zijn gegevens doorgespit van meer dan drieduizend potentiële CSO’s die met onder meer de Very Long Baseline Array (VLBA) radiotelescoop zijn waargenomen. In 64 gevallen bleek het daadwerkelijk om CSO’s te gaan en in de gegevens werden nog eens vijftien exemplaren ontdekt. De analyse van de VLBA-gegevens laat zien dat de jets van CSO’s zeer energierijk zijn, maar dat ze binnen vijfduizend jaar stilvallen. Vermoed wordt dat ze hun energie ontlenen aan een ster die te dicht in de buurt van het centrale superzware zwarte gat komt en wordt opgeslokt. Dit verschijnsel wordt ook bij andere superzware zwarte gaten waargenomen, maar de daarbij optredende ‘tidal disruption events’ (TDE’s) duren slechts enkele jaren. Dat CSO’s het langer volhouden wijst er volgens de onderzoekers op dat de sterren die bij deze gebeurtenissen worden opgeslokt veel groter en/of zwaarder zijn dan die bij normale TDE’s. (EE)
→ Sleeping Supermassive Black Holes Awakened Briefly by Shredded Stars

27 maart 2024
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Marcin Glowacki van Curtin University (West-Australië), heeft met behulp van de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika 49 tot nog toe onbekende gasrijke sterrenstelsels opgespoord (MNRAS, 25 maart). Het bestaan van de sterrenstelsels kwam bij toeval aan het licht bij onderzoek van een al bekend sterrenstelsel, waarbij het daarin aanwezige waterstofgas in kaart moest worden gebracht. Dit gas werd miet aangetroffen, maar tot zijn grote verbazing ontdekte Glowacki bij zijn inspectie van de radiodata een flink aantal andere sterrenstelsels, waarvan wél de gasinhoud kon worden bepaald. Veel van de ontdekte stelsels bevinden zich dicht in elkaars buurt en vormen groepjes. Drie van de stelsels zijn zelf door ‘bruggen’ van gas met elkaar verbonden. Het centrale stelsel van dit drietal vormt in hoog tempo nieuwe sterren, waarschijnlijk met behulp van het gas dat hij van zijn twee begeleiders heeft gestolen. Dat kan ertoe leiden dat de stervorming in deze laatste tot stilstand komt. De waarnemingen waarbij de nieuwe sterrenstelsels werden opgespoord namen nog geen drie uur in beslag. (EE)
→ Astronomers discover 49 new galaxies in under three hours

25 maart 2024
Bij onderzoek onder leiding van Athira Menon van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) zijn aanwijzingen gevonden over de aard van zogeheten blauwe superreuzen. Hoewel deze sterren vrij talrijk zijn, is hun oorsprong een vraagstuk waarover al tientallen jaren wordt gediscussieerd. Met behulp van nieuwe stermodellen en een grote hoeveelheid gegevens over de stellaire populatie van de Grote Magelhaense Wolk, hebben Menon en haar collega’s sterke aanwijzingen gevonden dat de meeste blauwe superreuzen kunnen zijn ontstaan door het samensmelten van twee sterren die samen een dubbelster vormden (The Astrophysical Journal Letters, 8 maart). Blauwe superreuzen zijn sterren die minstens tienduizend keer zo helder en twee tot vijf keer zo heet zijn als de zon, en zestien tot veertig keer zoveel massa hebben. Ze verbruiken hun 'brandstof' heel snel en zouden dus heel zeldzaam moeten zijn. Waarom zien we er dan zoveel? Een belangrijke aanwijzing over hun oorsprong ligt in het feit dat de meeste blauwe superreuzen ‘alleenstaand’ zijn: ze hebben geen waarneembare begeleider, terwijl de meeste jonge zware sterren juist ontstaan als onderdeel van een dubbelstersysteem. Dat doet vermoeden dat de sterren in zo’n systeem vaak met elkaar samensmelten. Om dit vermoeden te onderbouwen, hebben Menon en haar collega’s simulaties van samensmeltende sterren uitgevoerd en een steekproef van 59 jonge blauwe sterren in de Grote Magelhaense Wolk – een kleine begeleider van ons Melkwegstelsel – geanalyseerd. En wat blijkt? De nieuwe simulaties laten zien dat zulke gefuseerde sterren nog lang voortleven als blauwe superreuzen. Bovendien kunnen ze de oppervlaktesamenstelling van deze sterren beter verklaren dan conventionele stermodellen. Dit wijst erop dat samensmeltingen wellicht het voornaamste mechanisme zijn voor de vorming van blauwe superreuzen. (EE)
→ Astronomers find evidence that blue supergiant stars can be formed by the merger of two stars

21 maart 2024
De eerste generatie sterren heeft het heelal totaal veranderd. In hun kernen smolten de eenvoudige eenvoudige elementen waterstof en helium samen tot een scala aan zwaardere elementen. En toen deze sterren stierven, explodeerden ze en verstrooiden ze deze elementen – waaraan wij ons bestaan te danken hebben – over de ruimte. Het is nog niemand gelukt om zo’n ster van de eerste generatie op te sporen, maar astronomen denken nu wel een ster van de tweede generatie te hebben gevonden – niet in ons Melkwegstelsel, maar in de naburige Grote Magelhaense Wolk (Nature Astronomy, 20 maart). De ontdekking is gedaan door Anirudh Chiti (Universiteit van Chicago) en collega's. Zij hebben, met behulp van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia en de Magellan-telescoop in Chili in totaal tien oude sterren in de Grote Magelhaense Wolk weten op te sporen. Vermoed wordt dat de Grote Magelhaense Wolk ooit een zelfstandig sterrenstelsel was dat een paar miljard jaar geleden werd ingevangen door de zwaartekracht van ons Melkwegstelsel. Dit maakt hem bijzonder interessant, omdat de daarin aanwezige oude sterren dus buiten ons sterrenstelsel zijn gevormd, wat astronomen de kans geeft om te onderzoeken of de omstandigheden in het vroege heelal overal gelijk waren, of lokaal verschilden. Een van de tien oude sterren die Chiti en collega’s hebben ontdekt bleek gelijk al een buitenbeentje. De ster, met de aanduiding LMC-119, bevat veel minder elementen zwaarder dan helium dan enig andere ster die tot nu toe in de Grote Magelhaense Wolk is gezien. Dit betekent dat hij waarschijnlijk is gevormd in het kielzog van de eerste stellaire generatie, en dus nog niet veel zwaardere elementen kon opnemen. De weinige zwaardere elementen die LMC-119 bevat zijn volgens de onderzoekers waarschijnlijk afkomstig van de supernova-explosie van een ster van de eerste generatie. Toen ze de elementen in de ster in kaart brachten, zagen de astronomen tot hun verbazing dat er veel minder koolstof dan ijzer in zat dan in sterren van ons Melkwegstelsel. Dit suggereert dat koolstofverrijking die oude Melkweg-sterren tentoonspreiden wellicht niet universeel was. (EE)
→ Scientists find one of the most ancient stars that formed in another galaxy

18 maart 2024
Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van astronomen van de Universiteit van Tartu (Estland) heeft talrijke superclusters in het heelal ontdekt. De meest in het oog springende van deze is vernoemd naar de Estse astronoom Jaan Einasto, een pionier op dit gebied, die op 23 februari zijn 95e verjaardag viert. Aan het onderzoek hebben wetenschappers uit Estland, India, Japan, Spanje en Finland meegedaan.  Superclusters zijn de grootste en meest massarijke verzamelingen van sterrenstelsels in het heelal. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers vastgesteld dat de gemiddelde supercluster zes miljoen miljard keer zoveel massa heeft als onze zon en ruwweg 200 miljoen lichtjaar groot is. Daarmee zijn superclusters ongeveer tweeduizend keer zo groot als ons Melkwegstelsel. De zwaarste van de opgespoorde superclusters, de Einasto Supercluster, bevindt zich op ongeveer drie miljard lichtjaar afstand van de aarde. De kolossale structuur bevat het massa-equivalent van ongeveer 26 miljoen miljard zonnen. Een lichtstraal die aan het ene uiteinde van deze kolos vertrekt, doet er 350 miljoen jaar over om het andere uiteinde te bereiken. Het Estse team heeft in totaal 662 superclusters ontdekt en geanalyseerd. Daarbij hebben de onderzoekers vastgesteld dat clusters van sterrenstelsels die deel uitmaken van een supercluster meer massa hebben dan clusters daarbuiten. Dit bewijst dat de groei en evolutie van clusters in superclusters een ander verloop kent. Hoewel superclusters een aanzienlijke massa bezitten, is deze massa verdeeld over een enorm volume. Hierdoor hebben ze een geringere gemiddelde dichtheid dan sterrenstelsels. Toch is hun dichtheid groot genoeg om met hun zwaartekracht de beweging van materie binnen de supercluster te beïnvloeden. Waarnemingen laten zien dat ons heelal in versneld tempo uitdijt, waardoor de onderlinge afstanden tussen sterrenstelsels in de loop van de tijd toenemen. Uit het Estse onderzoek blijkt echter dat de gemiddelde expansiesnelheid van sterrenstelsels binnen superclusters kleiner is dan de globale expansiesnelheid van het heelal. Dit wordt toegeschreven aan de zwaartekracht van de supercluster, die de algehele uitdijing van het heelal tegenwerkt. Deze aantrekkende kracht is echter niet groot genoeg om van een supercluster een gravitationeel gebonden systeem te maken. Uiteindelijk zal de versnellende uitdijing van het heelal de strijd winnen. (EE)
→ Einasto Supercluster: the new heavyweight contender in the universe

13 maart 2024
Een nieuwe telescoop met de naam ‘Condor Array Telescope’ kan voor astrofysici een nieuw venster op het heelal openen, door opnamen te maken van objecten met een zeer lage oppervlaktehelderheid. In vier artikelen die deze maand in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) zijn gepubliceerd, presenteren astronomen de eerste wetenschappelijke bevindingen die op basis van Condor-opnamen zijn gedaan. Het project wordt geleid door wetenschappers van Stony Brook University en het American Museum of Natural History (AMNH). De nieuwe ‘array-telescoop’ gebruikt computers om het licht van verschillende kleinere telescopen te combineren tot het equivalent van één grotere telescoop, en kan astronomische verschijnselen detecteren die onwaarneembaar zwak zijn voor conventionele telescopen. Met dit  instrument hebben astronomen onder meer gezocht naar extreem zwakke ‘sterrenstromen’ rond het nabije sterrenstelsel NGC 5907, een bekend spiraalstelsel op zo’n 50 miljoen lichtjaar van de aarde. Zulke stromen ontstaan wanneer kleine sterrenstelsels worden verstoord door de zwaartekracht van een naburig groter sterrenstelsel. Op een eerdere opname die in 2010 met een andere telescoop werd gemaakt, leek een opmerkelijke sterrenstroom zichtbaar te zijn die twee complete lussen van een helix rond het sterrenstelsel vormde. Maar op een latere opname, in 2019 gemaakt met de Dragonfly Telephoto Array, was die helix niet te bekennen. Om hier het fijne van te weten, heeft het Condor-team een nieuwe langbelichte opname van NGC 5907 gemaakt, en ook daarop is de helix niet te zien. Hieruit concluderen de astronomen dat de helix op de opname uit 2010 waarschijnlijk een artefact is dat door het beeldverwerkingsproces is veroorzaakt. De Condor Array is ook gebruikt om de dwergnova Z Camelopardalis of 'Z Cam’ nog eens goed te bekijken. Op een opname die in januari 2007 werd verkregen met de 4-meter telescoop van de sterrenwacht op Kitt Peak (Arizona, VS), is een gedeeltelijke gasschil rond deze ster te zien. De nieuwe Condor-opname bewijst dat het in werkelijkheid gaat om een complete gasschil, die bovendien wordt omgeven door een tweede, grotere gasschil. De nieuwe waarneming bevestigt het al bestaande vermoeden dat de binnenste schil meer dan 2000 jaar geleden is gevormd bij een explosie op het oppervlak van een witte dwergster. Bij deze explosie werd Z Cam, die doorgaans niet met het blote oog te zien is, tijdelijk zo helder, dat hij door Chinese astronomen kon worden opgetekend. (EE)
→ Condor Array Telescope Reveals a New World for Astrophysicists

13 maart 2024
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Kit Boyett van de Universiteit van Melbourne (Australië) heeft gedetailleerde waarnemingen gedaan van een van de vroegst bekende sterrenstelsels: Gz9p3. Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop ontdekten de astronomen dat Gz9p3 al miljarden sterren bevat en veel massarijker en volwassener is dan verwacht (Nature Astronomy, 7 maart). Nog maar een paar jaar geleden was Gz9p3 niet meer dan een nietig stipje in het beeldveld van de Hubble-ruimtetelescoop. Maar met Webb kunnen astronomen dit object nu gedetailleerd bestuderen zoals het er 510 miljoen jaar na de oerknal (ongeveer 13 miljard jaar geleden) uitzag. De resultaten suggereren dat, om deze omvang te bereiken, het stelsel zich veel sneller en efficiënter moet hebben ontwikkeld dan voor mogelijk werd gehouden. Gz9p3 is niet alleen groot en zwaar, maar zijn complexe vorm wijst er ook op dat het een van de vroegste samensmeltingen van sterrenstelsels betreft die ooit zijn waargenomen. En de Webb-opnamen laten zien dat de samensmelting nog niet is voltooid: er zijn nog steeds twee afzonderlijke componenten te zien. Met Webb hebben de astronomen ook het het licht van het sterrenstelsel uiteen kunnen rafelen tot een spectrum, net zoals een prisma wit zonlicht kan splitsen in de kleuren van de regenboog. De meeste onderzoeken naar zeer verre objecten als deze laten alleen zeer jonge sterren zien, omdat jongere sterren feller stralen en hun licht dus de opnamen domineert. Zo kan een jonge heldere populatie die is ontstaan door het samensmelten van sterrenstelsels een populatie van meer dan 100 miljoen jaar oude sterren compleet overstralen. Met behulp van spectroscopie kunnen de twee populaties van elkaar onderscheiden worden. Specifieke elementen in het spectrum (waaronder silicium, koolstof en ijzer) laten zien dat de oudere populatie het sterrenstelsel heeft verrijkt met allerlei chemische elementen. Niet alleen de omvang van de twee botsende sterrenstelsels is verrassend, maar ook de snelheid waarmee ze chemisch zo volwassen zijn geworden. De Webb-waarnemingen bewijzen dat er in de nasleep van de oerknal een efficiënte productie van sterren en zware elementen op gang is gekomen, die verband houdt met opeenvolgende samensmeltingen van sterrenstelsels. Hierdoor konden sterrenstelsels met miljarden sterren zich eerder vormen dan verwacht. Eenzame sterrenstelsels bouwen hun sterrenpopulaties ter plekke op met behulp van hun eindige gasvoorraden, maar dit groeiproces verloopt vaak vrij traag. Bij interacties met soortgenoten trekken sterrenstelsels nieuwe gasvoorraden aan die als grondstof voor snelle stervorming kunnen dienen. Samensmeltingen kunnen dit proces verder versnellen. (EE)
→ Detailed pictures of one of the first galaxies show growth in the early Universe was much faster than first thought

6 maart 2024
Een internationaal team van astronomen heeft met de Webb-ruimtetelescoop een sterrenstelsel ontdekt dat meer dan 13 miljard jaar geleden plotseling is gestopt met het vormen van nieuwe sterren. Daarmee is dit het oudste ‘dode’ sterrenstelsel dat ooit is waargenomen (Nature, 6 maart). De stervorming in het stelsel, dat de aanduiding JADES-GS-z7-01-QU heeft gekregen, kwam snel op gang, maar viel bijna net zo snel weer stil: ongebruikelijk voor een sterrenstelsel in de vroege geschiedenis van het heelal. Onduidelijk is nog of de huidige rust tijdelijk of permanent is, en waardoor de sterproductie is stilgevallen. Astronomen weten dat de vorming van nieuwe sterren in een sterrenstelsel om verschillende redenen kan stilvallen, bijvoorbeeld omdat er zó snel nieuwe sterren worden geproduceerd, dat de aanwezige gasvoorraad heel snel opraakt. Een andere mogelijkheid is dat een superzwaar zwart gat in het centrum van het stelsel een dermate hevige ‘wind’ produceert, dat het gas uit het sterrenstelsel wordt weggeblazen. In beide gevallen kunnen er – al dan niet tijdelijk – geen nieuwe sterren meer ontstaan. Aan de hand van gegevens van de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (Jades) hebben de astronomen vastgesteld dat de stervorming in dit specifieke stelsel ergens tussen de dertig en negentig miljoen jaar heeft geduurd. Maar tussen de tien en de twintig miljoen jaar vóór het moment waarop het door Webb werd waargenomen, stopte de stervorming abrupt. Astronomen hebben al eerder dode sterrenstelsels in het vroege heelal waargenomen, maar JADES-GS-z7-01-QU is het oudste tot nu toe: het werd slechts 700 miljoen jaar na de oerknal gevormd. Het stelsel is niet alleen heel oud, maar heeft ook een vrij geringe massa, ongeveer gelijk aan die van de Kleine Magelhaense Wolk – een dwergstelsel nabij ons Melkwegstelsel, dat overigens nog steeds nieuwe sterren aan het vormen is. De onderzoekers vermoeden dat dit sterrenstelsel, hoewel het er op het moment dat het is waargenomen dood uitziet, in de 13 miljard jaar sindsdien weer tot leven kan zijn gekomen en nieuwe sterren is gaan vormen. (EE)
→ Astronomers spot oldest ‘dead’ galaxy yet observed

29 februari 2024
Een internationaal onderzoeksteam heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, voor het eerst spectroscopische waarnemingen gedaan van de zwakste sterrenstelsels tijdens de eerst miljard jaar van het heelal (Nature, 28 februari). De waarnemingen lossen een vraagstuk op waar astronomen al lang mee worstelen: welke objecten hebben de reionisatie van het heelal veroorzaakt? Er is nog veel onduidelijk over de periode in de vroege geschiedenis van het heelal die bekendstaat als het tijdperk van reionisatie. Tot aan deze periode was het heelal gevuld met een dichte ‘mist’ van waterstofgas, waardoor de ruimte in duisternis was gehuld. Daar kwam pas verandering in toen de eerste sterren het hen omringende gas ioniseerden en hun licht zich ongehinderd kon voortplanten. Astronomen zijn al tientallen jaren bezig om bronnen van straling op te sporen die krachtig genoeg kunnen zijn geweest om de kosmische waterstofmist geleidelijk te doen optrekken. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen Webb gericht op de Abell 2744, een cluster van sterrenstelsels op ongeveer vier miljard lichtjaar van de aarde die ook wel Pandora’s Cluster wordt genoemd. Deze enorme samenscholing van sterrenstelsels vervormt het weefsel van de ruimte, waardoor zij als een enorme natuurlijke lens fungeert. Als gevolg daarvan vergroot en vervormt de lenscluster de beelden van verre sterrenstelsels. Dankzij dit zogeheten zwaartekrachtlenseffect konden de astronomen objecten onderzoeken die van ons uit gezien ver achter Abell staan. Daarbij hebben ze acht extreem zwakke sterrenstelsels ontdekt die normaal gesproken zelfs met de geavanceerde Webb-ruimtetelescoop niet waarneembaar zouden zijn geweest. Uit het onderzoek blijkt dat deze zwakke sterrenstelsels enorme veel ultraviolet licht uitzenden – vier keer zoveel als tot nu toe werd aangenomen. Dit betekent dat de meeste energierijke fotonen die het heelal hebben gereïoniseerd waarschijnlijk van dwergstelsels als deze afkomstig waren. Om tot deze conclusie te komen, heeft het team extreem gevoelige beeldgegevens van de Webb-ruimtetelescoop gecombineerd met opnamen die de ‘oude’ Hubble-ruimtetelescoop van Abell 2744 heeft gemaakt. Zo konden extreem zwakke kandidaat-sterrenstelsels uit het reionisatietijdperk worden geselecteerd. Vervolgens werden met de nabij-infraroodspectrograaf van Webb de spectra van deze stelsels vastgelegd. Het is voor het eerst dat astronomen een betrouwbare schatting hebben kunnen maken van hoe talrijk de dwergstelsels in het vroege heelal waren. De resultaten bevestigen dat ze het meest voorkomende soort sterrenstelsels waren. (EE)
→ Webb finds dwarf galaxies reionised the Universe

22 februari 2024
Astronomen die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop hebben een sterke aanwijzing gevonden dat er in het restant van supernova 1987A – de enige supernova van de afgelopen vierhonderd jaar die met het blote oog waarneembaar was – een zogeheten neutronenster is achtergebleven (Science, 22 februari). Een supernova is niets anders dan een ster die op spectaculaire wijze ontploft. In het geval van supernova 1987A ging het daarbij om een ster die minstens acht keer zoveel massa had als de zon. Dergelijke explosies zijn de belangrijkste bronnen van chemische elementen zoals koolstof, zuurstof en ijzer die leven mogelijk maken. Na de explosie blijft een klein compact object achter in de vorm van een neutronenster of een zwart gat. Hoewel supernova 1987A al meer dan dertig jaar wordt waargenomen, hebben astronomen het object dat na deze sterexplosie achterbleef niet rechtstreeks kunnen bekijken, omdat het (nog) verscholen zit een uitdijende wolk van gas en stof. Een internationaal onderzoeksteam geleid door de Zweedse astronoom Claes Fransson van de Universiteit van Stockholm en met inbreng van de Nederlandse astronoom Ewine van Dishoeck van de Sterrewacht Leiden, heeft het restant van supernova 1987A nu op infrarode golflengten waargenomen met de Webb-ruimtetelescoop, en daarbij de samenstelling van de puinwolk gemeten. Daarbij hebben de astronomen op de plaats van de explosie emissielijnen van sterk geïoniseerd argon- en zwavelgas kunnen aantonen. De aanwezigheid van deze sterk geïoniseerde gassen kan alleen worden verklaard als er een heldere bron van ultraviolette en röntgenstraling aanwezig is. Een zwart gat kan daar niet de oorzaak van zijn. De Webb-waarnemingen leveren daarmee het overtuigende bewijs dat na supernova 1987A een neutronenster is achtergebleven. Fransson en zijn team hebben twee verschillende scenario’s doorgerekend en daarbij vastgesteld dat argon- en zwavelatomen alleen kunnen zijn geïoniseerd door de ultraviolette en röntgenstraling van een neutronenster of eventueel door de ‘wind’ van energierijke deeltjes die door een snel rondtollende neutronenster wordt uitgestoten. In het het eerste geval zou het oppervlak van de ontstane neutronenster een temperatuur van ongeveer een miljoen graden moeten hebben, wat overigens al aanzienlijk minder heet is dan zijn ontstaanstemperatuur van 100 miljard graden, dertig jaar geleden. Om vast te stellen welk van beide scenario’s het juiste is, zullen vervolgwaarnemingen moeten worden gedaan met de ruimtetelescopen Webb en Hubble en telescopen op aarde. (EE)
→ Astronomers find first strong evidence of neutron star remnant of exploding star

19 februari 2024
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT), een heldere quasar opgespoord – de allerhelderste die ooit is waargenomen. Quasars zijn de heldere kernen van verre sterrenstelsels en worden van energie voorzien door superzware zwarte gaten. Het zwarte gat in deze recordbrekende quasar wordt per dag een zonsmassa zwaarder en is daarmee, voor zover bekend, ook het snelst groeiende zwarte gat dat we kennen (Nature Astronomy, 19 februari). Zwarte gaten die quasars aandrijven, verzamelen materie uit hun omgeving – een proces waarbij zoveel energie wordt opgewekt dat er enorme hoeveelheden licht vrijkomen. Zo veel zelfs dat quasars tot de helderste hemelobjecten behoren, en ook verre exemplaren zichtbaar zijn vanaf de aarde. In het algemeen geldt dat de helderste quasars worden aangedreven door de snelst groeiende superzware zwarte gaten. De nu ontdekte quasar, J0529-4351 genaamd, is zo ver van de aarde verwijderd dat zijn licht er meer dan 12 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Rond het zwarte gat dat hem van energie voorziet heeft zich een schijf van materie opgehoopt die 500 biljoen keer zo fel straalt als onze zon. Met een middellijn van zeven lichtjaar is deze schijf misschien wel de grootste accretieschijf in het heelal. Dat de heldere quasar pas nu is ontdekt, is opmerkelijk, maar niet onverklaarbaar. Voor het opsporen van quasars moeten grote stukken hemel worden afgespeurd. De resulterende databestanden zijn dermate groot dat onderzoekers vaak gebruik maken van machine-learning-modellen om quasars van andere hemelobjecten te onderscheiden. Maar deze modellen worden ‘getraind’ met bestaande gegevens, waardoor ze kandidaten afleveren die op al bekende objecten lijken. Als een nieuwe quasar helderder is dan alle andere quasars die zijn waargenomen, kan het computerprogramma deze simpelweg als een relatief nabije ster beschouwen. En dat is precies wat nu is gebeurd. In feite was J0529-4351 al op foto’s uit 1980 te zien, maar bij een geautomatiseerde analyse van gegevens werd hij ‘afgewezen’, omdat hij te helder zou zijn voor een quasar. Recente waarnemingen met de VLT hebben echter duidelijk gemaakt dat het wel degelijk een quasar is. (EE)
→ Helderste en snelstgroeiende: astronomen ontdekken recordbrekende quasar

15 februari 2024
Ons begrip van het ontstaan van sterrenstelsels en de aard van de donkere materie zou wel eens volledig op zijn kop kunnen komen te staan na nieuwe waarnemingen van een populatie van sterren, van meer dan 11 miljard jaar geleden, die omvangrijker is dan ons Melkwegstelsel en eigenlijk niet zou mogen bestaan. Tot die conclusie komt een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Karl Glazebrook van Swinburne University of Technology in Australië (Nature, 14 februari). De bevindingen van de astronomen zijn gebaseerd op nieuwe spectroscopische gegevens van de Webb-ruimtetelescoop. Deze laten zien dat een groot sterrenstelsel in het vroege heelal, dat we waarnemen zoals het er 11,5 miljard jaar geleden uitzag, een extreem oude populatie van sterren heeft die nog eens 1,5 miljard eerder is gevormd. Dat lijkt onmogelijk, omdat er op dat moment nog niet genoeg donkere materie was samengeklonterd om de vorming van deze sterren mogelijk te maken. Het team van Glazebrook was al zeven jaar op ‘jacht’ naar dit specifieke sterrenstelsel, en heeft het urenlang bekeken met de twee grootste telescopen op aarde (de Keck-telescoop op Hawaï en de Europese Very Large Telescope in Chili) om erachter te komen hoe oud het was. Maar het was te zwak om zinnige metingen te kunnen doen. Webb is de eerste telescoop die de aard van het stelsel heeft kunnen bevestigen. De bestaande theorieën over de vorming van sterrenstelsels voorspellen dat het aantal zware sterrenstelsels sterk afneemt naarmate je dieper het heelal in kijkt. Maar inmiddels zijn al extreem zware, rustige sterrenstelsels waargenomen op één tot twee miljard jaar na de oerknal. En dat zet de huidige theoretische modellen op losse schroeven. De hamvraag is nu hoe zich zo vroeg in de geschiedenis van het heelal sterrenstelsels hebben kunnen vormen, en welke raadselachtige mechanismen ervoor hebben gezorgd dat het stervormingsproces stopte, terwijl het elders in het heelal gewoon doorging. Ook is nog onduidelijk hoe talrijk deze vroege sterrenstelsels zijn. Verdere waarnemingen zullen dit moeten uitwijzen.
→ ‘Beyond what’s possible’: new JWST observations unearth mysterious ancient galaxies

14 februari 2024
Wat is de oorzaak van de snelle radioflitsen – korte, maar intense uitbarstingen van radiostraling die de afgelopen jaren zijn waargenomen? Astronomen zijn mogelijk een stap dichter bij het antwoord op deze vraag gekomen. Met behulp van twee röntgentelescopen in de ruimte hebben ze ingezoomd op het grillige gedrag van een magnetar – het snel rondtollende, compacte restant van een uitgedoofde ster – kort vóór en ná dat deze zo’n radioflits produceerde (Nature, 14 februari). Hoewel ze slechts een fractie van een seconde duren, komt bij snelle radioflitsen ongeveer net zoveel energie vrij als onze zon in een jaar produceert. Maar omdat ze zo kort duren, laat zich doorgaans maar moeilijk vaststellen waar de radioflitsen precies vandaan komen. Tot 2020 bevonden de enige radioflitsen waarvan de bron kon worden herleid zich buiten ons Melkwegstelsel – te ver weg om te kunnen vaststellen door welk soort object ze waren uitgestoten. Maar toen er uiteindelijk dan toch eentje binnen het Melkwegstelsel werd waargenomen, bleek die afkomstig van een magnetar. In oktober 2021 produceerde dezelfde magnetar, met de aanduiding SGR 1935+2154, opnieuw een snelle radioflits. En deze werd gedetailleerd bekeken door NASA-satelliet NuSTAR en het NICER-instrument aan boord van het internationale ruimtestation ISS. De beide röntgentelescopen namen de magnetar uren achtereen waar, en vingen zo een glimp op van wat zich op het oppervlak van dit object afspeelde. De waarnemingen laten zien dat de radioflits plaatsvond tussen twee ‘schokken’ waarbij de magnetar plotseling sneller begon te draaien. SGR 1935+2154 is naar schatting ongeveer achttien kilometer groot en tolt ongeveer 3,2 keer per seconde om zijn as. Het versnellen of afremmen van deze draaiing kost enorm veel energie. De onderzoekers waren dan ook verrast om te zien dat de magnetar tussen beide schokken binnen enkele uren afremde tot minder dan zijn oorspronkelijke draaisnelheid. Normaal gesproken duurt dit proces weken tot maanden. Er gebeuren dus duidelijk dingen met deze objecten op veel kortere tijdschalen dan tot nu toe werd aangenomen. En het vermoeden bestaat dat er een verband is met de manier waarop snelle radioflitsen worden opgewekt. Op basis van deze ene waarneming kan echter nog niet precies worden vastgesteld welke factoren daarbij een rol spelen. Een van de mogelijkheden is dat bij de eerste schok een barst in het oppervlak van de magnetar is ontstaan, waardoor materiaal uit het inwendige van het object kon ontsnappen. Door massaverlies gaan rondtollende objecten langzamer draaien, en dat zou de sterke afremming van SGR 1935+2154 kunnen verklaren. Maar het laatste woord is hier nog niet over gezegd. (EE)
→ NASA Telescopes Find New Clues About Mysterious Deep Space Signals

9 februari 2024
De ruimte tussen de sterren bevat grote hoeveelheden stof – moleculen die zijn samengeklonterd tot kleine vaste deeltjes. Maar waar dit stof precies vandaan komt, is niet altijd even duidelijk. Een internationaal team van astronomen uit onder meer China, de VS, en Chili heeft nu echter een belangrijke nieuwe bron van kosmisch stof opgespoord: de botsing van de schokgolf van een supernova van Type Ia met gas in zijn omgeving (Nature Astronomy, 9 februari). Dat supernova’s een rol spelen bij de productie van stof was al bekend, maar tot nu toe was dit alleen bij supernova’s van type II geconstateerd – supernova’s die ontstaan wanneer de kern van een zware ster ineenstort en vervolgens explodeert. Explosies van dit type treden echter niet op in zogeheten elliptische sterrenstelsels, terwijl deze wél kosmisch stof bevatten. Het nieuwe onderzoek laat zien dat het stof in deze sterrenstelsels voor een groot deel afkomstig kan zijn van supernova’s van Type Ia: de explosies van witte dwergsterren die materie van een begeleidende normale ster hebben afgesnoept. De astronomen leiden dit af uit waarnemingen van een supernova met de aanduiding SN 2018evt, die in de loop van drie jaar zijn gedaan met diverse telescopen in de ruimte en op aarde. Daarbij hebben ze ontdekt dat de schokgolf van de supernova op materiaal is gestuit dat eerder door een of beide sterren in het dubbelstersysteem werd afgestoten. Tijdens hun waarnemingen merkten de onderzoekers namelijk op dat de supernova op zichtbare golflengten aanzienlijk zwakker werd, terwijl hij in het infrarood juist helderder begon te gloeien. Dit was een duidelijk teken dat er stof vrijkwam bij de botsing tussen de schokgolf van de supernova en het circumstellaire gas. De waarnemingen wijzen erop dat bij deze ene supernova-explosie ongeveer een honderdste zonsmassa aan stof is geproduceerd. Dit lijkt niet zo veel, maar naarmate het restant van de supernova afkoelt kan de hoeveelheid stof nog met een factor tien toenemen. En daarmee zouden supernova’s van type Ia weleens de belangrijkste leveranciers van stof in elliptische sterrenstelsels kunnen zijn. (EE)
→ Researchers discover cosmic dust storms from Type Ia supernova

2 februari 2024
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Tim Carleton van Arizona State University (VS), heeft een ‘rustig’ dwergsterrenstelsel ontdekt dat opdook op beelden van de Webb-ruimtetelescoop die voor een ander doel waren gemaakt (The Astrophysical Journal Letters, 31 januari). Sterrenstelsels zijn grote verzamelingen van sterren, gaswolken en donkere materie die door de zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Dwergstelsels – de meest voorkomende sterrenstelsels in het heelal – zijn per definitie klein en niet erg helder. Ze bevatten minder dan 100 miljoen sterren, terwijl ons Melkwegstelsel bijvoorbeeld bijna 200 miljard sterren telt. Het nu door Carleton en collega’s opgespoorde dwergstelsel werd vastgelegd bij een verkenning van een cluster van sterrenstelsels, die het PEARLS-project heet. Om die reden heeft het dwergstelsel, dat zich net buiten het eigenlijke zoekgebied bevond, de ‘naam’ PEARLSDG gekregen.  PEARLSDG heeft niet de gebruikelijke kenmerken van een dwergsterrenstelsel. Het stelsel staat niet onder invloed van een naburig sterrenstelsel en vormt ook geen nieuwe sterren. Het behoort daarmee tot de ‘eenzame, rustige sterrenstelsels’ – een klasse van zeer zeldzame dwergstelsels. Tot nu toe dachten astronomen dat zo’n geïsoleerd sterrenstelsel ofwel sterren zou blijven vormen, ofwel interacties zou aangaan met een groter begeleidend sterrenstelsel. Maar deze theorie is niet van toepassing op PEARLSDG, die geen nieuwe sterren vormt én alleenstaand is. Ook verrassend is dat op de Webb-opnamen afzonderlijke sterren te zien zijn. Aan de hand van de helderheid van deze sterren hebben de astronomen kunnen vaststellen dat PEARLSDG ongeveer 98 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. Daarmee is het een van de verste sterrenstelsels waarin individuele sterren kunnen worden onderscheiden. De ontdekking verandert het beeld dat astronomen van het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels hebben. Zo lijkt het aannemelijk dat  ‘rustige dwergsterrenstelsels’ niet zo schaars zijn als verondersteld. (EE)
→ Team of astronomers led by ASU scientist discovers galaxy that shouldn’t exist

1 februari 2024
Een team van onderzoekers van verschillende Japanse universiteiten heeft ontdekt dat quasars inderdaad een sterke uitstroom van gas kunnen produceren die de stervorming in het sterrenstelsel waar zij deel van uitmaken afremt. De ontdekking is gebaseerd op waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili (The Astrophysical Journal, 1 februari). Een quasar is een compact object dat zijn energie ontleent aan een superzwaar zwart gat in het centrum van een groot sterrenstelsel. Quasars zijn uitermate helder en staan extreem ver weg. Door hun afstand en helderheid bieden ze een kijkje in de omstandigheden van het vroege heelal, toen dit nog geen miljard jaar oud was. Theoretisch onderzoek suggereert dat uitstromen van moleculair gas een belangrijke rol spelen bij de vorming en evolutie van sterrenstelsels, omdat ze het stervormingsproces kunnen beïnvloeden. En dat de zeer energierijke quasars weleens heel krachtige uitstromen zouden kunnen produceren, werd al verwacht. Moleculair gas is van vitaal belang voor de vorming van sterren. Een hoge concentratie van moleculair gas in een sterrenstelsel kan dus leiden tot de vorming van grote aantallen sterren. Maar door gas sneller de intergalactische ruimte in te blazen dan dat het voor stervorming kan worden gebruikt, weten moleculaire uitstromen de vorming van sterren in sterrenstelsels waarin quasars schuilgaan sterk af te remmen. De quasar die de onderzoekers hebben waargenomen, J2054-0005, is een van de helderste in het verre heelal. Om te zien of hij inderdaad een krachtige uitstroom van moleculair gas produceert, heeft het team hem bekeken met ALMA. Met dit instrument kon het uitstromende gas niet rechtstreeks worden gedetecteerd, maar de astronomen constateerden wel dat de intense straling van de heldere quasar door uitstromend gas wordt geabsorbeerd. (EE)
→ Gas on the run – ALMA spots the shadow of a molecular outflow from a quasar when the Universe was less than one billion years old

30 januari 2024
Overal aan de hemel zijn zwarte gaten te vinden die sterren verscheuren – als je maar weet hoe je ze moet opsporen. Dat is de conclusie van nieuw onderzoek door wetenschappers van het MIT, die achttien nieuwe tidal disruption events of TDE’s hebben ontdekt – kosmische gebeurtenissen waarbij een ster onder invloed van de getijdenkracht van een nabij zwart aan flarden wordt getrokken (The Astrophysical Journal, 29 januari). De onderzoekers ontdekten deze tot nu toe ‘verborgen’ gebeurtenissen door op een ongebruikelijke golflengte te kijken: het infrarood. Naast uitbarstingen van zichtbaar licht en röntgenstraling kunnen TDE's ook infraroodstraling produceren, met name in stofrijke sterrenstelsels, waarin een centraal zwart gat omgeven is door galactisch puin. Het vele stof in deze sterrenstelsels absorbeert zichtbaar licht en röntgenstraling normaal gesproken, maar tijdens een TDE wordt het stof ook opgewarmd, waardoor het waarneembaar wordt in het infrarood. Ook infraroodstraling kan dus een aanwijzing zijn voor een TDE. Door in het infrarood te kijken, is het MIT-team er nu in geslaagd om TDE’s op te sporen in sterrenstelsels waarin zulke gebeurtenissen tot nu toe verborgen bleven. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van archiefwaarnemingen van NASA-satelliet NEOWISE, die de hemel afspeurt op korte uitbarstingen van infraroodstraling. Nadat ze andere mogelijke oorzaken van zulke uitbarstingen hadden uitgesloten, zoals actieve galactische kernen en supernova-explosies, hielden ze achttien echte TDE-signalen over – een scherpe infraroodpiek, gevolgd door een geleidelijke dip, die een afspiegeling is van het proces waarbij een zwart gat dat een ster verscheurt het stof in de omgeving plotseling verhit tot ongeveer duizend graden, waarna het geleidelijk afkoelt. De onderzoekers onderzochten vervolgens de sterrenstelsels waarin de verschillende TDE’s optraden. Daarbij stelden ze vast dat ze in stelsels van uiteenlopende aard hadden plaatsgevonden. Vóór dit onderzoek hadden astronomen TDE’s voornamelijk waargenomen in sterrenstelsels waarin eerder een ‘starburst’ – een grote geboortegolf had plaatsgevonden, maar die sindsdien tot rust zijn gekomen. Het toeval wil dat deze stelsels ook relatief stofarm zijn, waardoor een TDE gemakkelijker te detecteren is. De nieuwe resultaten laten nu zien dat TDE’s in allerlei soorten sterrenstelsels optreden, niet alleen in voormalige starburst-stelsels. De achttien nieuwe ontdekkingen maken het ook mogelijk om een schatting te maken van hoe vaak er in een bepaald sterrenstelsel TDE’s optreden. Volgens de astronomen gebeurt dat ongeveer eens in de vijftigduizend jaar. (EE)
→ Astronomers spot 18 black holes gobbling up nearby stars

29 januari 2024
Astronomen hebben voor het eerst een directe meting gedaan van de massa van een zwart gat dat zo ver weg staat, dat het licht uit zijn omgeving er 11 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Het onderzoeksteam, onder leiding van Taro Shimizu van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Duitsland, heeft vastgesteld dat het zwarte gat, met de aanduiding J0920, ongeveer 320 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon (Nature, 29 januari). Om directe metingen te doen van de massa van een zwart gat, gebruiken astronomen telescopen waarmee de bewegingen van het gas en de sterren die daaromheen draaien kunnen worden gevolgd. Hoe sneller ze bewegen, des te meer materie bevindt zich binnen hun omloopbaan. Deze techniek is al gebruikt om de massa’s van nabije zwarte gaten te meten, waaronder dat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Maar op zeer grote afstanden is deze beweging heel moeilijk waarneembaar. Hierdoor waren vergelijkbare directe metingen van de massa’s van verre zwarte gaten tot nu toe niet mogelijk. De directe meting van de massa van J0920 is te danken aan ‘GRAVITY+’– een reeks upgrades van ESO’s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) en diens GRAVITY-instrument die nog gaande is. De verbeteringen hebben astronomen in staat gesteld om het zwakke, verre gas rond het zwarte gat nauwkeuriger dan ooit te waar te nemen. De nauwkeurige meting van de massa van J0920 is een eerste stap op weg naar een beter begrip van de manier waarop zwarte gaten en sterrenstelsels zijn gegroeid toen het heelal nog maar een paar miljard jaar oud was. De massabepaling wijst erop dat het zwarte gat in dit sterrenstelsel ongeveer vier keer zo licht is als op grond van de massa van het omringende sterrenstelsel verwacht zou mogen worden. Dit doet vermoeden dat het zwarte gat minder snel is gegroeid dan het sterrenstelsel waar het deel van uitmaakt. (EE)
→ Massabepaling van ver zwart gat bevestigt het potentieel van GRAVITY+

18 januari 2024
De helderheidspiek van de ring om het superzware zwarte gat van M87 is in een jaar tijd 30 graden tegen de klok in verschoven. Dat blijkt uit nieuwe beelden die het consortium van de Event Horizon Telescope heeft vrijgegeven. Het samenwerkingsverband van de Event Horizon Telescope (EHT), met bijdragen van Nederlandse sterrenkundigen, heeft nieuwe beelden getoond van M87*, het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel Messier 87, met behulp van gegevens van waarnemingen uit april 2018. Dankzij de deelname van de onlangs in gebruik genomen Greenland Telescope en een drastisch verbeterde opnamesnelheid over de hele reeks telescopen, geven de waarnemingen van 2018 een onafhankelijke bevestiging van de eerste waarnemingen in 2017. In een recent artikel in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics zijn nieuwe beelden van de gegevens van 2018 gepresenteerd. Ze laten de bekende ring zien van dezelfde grootte als de ring die in 2017 is waargenomen. Deze heldere ring omringt een diepe centrale depressie, ‘de schaduw van het zwarte gat’, zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie. Dat de ring ongeveer 30 graden is verschoven ten opzichte van de beelden uit 2017 is in overeenstemming met het theoretische begrip van de variabiliteit van turbulent materiaal rond zwarte gaten. 
→ Volledig persbericht

18 januari 2024
Astronomen die opnamen van de Webb-ruimtetelescoop analyseren, hebben ontdekt dat sterrenstelsels in het vroege heelal vaak plat en langwerpig zijn, zoals surfplanken en zwemnoedels, en maar zelden rond, zoals volleyballen of frisbees. Dat is opvallend, want dichter bij huis zijn zulke vormen zeldzaam. De onderzoekers hebben zich, in het kader van de zogeheten Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), gebogen over een reeks nabij-infraroodopnamen van Webb, die een groot hemelgebied bestrijken. Daar hebben ze sterrenstelsels uitgepikt die bestonden toen het heelal naar schatting 600 miljoen tot 6 miljard jaar oud was. De ‘volleyballen’, oftewel bolvormige sterrenstelsels, lijken het meest compacte type en werden het minst vaak gezien. De ‘frisbees’ bleken even groot te zijn als de verre surfplank- en zwemnoedelvormige sterrenstelsels, maar komen in het nabije heelal vaker voor. In welke categorie ons Melkwegstelsel zou vallen als we de klok miljarden jaren terug konden draaien? Volgens teamlid Haowen Zhang, promovendus aan de Universiteit van Arizona in Tucson (VS), zou het nog het meest weghebben van een surfplank. De verre sterrenstelsels hebben veel minder massa dan nabije spiraalstelsels en elliptische stelsels. Het zijn voorlopers van zware sterrenstelsels zoals onze Melkweg. Dit komt doordat sterrenstelsels in het vroege heelal veel minder tijd hebben gehad om te groeien. Eerder had de Hubble-ruimtetelescoop al een overmaat aan langgerekte sterrenstelsels in het vroege heelal aangetoond. Maar onderzoekers vroegen zich af of er meer details te zien zouden zijn in het infrarood. Webb heeft nu aangetoond dat Hubble geen opvallende kenmerken heeft gemist in de sterrenstelsels die ze beide hebben waargenomen. Wel heeft Webb veel meer verre sterrenstelsels met vergelijkbare vormen weten op te sporen. (EE)
→ Webb Shows Many Early Galaxies Looked Like Pool Noodles, Surfboards

17 januari 2024
Onderzoekers hebben het oudste zwarte gat ontdekt dat ooit is waargenomen. Het dateert van 400 miljoen jaar na de oerknal, meer dan 13 miljard jaar geleden, en ‘eet’ zijn moederstelsel van binnenuit op. Bij hun ontdekking heeft het internationale team, onder leiding van Roberto Maiolino van de Universiteit van Cambridge (VK), gebruik gemaakt van de Webb-ruimtetelescoop (Nature, 17 januari). Dat dit verrassend zware zwarte gat - een paar miljoen keer de massa van onze zon - zo vroeg in het heelal bestaat, staat op gespannen voet met de bestaande inzichten over de wijze waarop zwarte gaten ontstaan en groeien. Astronomen denken dat de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel er miljarden jaren over hebben gedaan om hun huidige omvang te bereiken. Maar de grootte van dit pas ontdekte zwarte gat suggereert dat ze ook op andere manieren kunnen ontstaan: ze kunnen ‘groot geboren’ worden of dermate gulzig zijn dat ze materie opslokken in een tempo dat vijf keer hoger ligt dan tot nu toe voor mogelijk werd gehouden. Volgens de meest gangbare modellen ontstaan superzware zwarte gaten uit de overblijfselen van dode sterren, die in elkaar storten en daarbij een zwart gat kunnen vormen dat ongeveer honderd keer zoveel massa heeft als onze zon. Als het nu ontdekte zwarte gat volgens verwachting is gegroeid, moet het er ongeveer een miljard jaar over hebben gedaan om zijn waargenomen grootte te bereiken. Maar het heelal was op het moment dat dit zwarte gat wordt gedetecteerd lang geen miljard jaar oud. Net als alle zwarte gaten slokt het jonge zwarte gat materie op van het hem omringende sterrenstelsel, dat de aanduiding GB-z11 heeft gekregen. Zwarte gaten zijn niet rechtstreeks waarneembaar, maar kunnen door de opvallende gloed van de om hen heen draaiende accretieschijf toch worden gedetecteerd. Het gas in deze schijf wordt extreem heet en is daardoor een bron van energierijke straling. GN-z11 is een compact sterrenstelsel, ongeveer honderd keer kleiner dan de Melkweg, maar het zwarte gat schaadt waarschijnlijk zijn ontwikkeling. Wanneer zwarte gaten te veel gas verbruiken, produceren ze een ultrasnelle ‘wind’, die veel van het omringende gas wegblaast. Hierdoor kan het stervormingsproces zo ster worden afgeremd dat het sterrenstelsel – en uiteindelijk ook het zwarte gat – langzaam ‘sterft’. (EE)
→ Astronomers detect oldest black hole ever observed

12 januari 2024
Onderzoekers van NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, hebben röntgenactiviteit ontdekt die licht werpt op de evolutie van sterrenstelsels. De röntgenstraling markeert reusachtige wolken van koud gas in het relatief nabije spiraalstelsel NGC 4945. Het gas lijkt zo’n 5 miljoen jaar geleden te zijn weggeblazen na een uitbarsting van het centrale superzware zwarte gat van het stelsel. NGC 4945 is een actief sterrenstelsel op ongeveer 13 miljoen lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Centaurus. Een actief sterrenstelsel heeft een ongewoon helder centrum dat wordt aangedreven door een superzwaar zwart gat dat een omringende schijf van gas en stof verhit door middel van de zwaartekracht en wrijvingskrachten. Het zwarte gat slokt het omliggende materiaal geleidelijk op, waardoor fluctuaties in het door de schijf uitgezonden licht ontstaan. Zoals bij de meeste actieve sterrenstelsels zijn het zwarte gat en de schijf van NGC 4945 gehuld in een dichte wolk stof die een deel van dat licht tegenhoudt. NGC 4945 is ook een zogeheten starburst-stelsel, wat betekent dat het veel sneller sterren vormt dan onze Melkweg. Wetenschappers schatten het jaarlijks achttien sterren met de massa van onze zon produceert. Zo’n ‘stellaire geboortegolf’ duurt tussen de 10 en 100 miljoen jaar en eindigt pas als het materiaal om nieuwe sterren te maken opraakt. Een onderzoeksteam onder leiding van Kimberly Weaver van het Goddard Space Flight Center heeft NGC 4945 bekeken met de ruimtetelescopen Chandra (VS) en XMM-Newton (Europa). In hun gegevens zagen ze de zogeheten K-alfalijn van ijzer. Deze lijn ontstaat wanneer zeer energierijk röntgenlicht van de schijf van het zwarte gat op koud gas elders in het sterrenstelsel stuit. De ijzerlijn is vaker te zien in actieve sterrenstelsels, maar tot nu toe dachten wetenschappers dat dit zich beperkte tot de naaste omgeving van het centrale zwarte gat. Weaver en haar collega’s denken dat het waargenomen röntgenlicht is getriggerd door een jet van energierijke deeltjes die afkomstig was van het centrale zwarte gat. Deze jet dreef een enorm krachtige wind aan die nog steeds koud gas door het sterrenstelsel blaast. Mogelijk was dit zelfs de oorzaak van de recente starburst. (EE)
→ NASA Scientists Discover a Novel Galactic ‘Fossil’

11 januari 2024
Karen O'Neil, senior-wetenschapper van de Green Bank-radiosterrenwacht (VS), heeft tijdens een onderzoek naar waterstofgas in zogeheten LSB-stelsels – sterrenstelsels met een lage oppervlaktehelderheid – een bijzondere ontdekking gedaan, die eerder deze week is gepresenteerd tijdens een persconferentie op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomy Society. Bij dit onderzoek zijn 350 unieke sterrenstelsels bestudeerd met enkele van de grootste radiotelescopen op aarde, waaronder de Green Bank Telescope (GBT), de (inmiddels ontmantelde) Arecibo-radioschotel, en de Nançay-radiotelescoop in Frankrijk. Het doel was om de hoeveelheid gas in deze uiterst diffuse sterrenstelsels te bepalen. Het diffuse karakter van de LSB-stelsels vormt een uitdaging voor de bestaande theorieën over de vorming van sterren en sterrenstelsels. Door hun eigenschappen te bestuderen hopen astronomen meer te weten te komen over het ontstaan van andere sterrenstelsels, zoals onze eigen Melkweg. Tijdens dit onderzoek stuitte O’Neil op een discrepantie tussen de gegevens van Nançay en Green Bank. Deze laatste was per ongeluk op de verkeerde hemelcoördinaten gericht, en heeft daarbij een sterrenstelsel gedetecteerd dat geheel uit gas bestaat – het bevat geen waarneembare sterren. Het stelsel, dat de aanduiding J0613+52 heeft gekregen, verschilt sterk van eerder waargenomen LSB-stelsels. Het bevat ongelooflijk veel gas, maar vertoont geen tekenen van stervorming. Het is ook te ver verwijderd van andere sterrenstelsels om, bij een onderlinge ontmoeting, het gas zodanig in beroering te brengen dat er stervorming op gang kan komen. Volgens O'Neil zou het weleens de eerste ontdekking kunnen zijn van een nabij sterrenstelsel dat uit oergas bestaat. Voor het overige is er nog veel onduidelijk over J0613+52. Lang belichte optische opnamen op verschillende golflengten zouden meer inzicht kunnen geven in de ware aard van het sterrenstelsel, maar door zijn geringe gasdichtheid is het uiterst moeilijk waarneembaar op golflengten buiten het radiodomein. (EE)
→ Astronomers Accidentally Discover Dark Primordial Galaxy

10 januari 2024
Astronomen hebben een direct verband gevonden tussen de explosieve dood van zware sterren en de vorming van de meest compacte en raadselachtige objecten in het heelal – zwarte gaten en neutronensterren. Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) en de New Technology Telescope (NTT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben twee teams de nasleep van een supernova-explosie in een nabijgelegen sterrenstelsel kunnen waarnemen, en bewijs gevonden voor het mysterieuze compacte object dat daarbij achterbleef (Nature, 10 januari). Wanneer zware sterren het einde van hun leven bereiken, storten ze onder hun eigen zwaartekracht zo snel in dat er een enorme explosie volgt die bekendstaat als een supernova. Astronomen denken dat na de hectiek van de explosie de kern – het meest compacte restant van de ster – overblijft. Afhankelijk van hoeveel massa de ster had, zal dit ultra-dichte overblijfsel een neutronenster zijn – een object dat zo’n hoge dichtheid heeft dat een theelepel van zijn materiaal hier op aarde ongeveer een biljoen kilogram zou wegen – of een zwart gat – een object waaruit niets, zelfs geen licht, kan ontsnappen. In het verleden zijn al veel aanwijzingen gevonden die op deze keten van gebeurtenissen duiden, zoals de ontdekking van een neutronenster in de Krabnevel, een wolk van gas die is achtergebleven na de explosie van een ster, bijna duizend jaar geleden. Maar astronomen hadden dit proces nooit in het echt zien gebeuren. De onderzoekers hadden de mazzel dat de Zuid-Afrikaanse amateur-astronoom Berto Monard in mei 2022 supernova SN 2022jli ontdekte in de spiraalarm van het sterrenstelsel NGC 157, dat slechts 75 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. Twee afzonderlijke onderzoeksteams richtten hun aandacht op de nasleep van deze explosie en ontdekten dat deze uniek gedrag vertoonde: zijn helderheid gaat ongeveer om de twaalf dagen op en neer. De astronomen denken dat dit gedrag verklaarbaar is als er bij het SN 2022jli-systeem meer dan één ster betrokken is. Het is namelijk niet ongebruikelijk dat een zware ster een andere ster als begeleider heeft en daarmee een ‘dubbelster’ vormt. De ster die SN 2022jli veroorzaakte was daarop geen uitzondering. Opmerkelijk aan dit systeem is echter dat de begeleidende ster de gewelddadige dood van zijn partner lijkt te hebben overleefd, en dat de twee objecten – het compacte restant en de begeleider – waarschijnlijk om elkaar heen zijn blijven draaien. De twee teams zijn het er in grote lijnen over eens dat toen de begeleidende ster in aanraking kwam met het materiaal dat tijdens de supernova-explosie werd uitgestoten, zijn waterstofrijke atmosfeer verder opzwol dan normaal. Vervolgens slokte het compacte object elke keer dat het door de atmosfeer van de begeleider trok wat van diens waterstofgas op, waardoor het een schijf van hete materie om zich heen verzamelde. Bij dit periodiek optredende accretieproces kwam veel energie vrij, die tijdens de waarnemingen tot uiting kwam in regelmatige helderheidsveranderingen. Hoewel de teams geen licht hebben kunnen waarnemen dat afkomstig was van het compacte object zelf, komen ze tot de conclusie dat alleen een onzichtbare neutronenster, of misschien een zwart gat, verantwoordelijk kan zijn geweest voor het opzuigen van gas uit de opgezwollen atmosfeer van de begeleidende ster. (EE)
→ Volledig persbericht

10 januari 2024
Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop hebben astronomen ontdekt dat de superzware zwarte gaten in de centra van vroege sterrenstelsels veel zwaarder zijn dan verwacht. In nabije, volgroeide sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel, is de totale massa aan sterren veel groter – ongeveer een factor 1000 – dan de massa van het grote zwarte gat in het centrum van het stelsel. In de recent ontdekte verre sterrenstelsels is die verhouding veel kleiner: in sommige gevallen is de massa van het zwarte gat zelfs gelijk aan de totale stellaire massa. Voor het nieuwe onderzoek voerde een team van astronomen onder leiding van Fabio Pacucci van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) een statistische analyse uit van een selectie van 21 sterrenstelsels, op afstanden van ongeveer 12 tot 13 miljard lichtjaar, die met Webb zijn waargenomen. Deze 21 sterrenstelsels hebben een centraal zwart gat met een massa die naar schatting tientallen of honderden miljoenen keren zo groot is als die van onze zon – nog steeds superzwaar, maar relatief licht in vergelijking met de zwarte gaten van miljarden zonsmassa’s die de meeste quasars aandrijven. Een nauwkeurige schatting van de massaverhouding zou meer inzicht kunnen geven in hoe de voorlopers van de zwarte gaten – hun ‘oerkiemen’ – zijn ontstaan. Lichte oerkiemen hadden relatief weinig massa: ongeveer 100 tot 1000 keer de massa van onze zon. Het zouden overblijfselen zijn van de allereerste kolossale sterren in het heelal. Zware oerkiemen zouden zijn begonnen met 10.000 tot 100.000 zonsmassa’s. Deze kunnen zijn ontstaan uit enorme gaswolken die onder invloed van hun eigen zwaartekracht zijn ineengestort. De steeds zwaardere superzware zwarte gaten die het team de afgelopen twintig jaar op steeds grotere afstanden hebben ontdekt, doen vermoeden dat het scenario met de zware oerkiemen het meest waarschijnlijke is. Berekeningen en computersimulaties van dit scenario voorspellen namelijk dat zwarte gaten ruwweg net zoveel of zelfs meer massa moeten hebben dan de stellaire component van de jonge sterrenstelsels waar ze deel van uitmaken. Hoe deze sterrenstelsels vervolgens vorm kregen en zich rond de oerkiemen van deze zwarte gaten ontwikkelden blijft echter onduidelijk. (EE)

9 januari 2024
In de zomer van 2022 ontdekten astronomen de krachtigste en verst verwijderde snelle radioflits die ooit is waargenomen. Een team van astronomen onder leiding van Alexa Gordon van de Northwestern University (VS) heeft nu de oorsprong ervan weten te achterhalen: een groepje van zeven onderling wisselwerkende sterrenstelsels die mogelijk bezig zijn om met elkaar te fuseren. Zulke opeenhopingen van sterrenstelsels zijn zeldzaam. Het nieuwe resultaat is vandaag gepresenteerd tijdens de 243e bijeenkomst van de American Astronomical Society in New Orleans (VS). Snelle radioflitsen zijn korte, maar krachtige uitbarstingen van radiostraling waarbij meer energie vrijkomt dan onze zon in een heel jaar produceert. En de recordbrekende snelle radioflits, met de aanduiding FRB 20220610A, was nog extremer dan zijn voorgangers. Hij was niet alleen viermaal zo energierijk, maar speelde zich ook op grote afstand af. Op het moment dat FRB 20220610A ontstond, was het heelal slechts 5 miljard jaar oud. Ter vergelijking: nu is het heelal 13,8 miljard jaar oud. In eerste instantie dachten astronomen dat de radioflits afkomstig was van een enkel, onregelmatig gevormd sterrenstelsel of een groepje van drie verre sterrenstelsels. Maar de scherpe Hubble-opnamen suggereren nu dat de verre vormeloze ‘blob’ uit minstens zeven sterrenstelsels bestaat die ongelooflijk dicht bij elkaar staan. Zo dicht bij elkaar zelfs, dat ze allemaal binnen ons eigen Melkwegstelsel zouden passen. Dat doet vermoeden dat ze bezig zijn om samen te smelten. Hoewel astronomen sinds de eerste ontdekking in 2007 al bijna duizend snelle radioflitsen hebben waargenomen, staat nog steeds niet helemaal vast hoe ze ontstaan. Wel zijn astronomen het erover eens dat bij zo’n snelle radioflits een compact object betrokken moet zijn, zoals een zwart gat of neutronenster. (EE)
→ ‘Blob-like’ home of farthest-known fast radio burst is collection of seven galaxies

2 januari 2024
Nieuw onderzoek laat zien dat de Kleine Magelhaense Wolk – een kleine buur van ons Melkwegstelsel – niet één sterrenstelsel is, maar uit twee sterrenstelsels bestaat, waarvan het ene van ons uit gezien achter het andere staat. De eerste aanwijzingen dat de Kleine Magelhaense Wolk uit twee delen zou kunnen bestaan, werden al in de jaren 80 van de vorige eeuw gevonden. Maar hard bewijs daarvoor ontbrak tot nu toe. Om meer te weten te komen over de Kleine Magelhaense Wolk heeft een team onder leiding van Claire Murray van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) om te beginnen meetgegevens geanalyseerd die zijn verzameld door de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia. Aan de hand daarvan konden schattingen worden gemaakt van de gemiddelde snelheid van de sterren in verschillende delen van de Kleine Magelhaense Wolk. Vervolgens zijn spectroscopische gegevens van deze sterren, verzameld in het kader van de APOGEE survey, onder de loep genomen. Uit de spectrale data blijkt dat de chemische samenstelling van de twee ‘delen’ van de Kleine Magelhaense Wolk verschillend zijn. Ook hebben de astronomen vastgesteld dat de beide delen verschillende snelheden hebben: het meest nabije deel van het dwergsterrenstelsel beweegt sneller dan het andere deel, dat wel ongeveer dezelfde massa heeft. Alles bij elkaar komen Murray en haar team tot de conclusie dat het om twee verschillende sterrenstelsels moet gaan. Uit berekeningen blijkt dat het meest nabije stelsel ongeveer 199.000 lichtjaar van ons is verwijderd, en het andere ongeveer 215.000 lichtjaar. (EE)
→ New study shows Small Magellanic Cloud is actually two smaller galaxies (Phys.org)

14 december 2023
Astronomen van de Universiteit van Toronto (Canada) hebben een populatie van zware sterren ontdekt die door hun naaste metgezellen van hun waterstofomhulsel zijn ontdaan. Hun bevindingen werpen licht op de hete heliumsterren waarvan wordt aangenomen dat ze aan de wieg staan van waterstofarme supernova-explosies en fuserende neutronensterren (Science, 14 december). Wetenschappers vermoeden al meer dan tien jaar dat ongeveer één op de drie zware sterren zijn mantel van waterstof kwijtraakt aan een begeleidende ster. Tot nu toe was er echter maar één voorbeeld van zo’n ontmantelde zware ster bekend. En dat terwijl wordt aangenomen dat zulke ontmantelingen er de oorzaak van zijn dat veel zware sterren die als supernova exploderen opvallend weinig waterstof bevatten. Ook bestaat het vermoeden dat dergelijke dubbelstersystemen eindigen als twee om elkaar wentelende neutronensterren die uiteindelijk met elkaar in botsing komen, onder uitzending van zwaartekrachtgolven zoals die met gevoelige detectoren op aarde worden geregistreerd. Maria Drout en haar collega’s in Toronto vermoeden nu dat enkele objecten in hun nieuwe onderzoek gestripte sterren zijn die een neutronenster of zwart gat als begeleider hebben. De dubbelsterren bevinden zich namelijk in het stadium vlak voordat ze dubbele neutronensterren of neutronenster/zwartgat-combinaties worden, die uiteindelijk met elkaar kunnen fuseren. Veel sterren maken deel uit van een dubbelstersysteem waarin de beide partners elkaar beïnvloeden. Wanneer deze sterren tegen het einde van hun bestaan opzwellen tot rode reuzen, kan het gebeuren dat de ene ster waterstof onttrekt aan de andere. Daardoor komt de zeer hete heliumkern van de ontmantelde ster bloot te liggen. Ontmantelde sterren zijn moeilijk te vinden, omdat veel van het licht dat ze uitzenden buiten het zichtbare deel van het lichtspectrum valt en door stof kan worden geabsorbeerd of door het felle schijnsel van de begeleidende ster wordt overstraald. Om deze problemen te omzeilen besloten Drout en haar medewerkers zich op het ultraviolette deel van het spectrum te richten, waar zeer hete sterren het meeste licht uitzenden. Ultraviolet licht is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar kan wel worden gedetecteerd met speciale instrumenten en telescopen. Met behulp van gegevens van de Swift-ruimtetelescoop van NASA inventariseerden de astronomen de helderheden van miljoenen sterren in de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk – twee kleine, relatief nabije buren van ons Melkwegstelsel. Een steekproef van vijfentwintig van deze sterren werd tussen 2018 en 2022 spectroscopisch onderzocht met de Magellan-telescopen op Las Campanas in het noorden van Chili. De resultaten laten zien dat de betreffende sterren – zoals verwacht – heet, klein en waterstof-arm zijn en deel uitmaken van dubbelstersystemen. (EE)
→ Astronomers discover first population of binary stripped stars

6 december 2023
Sterrenkundigen hebben voor het eerst in drie dimensies waargenomen dat gas vanuit spiraalvormige sterrenstelsels met hoge snelheid naar boven en naar beneden wordt geblazen, ver het sterrenstelsel uit. Ze bevestigen hiermee de heersende theorie van de evolutie van sterrenstelsels die zegt dat ster-vormende sterrenstelsels intergalactische gasstromen veroorzaken door gas langs de polen te lozen (Nature, 6 december). In de modellen die de vorming van sterrenstelsels beschrijven, zijn gasstromen belangrijk. Sterrenstelsels groeien door de inval van gas uit hun omgeving. De groei, zo is het idee, wordt geremd doordat jonge sterren en superzware zwarte gaten gas via schokgolven ver terug de ruimte in blazen. Wat er precies gebeurt, is onbekend, maar zonder sterke gasstromen zouden er veel te zware sterrenstelsels ontstaan. Onderzoekers hebben nu voor het eerst overtuigend aangetoond dat galactische winden tot ver buiten sterrenstelsels geraken. Ze deden dat met behulp van het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope in Chili. Ze bestudeerden het signaal van ijl magnesiumgas rond bijna tweehonderd, verre, spiraalvormige sterrenstelsels. Bij de helft van deze sterrenstelsels kijken ze tegen de rand van de schijf aan. Bij de andere helft zien ze de schijf als een cirkel. In de groep stelsels waarbij de astronomen tegen de rand keken, bleek dat de gasstromen loodrecht naar boven en naar beneden gaan. ‘We zien het gas tot tienduizenden lichtjaren van het stelsel en het beweegt met honderden kilometers per seconde door de intergalactische ruimte’, aldus hoofdauteur Yucheng Guo (Universiteit van Lyon, Frankrijk). Nu astronomen de gemiddelde gasstromen en snelheden in kaart hebben gebracht, kunnen ze hun computersimulaties van de ontwikkeling van sterrenstelsels testen en aanpassen. Dat geeft meer inzicht in de manier waarop sterrenstelsels ‘groeien’. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

30 november 2023
Drie sterrenkundigen uit Nederland hebben bewezen dat gas dat eerder bij een superzwaar zwart gat verwarmd was en naar de buitenwijken van het sterrenstelsel stroomde en afkoelde, weer terug in de richting van het zwarte gat beweegt. De onderzoekers deden hun ontdekking toen ze oude metingen van het ALMA-observatorium met nieuwe technieken te lijf gingen (Nature Astronomy, 30 oktober). Van superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels is al langer bekend dat ze enorme hoeveelheden energie kunnen uitzenden. Daardoor wordt het omringende gas warm en stroomt het ver weg van het centrum. Dat heeft dan weer tot gevolg dat het zwarte gat minder actief wordt en kan er, zo is het idee, weer koel gas terugstromen. Drie onderzoekers van ASTRON, Rijksuniversiteit Groningen en JIVE hebben dat koele, terugstromende gas nu aangetoond. Het gaat in dit geval om koud koolstofmonoxide-gas, maar waarschijnlijk stroomt er ook ander koud gas terug. De sterrenkundigen gebruikten gegevens die het ALMA-observatorium verzamelde van het sterrenstelsel 3C 84 (ook wel NGC 1275 of Perseus A genoemd). Dat stelsel bevindt zich op 235 miljoen lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Perseus. Het is het schoolvoorbeeld van wat sterrenkundigen ‘AGN-feedback’ noemen: de kringloop van gas in de buurt van een zwart gat. Al decennia was bekend dat plasmajets vanuit het superzware zwarte gat het hete gas rond 3C 84 verstoren en dat filamenten van kouder gas in en rond het stelsel zweven. En al lang werd verondersteld dat die filamenten terugvallen naar het zwarte gat, maar het was nog nooit aangetoond. Het onderzoek van Oosterloo en collega’s staat los van het onderzoek van Takuma Izumi en collega's in Science van 3 november 2023. Oosterloo en de zijnen kijken naar wat er op grotere schaal gebeurt rond een zwart gat en bestuderen hoe dat samenhangt met de ontwikkeling van het bijbehorende sterrenstelsel. De groep van Izumi richt zich vooral op hoe een zwart gat gevoed wordt. 
→ Nederlandse sterrenkundigen bewijzen laatste stukje gaskringloop zwart gat

30 november 2023
Een internationaal team van onderzoekers heeft een gigantische en extreem zwakke stroom sterren tussen sterrenstelsels ontdekt. Er waren al wel sterrenstromen bekend in ons eigen Melkwegstelsel en in nabije sterrenstelsels, maar dit is voor het eerst dat zo’n stroom tussen sterrenstelsels is ontdekt. Het is de grootste sterrenstroom tot nu toe (Astronomy & Astrophysics, 30 november). De eerste waarnemingen werden gedaan met de relatief kleine 70-centimeter telescoop van astronoom Michael Rich in Californië (VS). Vervolgens richtten de onderzoekers de 4,2-meter grote William Herschel Telescope (La Palma, Spanje) op het gebied. Na beeldbewerking zagen ze een extreem zwakke stroom van meer dan tien keer de lengte van ons Melkwegstelsel. De stroom lijkt te drijven in een cluster van sterrenstelsels en is niet verbonden met een specifiek stelsel. De onderzoekers hebben de stroom Giant Coma Stream gedoopt. ‘Deze reusachtige sterrenstroom kwam bij toeval op ons pad’, aldus hoofdonderzoeker Javier Román. Hij is verbonden aan de Rijksuniversiteit Groningen en aan de Universiteit van La Laguna op Tenerife (Spanje). ‘Eigenlijk bestuderen we halo's van sterren die zich rond grote sterrenstelsels bevinden.’ De ontdekking van de Giant Coma Stream is verrassend, omdat het een vrij fragiele structuur is temidden van een vijandige omgeving van elkaar aantrekkende en afstotende sterrenstelsels. Co-auteur Reynier Peletier (Rijksuniversiteit Groningen) legt uit: ‘Met simulaties hebben we inmiddels ook zulke enorme stromen kunnen nabootsen in de computer. We verwachten dan ook dat we er meer zullen vinden. Bijvoorbeeld als we met de toekomstige 39-meter Extremely Large Telescope mogen zoeken en als de Euclid-satelliet met gegevens komt.’ Met grote toekomstige telescopen hopen de onderzoekers niet alleen nieuwe reuzenstromen te ontdekken. Ze willen ook inzoomen op de Giant Coma Stream zelf. ‘Dan kunnen we afzonderlijke sterren waarnemen en meer te weten komen over donkere materie,’ aldus Peletier. De Comacluster is een van de best bestudeerde clusters van sterrenstelsels. Het bevat duizenden sterrenstelsels op een afstand van ongeveer 300 miljoen lichtjaar van aarde. In 1933 toonde de Zwitserse sterrenkundige Fritz Zwicky aan dat de sterrenstelsels in de cluster te snel bewegen als je alleen de hoeveelheid zichtbare materie in ogenschouw neemt. Hij bedacht toen dat er donkere materie aanwezig moest zijn die de boel bij elkaar houdt. De precieze aard van deze materie is nog altijd onbekend. 
→ Oorspronkelijk persbericht

29 november 2023
Een team van astronomen, onder leiding van Anna McLeod (Universiteit van Durham), heeft een schijf ontdekt rond een jonge ster in de Grote Magelhaense Wolk, een naburig sterrenstelsel. Het is voor het eerst dat zo’n schijf, vergelijkbaar met de planeet-vormende schijven in ons eigen Melkwegstelsel, in een ander sterrenstelsel is aangetoond. De ontdekking is gedaan met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Het onderzoek van McLeod en haar collega’s is een vervolg op waarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT), waarmee diep in een gaswolk in de Grote Magelhaense Wolk een jet van een ster-in-wording werd ontdekt, die de aanduiding HH 1177 kreeg. Het feit dat deze jonge, zware ster een bundel van materie uitstoot, wees er al op dat zich rond de ster een accretieschijf aan het vormen is. Maar om te bevestigen dat deze schijf inderdaad bestaat, moesten astronomen de beweging van het dichte gas rond de ster meten. Materie die door een groeiende ster wordt aangetrokken, kan daar niet rechtstreeks naartoe vallen. In plaats daarvan wordt de toestromende materie platgedrukt tot een draaiende schijf rond de ster. Dichter naar het midden toe draait zo’n schijf sneller, en dit snelheidsverschil is het doorslaggevende bewijs dat het er een accretieschijf in het spel is. Afhankelijk van hoe snel het gas dat het licht uitzendt naar ons toe of van ons af beweegt, verandert de frequentie van het ontvangen licht. Dankzij gedetailleerde frequentiemetingen met ALMA hebben de astronomen nu kunnen aantonen dat de jonge ster in kwestie inderdaad omgeven is door een draaiende schijf van gas. Zware sterren, zoals de ster die bij dit onderzoek is waargenomen, zijn gewoonlijk moeilijk waarneembaar. Op het moment dat zich een schijf om hen heen vormt worden ze vaak aan het zicht onttrokken door het stoffige materiaal waaruit ze ontstaan. In de Grote Magelhaense Wolk, een sterrenstelsel 160.000 lichtjaar hiervandaan, is het materiaal waaruit nieuwe sterren worden geboren echter fundamenteel anders dan in ons Melkwegstelsel. Dankzij het geringere stofgehalte ter plaatse is HH 1177 niet meer gehuld in zijn natuurlijke cocon, waardoor astronomen – zij het van grote afstand – onbelemmerd zicht hebben op de vorming van sterren en planeten. (EE)
→ Volledig persbericht

20 november 2023
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Durham University (VK) en de Universiteit van Helsinki (Finland) denkt een verklaring te hebben gevonden voor het feit dat er in een deel van ons lokale heelal – het zogeheten supergalactische vlak – bijna geen spiraalstelsels te vinden zijn (Nature Astronomy, 20 november). Het supergalactische vlak is een enorme, platte structuur met een middellijn van bijna een miljard lichtjaar die vrijwel haaks op het vlak van ons Melkwegstelsel staat. Hoewel het er wemelt van de heldere elliptische sterrenstelsel, zijn heldere schijfstelsels met spiraalarmen hier opvallend schaars. Volgens de onderzoekers is dit een natuurlijk gevolg van de contrasterende omgevingen binnen en buiten het vlak. In de dichte clusters van sterrenstelsels in het supergalactische vlak vinden veel onderlinge interacties en fusies plaats. Hierdoor veranderen spiraalstelsels in elliptische stelsels – egale sterrenstelsels zonder duidelijke interne structuur of spiraalarmen – en wordt de groei van superzware zwarte gaten gestimuleerd. Sterrenstelsels buiten het vlak ontwikkelen zich in relatieve afzondering, waardoor ze hun spiraalstructuur behouden. De onderzoekers komen tot hun conclusie op basis van een supercomputersimulatie, SIBELIUS geheten, waarmee de evolutie van het heelal vanaf de oerknal (13,8 miljard jaar geleden) tot nu is nagebootst. De resultaten van deze simulatie vertonen sterke overeenkomsten met het heelal zoals we dit met telescopen waarnemen – inclusief spectaculaire structuren zoals het supergalactische vlak, al zijn die laatste nogal zeldzaam. (EE)
→ Physicists answer question of Supergalactic Plane’s absent spiral galaxies

20 november 2023
Een team van astrofysici onder leiding van Allison Strom (Northwestern University, VS) heeft de eerste resultaten geanalyseerd van de CECILIA (Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae) Survey, een programma dat de Webb-ruimtetelescoop gebruikt om de chemie van verre sterrenstelsels te onderzoeken. De resultaten wijzen erop dat zogeheten ‘tienerstelsels’ – sterrenstelsels die twee tot drie miljard jaar na de oerknal zijn gevormd – ongewoon heet zijn en onverwachte elementen bevatten (The Astrophysical Journal Letters, 20 november). Bij het nieuwe onderzoek hebben Strom en haar collega’s afgelopen zomer 33 verre tienerstelsels onafgebroken waargenomen met Webb. Vervolgens hebben ze de spectra van 23 van deze sterrenstelsels gecombineerd tot een compositiefoto. Bij dit proces worden de details van afzonderlijke sterrenstelsels uitgewist, maar ontstaat er een duidelijker beeld van een gemiddeld sterrenstelsel en worden zwakkere kenmerken zichtbaar. In het aldus verkregen ‘ultradiepe’ spectrum zijn acht verschillende elementen te zien: waterstof, helium, stikstof, zuurstof, silicium, zwavel, argon en nikkel. Alle elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium worden in sterren gevormd. De aanwezigheid van bepaalde elementen geeft dus informatie over de stervorming tijdens de evolutie van een sterrenstelsel. Met name de ontdekking van nikkel kwam als een verrassing. Nikkel, dat zwaarder is dan ijzer, is zeldzaam en uiterst moeilijk waarneembaar. Volgens Strom zou dit kunnen betekenen dat er iets unieks is aan de sterren in deze verre sterrenstelsels. En er was nóg een verrassing: de tienerstelsels blijken extreem heet te zijn. Door de spectra te onderzoeken, kunnen astrofysici de temperatuur van een sterrenstelsel berekenen. Hoewel de temperaturen in een doorsnee sterrenstelsel plaatselijk kunnen oplopen tot meer dan 9700 graden Celsius, vertonen de waargenomen tienerstelsels temperaturen van meer dan 13.350 graden Celsius. (EE)
→ ‘Teenage galaxies’ are unusually hot, glowing with unexpected elements

14 november 2023
Met behulp van nieuwe gegevens van de Webb-ruimtetelescoop hebben Japanse astronomen de hoeveelheid zuurstof in het vroege heelal gemeten. Hun bevindingen laten zien dat de hoeveelheid zuurstof in sterrenstelsels binnen 500 tot 700 miljoen jaar na het ontstaan van het heelal snel toenam en sindsdien net zo overvloedig is gebleven als in moderne sterrenstelsels. De vroege opkomst van zuurstof geeft aan dat de elementen die nodig zijn voor het ontstaan van leven eerder voorhanden waren dan lang werd gedacht (The Astrophysical Journal, 13 november). In het vroege heelal, kort na de oerknal, bestonden alleen lichte elementen zoals waterstof, helium en lithium. Zwaardere elementen, zoals zuurstof, werden vervolgens gevormd door kernfusiereacties in sterren, en via onder andere supernova-explosies verspreid. Aan de hand van gegevens van de Webb-ruimtetelescoop heeft een onderzoeksteam onder leiding van Kimihiko Nakajima van het National Astronomical Observatory of Japan nu het zuurstofgehalte gemeten van 138 sterrenstelsels die in de eerste 2 miljard jaar na de oerknal zijn gevormd. Daarbij hebben de astronomen ontdekt dat het zuurstofgehalte van de meeste van deze sterrenstelsels vergelijkbaar is met dat van de huidige sterrenstelsels. Zes van de zeven vroegste stelsels in de steekproef, die bestonden toen het heelal nog maar 500 tot 700 miljoen jaar oud was, hadden echter een zuurstofgehalte dat maar half zo hoog was. De zuurstofproductie moest in hun tijd dus nog op gang komen. (EE) 
→ Rapid Increase in Oxygen in Early Universe

13 november 2023
Vervolgwaarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop van de Pandora-cluster, ook bekend als Abell 2744, hebben de op één na en op drie na verste sterrenstelsels opgeleverd die ooit zijn gezien. Beide zijn groter dan andere stelsels die op vergelijkbare afstanden zijn waargenomen, en op foto’s als rode stippen verschijnen. Ze lijken op respectievelijk een ‘pinda’ en een pluizige bal (Astrophysical Journal Letters, 13 november). Omdat het licht van de twee sterrenstelsels zo lang onderweg is geweest, biedt het een blik in het verleden. Het onderzoeksteam schat dat het licht dat door Webb is gedetecteerd door de twee sterrenstelsels is uitgezonden toen het heelal ongeveer 330 miljoen jaar oud was, en ongeveer 13,4 miljard lichtjaar heeft gereisd om ons te bereiken. Maar doordat het heelal in de tussentijd flink is uitgedijd, zijn de stelsel momenteel ruwweg 33 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd. De twee sterrenstelsels zijn aanzienlijk groter dan de drie stelsels die eerder op deze extreme afstanden zijn ontdekt. Het ene is minstens zes keer zo groot en heeft een middellijn van ongeveer 2000 lichtjaar. Ter vergelijking: ons Melkwegstelsel heeft een diameter van ongeveer 100.000 lichtjaar. Astronomen denken echter dat het vroege heelal heel compact was, waardoor de grootte van het stelsel toch verrassend is. Hoewel verwacht wordt dat de verre sterrenstelsels uit vergelijkbare materialen zijn gevormd, lijken ze desalniettemin sterk van elkaar te verschillen. De verre sterrenstelsels behoren tot de 60.000 lichtbronnen die in 2022 op een van de eerste ‘diepe’ opnamen van de Webb-ruimtetelescoop zijn vastgelegd. Dit hemelgebied werd deels geselecteerd, omdat het zich achter verschillende clusters van sterrenstelsels bevindt die een natuurlijk vergrotingseffect veroorzaken: het zogeheten zwaartekrachtlenseffect. De zwaartekracht van de gezamenlijke massa van de clusters trekt de ruimte eromheen krom, en vergroot en versterkt het licht van alles wat zich daarachter bevindt. Met behulp van gedetailleerde modellen hebben de onderzoekers gereconstrueerd welke eigenschappen de vroege sterrenstelsels hadden toen ze het door Webb geregistreerde licht uitzonden. De reconstructies laten zien dat de stelsels – zoals verwacht – jong waren, weinig elementen zwaarder dan helium bevatten en in hoog tempo nieuwe sterren produceerden. (EE)
→ Second-most distant galaxy discovered using James Webb Space Telescope

6 november 2023
Door gegevens van de NASA-ruimtetelescopen Chandra en Webb met elkaar te combineren, heeft een internationaal team van astronomen een ‘groeiend’ zwart gat opgespoord, dat al 470 miljoen jaar na de oerknal is ontstaan. Het zwarte gat bevindt zich in een vroeg groeistadium dat nog nooit eerder is waargenomen, en heeft ongeveer evenveel massa als het sterrenstelsel waar het deel van uitmaakt (Nature Astronomy, 6 november). Het zwarte gat werd ontdekt in een sterrenstelsel met de aanduiding UHZ1 in de richting van de cluster van sterrenstelsels Abell 2744, die zich op 3,5 miljard lichtjaar van de aarde bevindt. Uit gegevens van de Webb-ruimtetelescoop is nu echter gebleken dat het sterrenstelsel veel verder weg staat dan de cluster. Het bevindt zich op 13,2 miljard lichtjaar van de aarde, en bestond al toen het heelal nog maar drie procent van zijn huidige leeftijd had. Twee weken van waarnemingen met Chandra hebben het bestaan aan het licht gebracht van zeer heet, röntgenstraling uitzendend gas in dit sterrenstelsel – een kenmerk dat typerend is voor een superzwaar zwart gat dat nog bezig is om te groeien. Het licht van het sterrenstelsel en de röntgenstraling van het gas rond het superzware zwarte gat worden met ongeveer een factor vier ‘versterkt’ door de tussenliggende materie in Abell 2744 (een gevolg van het zogeheten zwaartekrachtlenseffect), waardoor Webb en Chandra het verre, zwakke object konden detecteren. Deze ontdekking is belangrijk om te begrijpen hoe sommige superzware zwarte gaten kort na de oerknal kolossale massa’s hebben kunnen bereiken. Zijn ze rechtstreeks ontstaan uit kolossale samentrekkende wolken van gas, waardoor zich direct al zwarte gaten konden vormen met tienduizend tot honderdduizend keer zoveel massa als de zon? Of kwamen ze voort uit de explosies van de eerste sterren, waarbij zich zwarte gaten van slechts tien tot honderd zonsmassa’s vormden? Het team heeft sterke aanwijzingen gevonden dat het nu ontdekte zwarte gat al bij zijn ‘geboorte’ enorm veel massa had. Op basis van de intensiteit en energie van de röntgenstraling die hij uitzendt, wordt zijn massa geschat op tien tot honderd miljoen zonsmassa’s. Dat komt ruwweg overeen met de totale massa van alle sterren in het omringende sterrenstelsel bij elkaar, en staat in schril contrast met de massa’s van de zwarte gaten in de centra van nabije sterrenstelsels, die een factor 10 ‘lichter’ zijn. (EE)
→ NASA Telescopes Discover Record-Breaking Black Hole

3 november 2023
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Takuma Izumi (National Astronomical Observatory of Japan) heeft met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) diep in het hart van het actieve Circinus-stelsel gekeken. Daarbij is ontdekt dat lang niet al het gas dat om het daar aanwezige superzware zwarte gat rondcirkelt bijdraagt aan de groei van deze kolos. Het grootste deel ervan wordt weggeblazen, om vervolgens weer naar het zwarte gat toe te worden getrokken – een cyclisch patroon dat aan een waterfontein doet denken (Science, 2 november). In de centra van veel sterrenstelsels bevindt zich een zwart gat met meer dan een miljoen keer zoveel massa als onze zon. De meest voor de hand liggende verklaring voor de grote omvang van deze objecten is dat ze op de een of andere manier gas uit het hen omringende sterrenstelsel hebben aangetrokken en opgeslokt. Het gas dat zich in de directe omgeving van superzware zwarte gaten ophoopt, wordt tot hoge snelheden versneld door de zwaartekracht van het zwarte gat. Door de sterke wrijving tussen de gasdeeltjes bereikt dit gas temperaturen van enkele miljoenen graden en zendt het fel licht uit. Het resultaat is een zogeheten actieve galactische kern of AGN (active galactic nucleus). Door de immense energie die zo’n AGN opwekt, kan een deel van het gas dat naar het zwarte gat toe stroomt worden teruggeblazen. Bij eerdere onderzoeken was dit proces al tot op schalen van een paar honderd lichtjaar van de centra van actieve sterrenstelsels waargenomen, maar wat zich nog dichter bij het centrum afspeelt, was tot nu toe onbekend. Bij de nieuwe waarnemingen zijn Izumi en zijn team doorgedrongen tot op enkele lichtjaren van het centrum. Met behulp van ALMA hebben zij voor het eerst de gasstroom kunnen vastleggen die vanuit de enkele lichtjaren grote gasschijf rond het centrum van het Circinus-stelsel naar het superzware zwarte gat in het centrum toe stroomt. Daarnaast zijn de onderzoekers ook meer te weten gekomen over de gasstromen rond de actieve galactische kern van het Circinus-stelsel. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij dat maar ongeveer drie procent van het gas dat naar het centrale zwarte gat toe stroomt door deze wordt opgeslokt. De rest wordt uitgestoten en in het omringende sterrenstelsel ‘gerecyceled’. Omdat het gas daarbij niet genoeg snelheid krijgt om te ontsnappen, valt het uit eindelijk weer terug naar het zwarte gat en herhaalt het proces zich. (EE)
→ ALMA Observations Unveil Gas Recycling Process Near a Supermassive Black Hole

25 oktober 2023
Een internationaal team van astronomen onder leiding van Andrew Levan (Radboud Universiteit) heeft zware elementen ontdekt na een heldere gammaflits in een sterrenstelsel op ongeveer 1 miljard lichtjaar van ons vandaan. De flits ontstond op 7 maart 2023 toen waarschijnlijk twee neutronensterren samensmolten tot een zogeheten kilonova. Het is de eerste kilonova waarvan de nasleep met de Webb-ruimtetelescoop kon worden waargenomen (Nature, 26 oktober). De gammaflits, GRB230307A, is de op een na helderste uitbarsting in de vijftig jaar sinds de speurtocht naar gammaflitsen begon. GRB230307A is duizend keer helderder dan de typische gammaflits. Daarbij duurde de flits ook nog eens lang: zo’n 200 seconden. Nader onderzoek met meerdere telescopen op aarde en in de ruimte wees uit dat de flits voortkomt uit een kilonova. De kilonova ontstond waarschijnlijk bij het samensmelten van twee neutronensterren in een sterrenstelsel op 1 miljard lichtjaar van de aarde. ‘Er zijn pas een handvol kilonova's bekend en het is voor het eerst dat we met de Webb-ruimtetelescoop naar de nasleep van een kilonova konden kijken,’ aldus onderzoeksleider Andrew Levan (Radboud Universiteit). Hij was in 2013 betrokken bij de eerste detectie van een kilonova. Dankzij de mede in Nederland ontwikkelde nabij-infraroodspectrograaf van de Webb-ruimtetelescoop zagen de onderzoekers in het infraroodspectrum van de kilonova pieken die overeenkomen met de typische vingerafdruk van het element telluur. De astronomen namen ook sporen van andere elementen waar, zoals zeldzame aardmetalen. In de toekomst hopen de onderzoekers vaker gecombineerde waarnemingen van kilonova’s te doen. Daarmee kunnen ze de theorie over het ontstaan van zware elementen in kilonova's beter onderbouwen. 
→ Oorspronkelijk persbericht

19 oktober 2023
Een internationaal team heeft een verre uitbarsting van kosmische radiogolven geregistreerd die minder dan een milliseconde duurde. Deze ‘snelle radioflits’ is de verste die ooit is ontdekt. Uit waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) blijkt dat de radioflits afkomstig was uit een sterrenstelsel dat zo ver weg staat dat zijn licht er acht miljard jaar over doet om ons te bereiken. Bovendien is de snelle radioflits, die de aanduiding FRB 20220610A heeft gekregen, tevens een van de meest energierijke die ooit is gezien: in een fractie van een seconde kwam evenveel energie vrij als onze zon in dertig jaar uitzendt. De snelle radioflits werd in juni vorig jaar geregistreerd door de ASKAP-radiotelescoop in Australië. Vervolgens hebben de betrokken astronomen de VLT gebruikt om het bronstelsel op te sporen en ontdekt dat dit ouder was en verder weg stond dan alle andere bronnen van snelle radioflitsen die tot nu toe waren ontdekt, en waarschijnlijk deel uitmaakt van een kleine groep van samensmeltende sterrenstelsels. De ontdekking bevestigt dat snelle radioflitsen kunnen worden gebruikt om de hoeveelheid ‘ontbrekende’ materie tussen sterrenstelsels te meten, wat een nieuwe manier is om het heelal te ‘wegen’. De huidige methoden om de massa van het heelal te schatten leveren tegenstrijdige resultaten op en vormen een uitdaging voor het standaardmodel van de kosmologie. Vermoed wordt dat de ontbrekende materie zich schuilhoudt in de ruimte tussen sterrenstelsels, maar mogelijk dermate heet en diffuus is dat zij met normale technieken niet waarneembaar is. Snelle radioflitsen signaleren deze geïoniseerde materie. Op die manier stellen ze astronomen in staat om te meten hoeveel materie zich in de ruimte tussen de sterrenstelsels bevindt. Hoewel nog steeds niet duidelijk is hoe deze enorme uitbarstingen van energie ontstaan, bevestigt de nieuwe ontdekking dat snelle radioflitsen veel voorkomen in het heelal en dat ze kunnen worden gebruikt om materie tussen sterrenstelsels op te sporen. (EE)
→ Volledig persbericht

19 oktober 2023
Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Nederlandse promovendus Mark Snelders (ASTRON en Universiteit van Amsterdam) heeft radiopulsen uit het verre heelal ontdekt die slechts miljoensten van een seconde duren. Ze vonden deze microsecondeflitsen na minutieus onderzoek aan archiefgegevens van een bekende millisecondebron. Het is onduidelijk hoe de ultrasnelle flitsen ontstaan (Nature Astronomy, 19 oktober). Snelle radioflitsen (in het Engels fast radio bursts of FRB’s) zijn onvoorspelbare, extreem korte flitsen van radiogolven ver buiten ons Melkwegstelsel die in 2007 voor het eerst werden opgemerkt. Ze worden mogelijk veroorzaakt door magnetars oftewel magnetische neutronensterren. Tot nu toe werden vooral flitsen gezien die langer dan een duizendste van een seconde duren en evenveel energie uitzenden als onze zon in een dag. In 2022 bedachten onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam en ASTRON dat er wel eens flitsers konden bestaan die niet duizendsten, maar slechts miljoensten van een seconde zouden duren. ‘Tijdens onze groepsbijeenkomsten hadden we het er vaak over,’ zegt Mark Snelders, promovendus aan ASTRON en de Universiteit van Amsterdam, en leider van het onderzoek dat de ultrasnelle flitser op het spoor kwam. ‘Toevallig kwam ik erachter dat er een openbare dataset bestond die we hiervoor konden gebruiken. Daar zijn we met de stofkam doorheen gegaan.’Het archief waar de Nederlandse onderzoekers gebruik van hebben gemaakt wordt beheerd door Breakthrough Listen, een project dat tot doel heeft om buitenaards leven op te sporen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de Green Bank-radiotelescoop in de VS. In dit archief vonden de onderzoekers vijf uur aan gegevens van de bekende herhalende radioflitser FRB 20121102A, die zich op een afstand van ongeveer drie miljard lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Voerman bevindt. Snelders en zijn team verdeelden van de eerste dertig minuten aan gegevens elke seconde in een half miljoen losse beeldjes. Vervolgens gingen ze met behulp van softwarefilters en machine learning op zoek naar uitschieters. Zo ontdekten ze acht ultrasnelle flitsen die slechts tien miljoensten van een seconde of korter duurden. De onderzoekers verwachten nog meer van dit soort flitsers te kunnen vinden, maar eenvoudig is dat niet. Sommige databestanden zijn namelijk te grofmazig om in een half miljoen stukjes per seconde te hakken. Uiteindelijk willen de astronomen de flitsers gebruiken om een soort plattegrond te maken van de ruimte tussen sterren en sterrenstelsels. Met zo’n kaart kunnen ze beter leren begrijpen hoe sterrenstelsels worden door het hen omringende gas. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

11 oktober 2023
Snelle radioflitsen zijn een astronomisch raadsel waarvan de precieze oorzaak nog niet vaststaat. Deze intense uitbarstingen van radio-energie zijn onzichtbaar voor het menselijk oog, maar niet voor radiotelescopen. Nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Tokio suggereert dat ze worden veroorzaakt door ‘sterbevingen’ op het oppervlak van neutronensterren (MNRAS, 11 oktober). Snelle radioflitsen werden voor het eerst opgemerkt in 2007. Ze kunnen miljarden lichtjaren overbruggen, maar duren doorgaans slechts duizendsten van een seconde. Geschat wordt dat als we de hele hemel konden overzien, er wel tienduizend snelle radioflitsen per dag plaatsvinden. In de meeste gevallen lijken de diverse bronnen die deze radioflitsen produceren slechts eenmaal af te gaan. Maar er zijn een stuk of vijftig bronnen die herhaaldelijk uitbarstingen produceren. Volgens de huidige inzichten worden op z’n minst sommige snelle radioflitsen uitgezonden door neutronensterren. Deze objecten ontstaan wanneer een ster van ongeveer acht zonsmassa’s ineenstort. Wat overblijft is een uiterst compact object met een middellijn van slechts twintig tot veertig kilometer. Voor hun onderzoek hebben Tomonori Totani en Yuya Tsuzuki de tijd en emissie-energie van bijna zevenduizend uitbarstingen van drie verschillende repeterende ‘radioflitsers’ geanalyseerd. Vervolgens pasten ze dezelfde methode toe om de tijd-energiecorrelatie van (Japanse) aardbevingen en zonnevlammen (waargenomen door de Hinode-satelliet) te onderzoeken, en vergeleken de resultaten van de drie verschijnselen. Tot hun verrassing constateerden ze dat, anders dan bij eerdere studies, de gegevens van de snelle radioflitsen opvallende overeenkomsten vertonen met aardbevingsgegevens, maar juist sterk verschillen van zonnevlammen. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat neutronensterren een vaste korst hebben en dat er in zo'n korst plotseling bevingen kunnen optreden waarbij enorme hoeveelheden energie vrijkomen we als snelle radioflitsen waarnemen. (EE)
→ ‘Starquakes’ could explain mystery signals

5 oktober 2023
Een team van sterrenkundigen onder leiding van Nederlandse onderzoekers heeft een blauwe flits ontdekt die zich niet zoals gebruikelijk binnen een stervormingsgebied bevindt, maar erbuiten. Ze doopten het verschijnsel ‘de Vink’ (the Finch) in lijn met eerdere blauwe flitsen als de Koe, de Koala, de Kameel en de Tasmaanse duivel. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in MNRAS Letters. In 2018 waren sterrenkundigen getuige van een intense explosie die tien tot honderd keer helderder was dan de gemiddelde supernova. Deze explosie kreeg de aanduiding AT2018cow, bijgenaamd 'de Koe’. Het was het eerste voorbeeld van felle snelle blauwe optische verschijnselen (Luminous Fast Blue Optical Transients ofwel, LFBOT's). Tot nu toe is slechts een handvol van deze merkwaardige gebeurtenissen vastgelegd. Ze kregen elk als bijnaam de naam van een dier, geïnspireerd op de laatste letters van hun astronomische aanduiding. De felle snelle blauwe flitsen zijn maar een paar dagen te zien. Dit in tegenstelling tot supernova's die weken of maanden duren. Het is onduidelijk waardoor deze flitsen worden veroorzaakt en de nieuwste blauwe flits roept alleen maar meer vragen op. Want in tegenstelling tot de eerdere blauwe flitsen bevindt de Vink zich niet in een sterrenstelsel, maar daarbuiten. Hij bevindt zich tussen een spiraalstelsel en een satellietstelsel. Tot nu toe werd gedacht dat de blauwe flitsen een zeldzaam soort supernova waren. Maar supernova’s ontstaan uit grote sterren die maar kort leven en geen tijd hebben om los te komen van het sterrenstelsel waarin ze zijn ontstaan. Omdat de flitsen snel ontstaan en ook weer snel verdwijnen, zoeken astronomen ernaar met telescopen die continu grote stukken hemel in de gaten houden. De Vink werd ontdekt met de Zwicky Transient Facility die elke twee dagen de hele noordelijke sterrenhemel in kaart brengt. Zodra de Vink was ontdekt, zetten de onderzoekers een reeks aan vooraf geplande waarnemingen in werking. Ze keken onder meer met de Gemini South telescoop, de Hubble-ruimtetelescoop, de Chandra-ruimtetelescoop en de Very Large Array. Om de ongebruikelijke plek van de Vink te verklaren, denken de onderzoekers dat er misschien sprake was van de ontploffing van een extreem snel bewegende ster. Een alternatieve hypothese is dat het gaat om twee neutronensterren die miljarden jaren lang in steeds krappere spiralen naar elkaar toe bewogen en met elkaar zijn gebotst. In de toekomst hopen sterrenkundigen meer blauwe flitsen te ontdekken zodat ze het fenomeen kunnen ophelderen. Ze hebben hun hoop onder andere gevestigd op het in aanbouw zijnde Vera C. Rubin Observatory in Chili. Die telescoop gaat elke paar nachten de hele zuidelijke sterrenhemel scannen. 
→ Oorspronkelijk persbericht

4 oktober 2023
Een team van astronomen heeft dertien sterren ontdekt waarvan ze denken dat deze deel uitmaken van de Magelhaense Stroom – een reusachtig lint van gas dat zich langs de zuidelijke hemel uitstrekt. De ontdekking is gedaan in het kader van een groots opgezet onderzoek van meer dan tweehonderd sterren aan de rand van ons Melkwegstelsel. Bij deze survey leggen astronomen de spectra van deze sterren vast, wat informatie oplevert over hun samenstelling en ruimtelijke beweging. Het gas van de Magelhaense Stroom is afkomstig van de Grote en Kleine Magelhaense Wolk, twee kleine sterrenstelsels die op het punt staan om door het Melkwegstelsel te worden opgeslokt. Al sinds de ontdekking van deze stroom, meer dan twintig jaar geleden, zijn astronomen op zoek naar sterren die hiermee geassocieerd zijn. De verwachting is namelijk dat met het gas ook sterren aan de beide Wolken worden onttrokken. Na een jaar gegevens te hebben verzameld met de 6,5-meter Walter Baade Telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in Chili, hadden Vedant Chandra (Harvard University) en collega’s eindelijk beet. Toen ze de bewegingen van de zwakke sterren die door hen waren vastgelegd onderzochten, merkten ze op dat er een groep van dertien sterren was die die dezelfde kant op bewogen als de Magelhaense Stroom. Ook hadden deze sterren chemische kenmerken die erop duiden dat hun oorsprong in de Magelhaense Wolken ligt. Aan de hand van hun waarnemingen hebben de astronomen berekend welke banen de sterren hebben gevolgd. Ook uit deze berekeningen blijkt dat ze waarschijnlijk ooit aan de beide Wolken hebben toebehoord. Het lijkt er dus sterk op dat Chandra en zijn team eindelijk zwakke leden van de ongrijpbare Magelhaense Sterrenstroom hebben ontdekt. Het gaat waarschijnlijk om het topje van de ijsberg: mogelijk bevat de stroom nog honderden andere zwakke sterren die op ontdekking wachten. (EE)
→ Astronomers Find Stars Cast Away From Galactic Neighbors (Sky&Telescope)

3 oktober 2023
Toen astronomen de eerste beelden van de vroegste sterrenstelsels in het heelal van de Webb-ruimtetelescoop bekeken, waren ze geschokt. De verre jonge sterrenstelsels leken te helder, te massarijk en te volgroeid om zo kort na de oerknal te zijn gevormd. Met behulp van nieuwe simulaties heeft een team van astrofysici onder leiding van Guochao Sun (Caltech) nu laten zien dat deze sterrenstelsels waarschijnlijk toch niet zo zwaar zijn (Astrophysical Journal Letters, 3 oktober). De ontdekking van de verre sterrenstelsels kwam als een grote verrassing, omdat ze veel helderder waren dan verwacht. Normaal gesproken is een sterrenstelsel helder omdat het groot en zwaar is. Maar omdat ze al heel vroeg in de kosmische geschiedenis moeten zijn gevormd, kon er niet genoeg tijd zijn geweest voor de vorming van zulke enorme sterrenstelsels. De nieuwe computersimulaties bieden uitkomst. Ze laten zien dat de vorming van heldere sterrenstelsels tijdens de zogeheten kosmische dageraad – de periode tussen ruwweg 100 miljoen en 1 miljard jaar na de oerknal – goed verklaarbaar is. Het meeste licht van een sterrenstelsel is namelijk afkomstig van de zwaarste sterren. Maar omdat zware sterren heel snel ‘opbranden’, hebben ze een korte levensduur. Hierdoor is de helderheid van een sterrenstelsel meer gerelateerd aan het aantal sterren dat de afgelopen paar miljoen jaar is gevormd dan door de massa van het stelsel als geheel. Ook jonge, minder zware sterrenstelsels kunnen bij vlagen dus heel helder zijn. Vandaar dat astronomen diverse zeer heldere sterrenstelsels op de Webb-beelden hebben aangetroffen. De aantallen heldere jonge stelsels die de computersimulaties voorspellen zijn daarmee in overeenstemming. (EE)
→ Bursts of star formation explain mysterious brightness at cosmic dawn

28 september 2023
Nieuwe resultaten van de Keck Cosmic Web Imager (KCWI) laten voor het eerst direct licht zien dat wordt uitgezonden door het grootste en meest verborgen deel van het kosmische web: de kriskras door elkaar lopende filamenten die zich uitstrekken over de donkerste uithoeken van de ruimte tussen sterrenstelsels (Nature Astronomy, 28 september). Het KCWI-instrument maakt deel uit van de Keck-sterrenwacht op Mauna Kea (Hawaï). De sterrenstelsels in ons heelal ontstaan uit kolkende gaswolken. Dat gas condenseert vervolgens tot sterren die de sterrenstelsels aanlichten, waardoor ze op allerlei golflengten zichtbaar worden voor telescopen. Astronomen vermoeden dat koude, donkere filamenten zich een weg banen naar de sterrenstelsels en hen van gas voorzien, dat weer als brandstof dient voor nieuwe generaties van sterren. In 2015 vonden Caltech-astronoom Christopher Martin en zijn medewerkers overtuigend bewijs voor dit zogeheten koude-stroommodel voor de vorming van sterrenstelsels: een lang filament dat een groot sterrenstelsel van gas voorziet. Bij deze ontdekking gebruikten ze een prototype van het KCWI-instrument, de Cosmic Web Imager van de sterrenwacht op Palomar Mountain (VS). In dat geval werd het filament aangelicht door een nabijgelegen quasar – de heldere kern van een jong sterrenstelsel. Het grootste deel van het kosmische web bevindt zich echter in de donkere ruimte tussen de sterrenstelsels en laat zich daardoor moeilijk vastleggen. De nieuwe resultaten zijn de eerste die een stuk van het kosmische web rechtstreeks laten zien. ‘Vóór deze ontdekking zagen we de draderige structuren onder het equivalent van een lantaarnpaal,’ aldus Martin. ‘Nu kunnen we ze ook zonder lamp zien.’ (EE)
→ Keck Cosmic Web Imager Offers Best Glimpse Yet of the Filamentous Network That Connects Galaxies

27 september 2023
Uit een langlopend onderzoek onder leiding van Yuzhu Cui (Zhejiang Laboratory, Hangzhou, China) blijkt dat de jet van het radiosterrenstelsel M87, dat 55 miljoen lichtjaar van ons is verwijderd, een regelmatige schommelbeweging (precessie) vertoont met een amplitude van ongeveer tien graden. Dit bewijst dat het zwarte gat in het centrum van M87, dat 6,5 miljard keer zoveel massa heeft als de zon, ronddraait (Nature, 27 september). Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van gegevens die tussen 2000 en 2002 zijn verzameld met een wereldwijd netwerk van radiotelescopen. Een uitgebreide analyse van deze gegevens laat zien dat de jet, zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie, een schommelbeweging vertoont. De superzware zwarte gaten die in de centra van veel sterrenstelsels zijn aangetroffen kunnen enorme hoeveelheden materiaal om zich heen verzamelen, maar een deel ervan ook weer met grote kracht terug de ruimte in blazen in de vorm van duizenden lichtjaren lange jets. Het mechanisme van de energieoverdracht tussen superzware zwarte gaten en hun accretieschijven en jets houdt wetenschappers al meer dan een eeuw bezig. Volgens de meest gangbare theorie kan er aan een ronddraaiend zwart gat energie worden onttrokken, waarbij materiaal uit de directe omgeving van het zwarte gat met enorme snelheiden wordt uitgestoten. Tot nu toe was de draaiing van een superzwaar zwart gat echter nog nooit rechtstreeks waargenomen. Het bestaan van de jet van M87 is al bekend sinds 1918. Dankzij zijn betrekkelijke nabijheid, kan de plek nabij het zwarte gat waar deze jet ontstaat – de zogeheten basis – onder de loep worden genomen met behulp van Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Dat is een techniek waarbij opnamen van ver uit elkaar staande radiotelescopen zodanig met elkaar worden gecombineerd dat een zeer gedetailleerd beeld van het waarnemingsobject ontstaat. Cui en collega’s hebben VLBI-gegevens van M87 geanalyseerd die de afgelopen 23 jaar met enkele tientallen radiotelescopen, verspreid over onze planeet, zijn verzameld. Daarbij hebben ze ontdekt dat de precessiebeweging van de jet een cyclus van elf jaar vertoont. Dit resultaat wijst erop dat de rotatieas van de accretieschijf rond het zwarte gat in het centrum van M87 niet precies dezelfde kant op wijst als de rotatieas van het zwarte gat zelf. Vandaar dat de jet een schommelbeweging vertoont. Hoe snel het centrale zwarte gat ronddraait staat overigens nog niet vast. (EE)
→ Monitoring of radio galaxy M87 confirms black hole spin

22 september 2023
De sterrenstelsels in het verre, en dus jonge, heelal lijken meer op ons eigen Melkwegstelsel dan tot nu toe werd gedacht. En daarmee komt het hele verhaal van hoe astronomen denken over de structuurvorming in het heelal op zijn kop te staan (The Astrophysical Journal, 22 september). Het Melkwegstelsel is een typisch ‘schijfstelsel’: een grote ronddraaiende ‘pannenkoek’ die vaak diverse spiraalarmen vertoont. Astronomen gingen ervan uit dat dit soort sterrenstelsels te fragiel waren om in het vroege heelal, toen er vaak botsingen tussen sterrenstelsels plaatsvonden, te kunnen bestaan. Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop heeft een internationaal onderzoeksteam nu echter vastgesteld dat sterrenstelsels zoals het onze overal in het heelal verrassend talrijk zijn. Ze gaan ver terug in de kosmische geschiedenis en zijn in veel gevallen tien miljard jaar of langer geleden ontstaan. Uit het nieuwe onderzoek volgt dat schijfstelsels tien keer zo talrijk zijn als astronomen op basis van eerdere waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop dachten. Deze waarnemingen suggereerden dat sterrenstelsels in het jonge heelal doorgaans onregelmatige en vreemdsoortige structuren vertonen, die het gevolg zouden zijn van onderlinge samensmeltingen. Het veel scherpere ‘oog’ van de Webb-ruimtetelescoop heeft nu voor het eerst hun ware aard laten zien. Uit de Webb-waarnemingen blijkt dat schijfstelsels juist de meest voorkomende soort sterrenstelsels in het heelal zijn. En dit impliceert dat de meeste sterren in het heelal binnen dit soort stelsels te vinden zijn. Het lijkt er dus op dat astronomen hun begrip van de vorming van de eerste sterrenstelsels en de evolutie van sterrenstelsels in de afgelopen 10 miljard jaar compleet moeten herzien. (EE)
→ Astronomers find abundance of Milky Way-like galaxies in early Universe, rewriting cosmic evolution theories

18 september 2023
Wetenschappers van het Rochester Institute of Technology (VS) hebben, samen met collega’s van over de hele wereld, gegevens van de Webb-ruimtetelescoop gebruikt als onderdeel van de Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey om het bestaan van zeer heldere sterrenstelsels in het vroege heelal te bevestigen. Daarbij is het potentieel verste sterrenstelsel dat ooit werd ontdekt gesneuveld (Nature, 12 september). De astronomen onderzochten de roodverschuiving (de verschuiving van het spectrum van een object naar langere, rode golflengten) van een aantal specifieke sterrenstelsels om te zien hoeveel hun licht verschoven was. Hieruit kan worden afgeleid hoe ver weg de stelsels zijn. Het CEERS-team richtte zich op Maisie’s Sterrenstelsel, waarvan werd verondersteld dat het een roodverschuiving van z ≈ 11,5 had. Een Schots team onderzocht een sterrenstelsel ernaast, dat volgens hen een roodverschuiving van z ≈ 16 zou kunnen hebben – een record. De nieuwe spectrale gegevens bevestigen dat Maisie’s Sterrenstelsel inderdaad zo ver weg staat als verwacht. Maar het spectrum van het andere sterrenstelsel blijkt er heel anders uit te zien. Bij toeval bootst het de kleuren na van een sterrenstelsel met een hoge roodverschuiving, maar zijn roodverschuiving bedraagt niet 16, maar slechts 4,9. Dit betekent dat het veel dichterbij staat. (EE)
→ Collaboration with global team confirms, disproves distant galaxies

15 september 2023
Met behulp van de Europese Very Large Telescope hebben astronomen een nieuw sterk zwaartekrachtlenssysteem ontdekt: DESI-253.2534+26.8843. Het bestaat uit een massarijk elliptisch sterrenstelsel omringd door vier lichtblauwe vlekken die een zogeheten Einsteinkruis vormen (The Astrophysical Journal Letters, 10 augustus). Een Einsteinkruis is het gevolg van het sterke zwaartekrachtlens-effect. Het verschijnsel treedt op wanneer een massarijk object de ruimtetijd vervormt en het pad van het licht van een verder weg staand object doet afbuigen. Meestal resulteert dit in meerdere afbeeldingen van dit object. En als de beide objecten bijna precies op één lijn staan en het object dat als lens dient langwerpig is, wordt het achtergrondobject viermaal afgebeeld. Een specifiek voorbeeld van zo’n viervoudig lenssysteem is het Einsteinkruis, waarbij de vier afzonderlijke afbeeldingen van het achtergrondobject een symmetrisch kruis of klavertjevier vormen. Het eerste object van dit type werd in 1985 ontdekt door een team onder leiding van de Amerikaanse astronoom John Huchra. Het nieuwe Einsteinkruis is met behulp van neurale netwerken ontdekt in de gegevens van de DESI Legacy Imaging Surveys. De vier ‘blaadjes’ van DESI-253.2534+26.884 zijn afbeeldingen van een ver sterrenstelsel dat verborgen zit achter het oranje sterrenstelsel in het centrum. Uit de waarnemingen met de Very Large Telescope blijkt dat het verre sterrenstelsel in hoog tempo nieuwe sterren produceert. (EE)
→ A flower with four petals

13 september 2023
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Nathan Deg en Kristine Spekkens van Queen’s University (Canada), heeft twee mogelijke poolringstelsels ontdekt. Dat zijn sterrenstelsels die omgeven zijn door een ring van sterren en gas die loodrecht op de hoofdschijf van het stelsel staat. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 13 september). De objecten werden aangetroffen op kaarten van de verdeling van waterstofgas in meer dan 600 sterrenstelsels, die in het kader van de WALLABY-survey van de West-Australische radiotelescoop ASKAP zijn gemaakt. De ontdekking suggereert dat poolringstelsels talrijker zijn dan gedacht. Jayanne English, lid van het WALLABY-onderzoeksteam en expert op het gebied van de astronomische beeldverwerking, maakte de eerste afbeeldingen van de twee poolringstelsels door optische en radiogegevens van verschillende telescopen met elkaar te combineren. Optische en infraroodgegevens van de Subaru-telescoop op Hawaï brachten de spiraalvormige hoofdschijf van de stelsels in beeld, en hun gasringen werd vastgelegd door ASKAP. De volgende stap voor het team is het bevestigen van de ontdekking van de poolringstelsels door middel van aanvullende waarnemingen met onder andere de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. Verder onderzoek van poolringstructuren kan astronomen meer leren over de evolutie van sterrenstelsels. Een van de belangrijkste hypotheses om het ontstaan van poolringen te verklaren is bijvoorbeeld een fusie waarbij een groter sterrenstelsel een kleiner stelsel ‘opslokt’. Als poolringstelsels vaker voorkomen dan eerder werd gedacht, zou dit kunnen betekenen dat zulke fusies vaker voorkomen. Poolringstelsels kunnen ook worden gebruikt om de verdeling van de donkere materie in het moederstelsel in kaart te brengen. (EE)
→ Discovery of two potential Polar Ring galaxies suggests these stunning rare clusters might be more common than previously believed

7 september 2023
Astronomen van de Universiteit van Leicester (VK) hebben, met de behulp van de röntgensatelliet Swift, een zonachtige ster in een relatief nabij sterrenstelsel ontdekt die geleidelijk wordt ‘opgevreten’ door een zwart gat (Nature Astronomy, 7 september). De astronomen werden op de ster geattendeerd door een heldere röntgenflits die uit het centrum van het ongeveer 500 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel 2MASX J02301709+2836050 bleek te komen. Verdere waarnemingen met Swift lieten zien dat de röntgenflits, die de aanduiding Swift J0230 heeft gekregen, vervolgens niet simpelweg uitdoofde, zoals verwacht, maar zeven tot tien dagen aanhield en toen abrupt ophield. Dit proces herhaalde zich vervolgens om de 25 dagen. Op basis van computermodellen komen de wetenschappers tot de conclusie dat de uitbarstingen van Swift J0230 worden veroorzaakt door een ster ter grootte van onze zon, die in een elliptische baan om een zwart gat in het centrum van 2MASX J02301709+2836050 draait. Steeds als de ster in de buurt van het zwarte gat komt, wordt ongeveer drie aardmassa’s aan materiaal aan zijn atmosfeer onttrokken. Daarbij wordt de materie verhit tot een temperatuur van ongeveer twee miljoen graden en komt een enorme hoeveelheid röntgenstraling vrij. De astronomen schatten dat het zwarte gat ongeveer 10.000 tot 100.000 keer de massa van onze zon heeft, wat vrij weinig is voor de superzware zwarte gaten zoals die doorgaans in de centra van sterrenstelsels worden aangetroffen. De massa van het zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel bedraagt ongeveer vier miljoen zonsmassa’s en in de meeste andere stelsels zijn zwarte gaten van 100 miljoen zonsmassa’s en meer te vinden. (EE)
→ Ravenous black hole consumes three Earths’-worth of star every time it passes

6 september 2023
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen het magnetische veld gedetecteerd van een sterrenstelsel dat zo ver weg staat, dat zijn licht er meer dan 11 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Het resultaat geeft astronomen belangrijke aanwijzingen over hoe de magnetische velden van sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zijn ontstaan (Nature, 6 september). Veel objecten in het heelal hebben magnetische velden, of het nu planeten, sterren of sterrenstelsels zijn. Maar astronomen weten eigenlijk heel weinig over hoe deze velden, die van fundamenteel belang zijn voor de groei van sterrenstelsels, ontstaan. Met name over de magnetische velden van sterrenstelsels in het vroege heelal is weinig bekend. Met ALMA heeft een team onder leiding van James Geach, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Hertfordshire (VK), nu een volledig ontwikkeld magnetisch veld ontdekt in het ver weg gelegen sterrenstelsel 9io9. Het veld is ongeveer duizend keer zwakker dan het magnetische veld van de aarde, maar strekt zich uit over meer dan 16.000 lichtjaar. De waarneming van een volledig ontwikkeld magnetisch veld zo vroeg in de geschiedenis van het heelal geeft aan dat magnetische velden die hele sterrenstelsels omspannen zich al beginnen te vormen terwijl de stelsels zelf nog in de groei zijn. Het team denkt dat de hevige stervorming die zich in het vroege heelal heeft afgespeeld de ontwikkeling van magnetische velden velden in een stroomversnelling kan hebben gebracht. Op hun beurt kunnen deze velden weer invloed hebben gehad op latere generaties van sterren. (EE)
→ Volledig persbericht

6 september 2023
Een onderzoeksteam onder leiding van astronoom Brent Tully van de Universiteit van Hawaï heeft op 820 miljoen lichtjaar van de aarde een enorme bubbel van sterrenstelsels ontdekt. De kolossale structuur heeft de Hawaïaanse naam Hoʻoleilana gekregen (The Astrophysical Journal, 5 september). Volgens de oerknaltheorie was het heelal gedurende zijn eerste 400.000 jaar een heksenketel van heet plasma, vergelijkbaar met het inwendige van de zon. In een plasma zijn de elektronen gescheiden van de atoomkernen. Tijdens deze periode begonnen gebieden met een iets hogere dichtheid in te storten onder invloed van de zwaartekracht, terwijl de intense straling van het plasma de materie juist uit elkaar probeerde te drijven. Door deze strijd tussen zwaartekracht en straling begon het plasma te oscilleren, oftewel rimpelen, en uit te dijen. De afmetingen van de grootste rimpelingen in het vroege heelal – 500 miljoen lichtjaar – waren gelijk aan de afstand die een geluidsgolf kon afleggen en werden bepaald door de geluidssnelheid in het plasma. Aan hun ‘groei’ kwam een einde toen het heelal afkoelde en ophield een plasma te zijn. Daarbij bleven enorme driedimensionale fluctuaties in de dichtheid van de kosmische materie achter: de zogeheten baryonische akoestische oscillaties. Op de plekken waar de dichtheid het grootst was, vormden zich grote aantallen sterrenstelsels in enorme bolvormige structuren, zoals Hoʻoleilana. De astronomen lokaliseerden de bubbel met behulp van gegevens van Cosmicflows-4 – de grootste compilatie van nauwkeurige afstanden van sterrenstelsels tot nu toe, die Tully in het najaar van 2022 heeft gepubliceerd. Ze ontdekten daarbij dat het bestaan van Hoʻoleilana eigenlijk al was opgemerkt in een onderzoeksartikel uit 2016, maar toen was nog niet duidelijk hoe groot deze structuur is. Met behulp van de Cosmicflows-4-catalogus kon Tully’s team de volledige bolvormige schil van sterrenstelsels in kaart brengen, het centrum ervan aanwijzen en aantonen dat de dichtheid van sterrenstelsels vanuit dat centrum in alle richtingen toeneemt. Hoʻoleilana omvat diverse beroemde structuren die eerder al door astronomen waren ontdekt, zoals de Grote Muur en de Boötes-leegte. In het centrum ervan bevindt zich de Boötes Supercluster. (EE)
→ Vast bubble of galaxies discovered, given Hawaiian name

24 augustus 2023
Onderzoek door astronomen van de Universiteit van Kansas (VS), uitgevoerd met de Webb-ruimtetelescoop, laat zien dat actieve galactische kernen (AGN’s) – superzware zwarte gaten die snel in omvang toenemen door materie uit hun omgeving op te slokken – zeldzamer zijn dan vooraf was ingeschat. Het onderzoek, onder leiding van assistent-hoogleraar natuur- en sterrenkunde Allison Kirkpatrick, richtte zich op een bekend hemelgebied tussen de sterrenbeelden Grote Beer en Ossenhoeder, dat al vaak met minder geavanceerde ruimtetelescopen is onderzocht. Hoewel elk volgroeid sterrenstelsel een superzwaar zwart gat in zijn centrum heeft, zijn lang niet al die kolossen actief. Net als veel van haar collega’s verwachtte Kirkpatrick dat het onderzoek met Webb veel meer AGN’s zou opleveren dan een eerder onderzoek met de Spitzer-ruimtetelescoop. Er werden echter maar weinig extra AGN’s ontdekt. Volgens de onderzoekers wijst dat erop dat superzware zwarte gaten door de bank genomen minder snel ‘groeien’ dan werd aangenomen. De ontdekking geeft een andere kijk op de invloed die superzware zwarte gaten uitoefenen op de sterrenstelsels waar ze deel van uitmaken. Het nieuwe onderzoek suggereert dat deze kolossen minder snel groeien en hun moederstelsels waarschijnlijk niet significant beïnvloeden. Een andere verrassende uitkomst is het gebrek aan stof in deze sterrenstelsels. Doorgaans bevatten de zwaarste sterrenstelsels een overvloed aan stof, omdat ze in hoog tempo nieuwe sterren vormen. Astronomen namen aan dat ook sterrenstelsels met een kleinere massa veel stof bevatten, maar blijkbaar is dat niet het geval. Volgens Kirkpatrick moet ons begrip van hoe sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel groeien daarom worden bijgesteld. Een belangrijke vraag is bijvoorbeeld of ook het Melkwegstelsel een AGN-fase heeft doorgemaakt. Als de meeste vergelijkbare sterrenstelsels geen waarneembare AGN bevatten, zou dat weleens kunnen betekenen dat het nogal tamme superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum nooit actiever is geweest dan nu. Het nieuwe resultaat is, in afwachting van een formele peer-reviewed publicatie in The Astrophysical Journal, op 22 augustus jl. beschikbaar gemaakt op de preprint-site arXiv. (EE)
→ James Webb Space Telescope Survey Reveals Fewer Supermassive Black Holes Than Presumed

22 augustus 2023
Astronomen hebben een grondige forensische studie gemaakt van een ster die uit elkaar werd gereten toen hij zich te dicht bij een reusachtig zwart gat waagde. De röntgensatellieten Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA) hebben de hoeveelheid stikstof en koolstof in de buurt het zwarte gat onderzocht. Aangenomen wordt dat deze elementen in de ster zijn ontstaan voordat deze aan flarden werd getrokken (Astrophysical Journal Letters, 20 augustus). Astronomen hebben de afgelopen jaren tal van voorbeelden ontdekt van zulke ‘tidal disruption events’ oftewel TDE’s. Bij zo’n gebeurtenis wordt een ster letterlijk gesloopt door de zwaartekracht van een zwaar zwart gat. De door het zwarte gat aangetrokken stermaterie wordt daarbij dermate heet, dat zij een bron van zichtbaar licht, uv-straling en röntgenstraling wordt. De nu onderzochte TDE, met de aanduiding ASASSN-14li, speelde zich af in november 2014 en was op het moment van de ontdekking de dichtstbijzijnde TDE in jaren. Door zijn betrekkelijk ‘geringe’ afstand van 290 miljoen lichtjaar heeft de gebeurtenis veel informatie opgeleverd over de verwoeste ster. De relatieve hoeveelheden stikstof en koolstof die astronomen hebben ontdekt, wijzen erop dat het materiaal afkomstig is uit het inwendige van een ster die ongeveer drie keer zo zwaar was als de zon. Daarmee is de ster die centraal stond in ASASSN-14li een van de zwaarste, en misschien wel de allerzwaarste, die astronomen gesloopt hebben zien worden door een zwart gat. Tot aan de nu gepubliceerde onderzoeksresultaten was het nog denkbaar dat de elementen die op röntgengolflengten werden waargenomen afkomstig waren van gas dat vrijkwam bij eerdere uitbarstingen van het superzware zwarte gat. Maar het lijkt er nu toch echt op dat ze afkomstig zijn van één enkele ster. (EE)
→ A Giant Black Hole Destroys a Massive Star

9 augustus 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft een verre ster onder de loep genomen die eerder al door de Hubble-ruimtetelescoop was gedetecteerd. De nabij-infraroodcamera van Webb laat zien dat het om een zware ster van spectraalklasse B gaat, die meer dan twee keer zo heet is als onze zon en ongeveer een miljoen keer zo helder. Hij staat op recordafstand van de aarde. De ster, die de bijnaam Earendel heeft gekregen, bevindt zich in het sterrenstelsel Sunrise Arc en is alleen detecteerbaar dankzij de gecombineerde kracht van menselijke technologie en het zogeheten zwaartekrachtlenseffect. Zowel Hubble als Webb kunnen Earendel alleen zien doordat hij zich toevallig achter een rimpeling in de ruimtetijd bevindt die wordt veroorzaakt door de zware cluster van sterrenstelsels WHL0137-08. De cluster heeft dermate veel massa dat hij het weefsel van de ruimte zelf vervormt. Hierdoor fungeert hij als een soort vergrootglas waar astronomen doorheen kunnen kijken. Terwijl andere objecten in het sterrenstelsel meerdere keren door de zwaartekrachtlens worden afgebeeld, verschijnt Earendel slechts als een enkel lichtpuntje, zelfs op de gedetailleerde infraroodopnamen van Webb. Uit het feit dat de ster, ondanks een vergroting van 4000x, een nietig puntje blijft, leiden de astronomen af dat hij de verste ster is die ooit is waargenomen: zijn licht is ‘slechts’ één miljard jaar na de oerknal uitgezonden. De vorige houder van het afstandsrecord was een door Hubble waargenomen ster die ongeveer 4 miljard jaar na de oerknal wordt waargenomen. Sterren die zo zwaar zijn als Earendel hebben vaak begeleiders. Astronomen hadden niet verwacht dat Webb begeleiders van Earendel zou kunnen opsporen, omdat ze te dicht bij elkaar zouden staan om van elkaar onderscheiden te kunnen worden. Maar alleen al op basis van de kleuren van Earendel denken sterrenkundigen toch aanwijzingen te zien voor de aanwezigheid van een koelere, rodere begeleider. Het licht van deze ster is door de uitdijing van het heelal uitgerekt tot golflengten die niet waarneembaar zijn met de Hubble-ruimtetelescoop, maar wel met Webb. (EE)
→ Webb Reveals Colors of Earendel, Most Distant Star Ever Detected

2 augustus 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft een nieuwe opname gemaakt van een cluster van sterrenstelsels die bekendstaat als ‘El Gordo’. Daarop zijn verre, stofrijke objecten te zien die nog nooit eerder zijn waargenomen. Het gaat daarbij onder meer om vervormde afbeeldingen van verre achtergrondstelsels die op opnamen van de ‘oude’ Hubble-ruimtetelescoop maar amper te onderscheiden waren. El Gordo (Spaans voor de ‘dikke’) is een cluster van honderden sterrenstelsels die bestonden toen het heelal 6,2 miljard jaar oud was. Het is de meest massarijke cluster die toen bestond. Astronomen hebben Webb op deze cluster gericht, omdat hij als een natuurlijk kosmisch ‘vergrootglas’ werkt – een verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd. Met zijn sterke zwaartekracht buigt en vervormt El Gordo het licht van objecten die erachter liggen af, net als een brillenglas. Op die manier geeft hij een versterkt en vergroot beeld van verre sterrenstelsels. Een van de meest opvallende details op de foto van El Gordo is een heldere boog, bijgenaamd ‘El Anzuelo’ (de vishaak). Dat is het vervormde beeld van een sterrenstelsel wiens licht er 10,6 miljard over heeft gedaan om de aarde te bereiken. De karakteristieke rode kleur is het gevolg van een combinatie van roodverkleuring door het vele stof in het stelsel zelf en de kosmologische roodverschuiving, die het gevolg is van de uitdijing van het heelal. Door te corrigeren voor de vervormingen ten gevolge van het zwaartekrachtlenseffect, hebben astronomen kunnen vaststellen dat het ‘Vishaakstelsel’ in werkelijkheid schijfvormig is en ongeveer 26.000 lichtjaar groot – ruwweg een kwart van de diameter van ons Melkwegstelsel. Ze hebben ook de stervormingsgeschiedenis van het sterrenstelsel kunnen bestuderen en daarbij vastgesteld dat de stervorming in zijn centrum snel is afgenomen. Een ander opvallend detail op de Webb-opname is een lange dunne streep die ‘La Flaca’ (de ‘dunne’) wordt genoemd. Ook dat is een ‘gelensd’ achtergrondstelsel. Niet ver daarvandaan staat nog een ander stelsel, waarin bij nadere inspectie drie afbeeldingen van één en dezelfde rode reuzenster zijn ontdekt. Het is niet voor het eerst zo’n gelensde ster is waargenomen. De Hubble-ruimtetelescoop heeft ze ook al eens vastgelegd, maar dat waren allemaal blauwe superreuzen. De nu ontdekte rode reus is de eerste afzonderlijke ster van dit type die op een afstand van meer dan een miljard lichtjaar is waargenomen. (EE)
→ Webb Spotlights Gravitational Arcs in ‘El Gordo’ Galaxy Cluster

25 juli 2023
Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop heeft een internationaal team onder leiding van Joris Witstok (Universiteit van Cambridge, VK) een mysterieuze hoeveelheid stof ontdekt in een aantal verre sterrenstelsels in het vroege heelal. De ontdekking staat op gespannen voet met sommige theorieën over sterevolutie en stofvorming (Nature, 19 juli). Het heelal wemelt van het stof. Deze rookachtige deeltjes vormen zich in en rond sterren, en hun samenstelling varieert per stertype en productiewijze. Een deel van het sterrenstof wordt tijdens het leven van een ster in rustig tempo uitgestoten, terwijl een ander deel vrijkomt bij supernova-explosies. Witstok’s team gebruikte Webb om 253 sterrenstelsels te bekijken, waarvan de Hubble-ruimtetelescoop eerder al had vastgesteld dat ze tijdens de eerste miljard jaar na de oerknal moeten zijn ontstaan. In de Webb-spectra van tien van deze sterrenstelsels was iets vreemds te zien: een spectrale signatuur rond 217,5 nanometer, die ook wel de ‘uv-bult’ wordt genoemd. Vergelijkbare signaturen zijn tevens waargenomen in het veel nabijere, en dus recentere, heelal en worden toegeschreven aan complexe, op koolstof gebaseerde moleculen die polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) worden genoemd. Het wordt echter niet waarschijnlijk geacht dat PAK’s zich zo vroeg in de kosmische geschiedenis kunnen hebben ontwikkeld. Volgens de meeste modellen zou de vorming van de moleculen honderden miljoenen jaren in beslag nemen. De oplossing ligt mogelijk in de details van wat is waargenomen. De piek van de spectrale signatuur die het team heeft waargenomen ligt namelijk niet precies op de 217,5 nanometer die met PAK’s wordt geassocieerd, maar op 226,3 nanometer. Deze discrepantie kan erop wijzen dat de signatuur door iets anders is veroorzaakt, bijvoorbeeld grafiet- of diamantachtige deeltjes die heel vroeg door Wolf-Rayet-sterren of supernova’s kunnen zijn geproduceerd. (EE)

7 juli 2023
In lang belichte infraroodfoto's die gemaakt zijn door de Near-Infrared Camera (NEARCam) van de James Webb Space Telescope zijn enkele extreem ver verwijderde sterrenstelsels ontdekt met actieve superzware zwarte gaten in hun kern. De foto's zijn verkregen als onderdeel van de Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey. Het verste stelsel met een actief zwart gat (CEERS 1019) staat zo ver weg dat het licht dat wij er nu van ontvangen al op pad ging toen het heelal slechts 570 miljoen jaar oud was. De massa van het zwarte gat is relatief bescheiden: naar schatting zo'n 9 miljoen keer zo zwaar als de zon. Dat is ook de reden dat het met eerdere (ruimte-)telescopen nooit ontdekt is. Vermoedelijk gaat het hier om de voorloper van een actieve quasar. Twee andere superzware zwarte gaten die in de CEERS-survey zijn ontdekt, zien we zoals ze er 1 resp. 1,1 miljard jaar na de oerknal uitzagen. De massa's van de verre zwarte gaten zijn bepaald op basis van foto's en spectra, die een goede indicatie geven van de hoeveelheid gas dat door een superzwaar zwart gat wordt opgeslokt. De verre zwarte gaten zijn minder zwaar dan de exemplaren van miljarden zonsmassá's die later in de levensloop van het heelal zijn gevonden (en dus op minder grote afstanden), maar volgens de onderzoekers is het nog steeds moeilijk verklaarbaar hoe er in een periode van slechts 570 miljoen jaar zo'n zwaar zwart gat kan ontstaan. De resultaten zullen gepubliceerd worden in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Origineel persbericht

6 juli 2023
Met de James Webb Space Telescope zijn grote hoeveelheden stof ontdekt in de uitdijende schillen van twee verre supernova-explosies: 2004et en 2017eaw. Beide explosies vonden plaats in het sterrenstelsel NGC 6946, op 22 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Dankzij de infraroodinstrumenten van de Webb-telescoop is de eigen warmtestraling van het koele stof goed in beeld te brengen; dat gebeurde met het in Europa gebouwde MIRI-instrument. Uit de waarnemingen, gepubliceerd in Monthly Noltices of the Royal Astronomical Society, blijkt dat de hoeveelheid stof goed overeenkomt met theoretische modellen, die voorspellen dat supernova's de belangrijkste leveranciers zijn van kosmische stofdeeltjes. Overigens gaat het daarbij om deeltjes met de afmetingen van sigarettenrook, dus veel kleiner dan aardse stofdeeltjes. Ze ontstaan doordat het weggeblazen sterrengas afkoelt en condenseert. Uiteindelijk vormen dit soort stofjes het bouwmateriaal voor nieuwe generaties sterren en planeten. (GS)
→ Oirigineel persbericht

4 juli 2023
Sterrenkundigen zijn bij toeval getuige geweest van het relatief plotseling 'aanschakelen' van een superzwaar zwart gat in een sterrenstelsel op ongeveer 10 miljard lichtjaar afstand. In een periode van hooguit tien maanden verscheen er in het centrum van een zwak, roodgekleurd sterrenstelsel opeens een heldere 'transient' - de verzamelnaam voor sterrenkundige verschijnselen die in korte tijd sterk van helderheid veranderen. J221951-484240, zoals de transient genoemd is (de cijfers verwijzen naar de positie aan de hemel), werd in september 2019 ontdekt op ultraviolette golflengten door de NASA-kunstmaan Swift, en is daarna bestudeerd door verschillende telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Europese Very Large Telescope in Noord-Chili en de Hubble Space Telescope. De waarnemingen wroden binnenkort gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, en zijn vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting 2023. Vermoedelijk bevindt zich in de kern van het verre sterrenstelsel een superzwaar zwart gat dat plotseling veel energierijke straling begon uit te zenden. Dat zou veroorzaakt kunnen zijn door een tidal disruption event, waarbij een complete ster door het zwarte gat wordt opgeslokt. Sterrenkundigen blijven de transient de komende tijd in de gaten houden, om het langetermijngedrag te bestuderen. De ontdekking door Swift vond plaats tijdens een zoekactie naar de optische tegenhanger van een uibtarsting van zwaartekrachtgolven, waargenomen door detectoren op aarde. Zulke minieme rimpelingen in de ruimtetijd zijn het gevolg van botsingen van zwarte gaten en/of compacte neutronensterren, en in sommige gevallen kan daarbij ook een zogeheten 'kilonova' worden waargenomen. De zwaartekrachtgolven waren echter afkomstig van een afstand van 'slechts' zo'n 500 miljoen lichtjaar, en al snel bleek dat J221951-484240 een compleet ander verschijnsel moet zijn geweest. (GS)
→ Origineel persbericht

29 juni 2023
Een team van Europese astronomen heeft, samen met Indiase en Japanse collega’s, voor het eerst sterke aanwijzingen gevonden voor ultra-laagfrequente zwaartekrachtgolven, die waarschijnlijk afkomstig zijn van paren van superzware zwarte gaten in de centra van samensmeltende sterrenstelsels. Het is het resultaat van meer dan 25 jaar aan gecoördineerde waarnemingen met de gevoeligste radiotelescopen in Europa en India, waaronder de Westerbork Synthese Radiotelescoop (WSRT). Ze hebben daarmee een nieuw venster geopend op het zwaartekrachtgolfonderzoek (Astronomy & Astrophysics, 29 juni). De wetenschappers werken samen binnen de European Pulsar Timing Array (EPTA) en de Indian Pulsar Timing Array (InPTA). De EPTA is een samenwerkingsverband van wetenschappers van meer dan tien instellingen in heel Europa waarin astronomen en theoretische fysici waarnemingen van zeer regelmatige pulsen van pulsars – uitgedoofde sterren – gebruiken als een zwaartekrachtgolfdetector ter grootte van ons Melkwegstelsel. Vanuit Nederland zijn astronomen betrokken van ASTRON en de Radboud Universiteit. Andere teams van over de hele wereld hebben onafhankelijk van elkaar dezelfde resultaten geboekt, die eveneens vandaag bekend zijn gemaakt. De astronomisch grote zwaartekrachtgolfdetector, die zich uitstrekt over vijfentwintig specifiek gekozen pulsars verspreid over de Melkweg, geeft de mogelijkheid om zwaartekrachtgolven op lagere frequenties (golflengtes van enkele lichtjaren) te onderzoeken dan mogelijk is met andere detectoren zoals LIGO en Virgo (golflengtes van enkele kilometers). Op deze nanohertz-frequenties kunnen unieke bronnen en verschijnselen worden waargenomen. Emma van der Wateren, promovenda bij het Nederlands Instituut voor Radioastronomie ASTRON en de Radboud Universiteit, licht toe: ‘Pulsars zijn fantastische kosmologische klokken. We gebruiken de veranderingen in de extreme regelmaat van het ‘tikken’ van de klokken om het subtiele uitrekken en samendrukken van de ruimtetijd te detecteren dat wordt veroorzaakt door zwaartekrachtgolven.’  De zwaartekrachtgolven waar nu bewijs voor is gevonden zijn hoogstwaarschijnlijk een optelsom van signalen van een heel groot aantal superzware zwarte gaten die heel langzaam om elkaar heen draaien. Over deze populatie van dubbele zwarte gaten, die miljoenen tot miljarden malen meer massa hebben dan de zon, is nog weinig bekend. De Nederlandse bijdrage aan de EPTA-gegevens is een dataset van pulsarwaarnemingen die zestien jaar lang maandelijks gedaan zijn met de Westerbork-telescoop. De bijdrage bestond niet alleen uit waarnemingen van pulsars, maar ook uit het ontwikkelen van een nieuwe generatie pulsarinstrumenten die nu bij alle Europese radiotelescopen worden gebruikt. De EPTA-resultaten zijn gelijktijdig gepresenteerd met vergelijkbare resultaten van teams in Australië, China en Noord-Amerika (respectievelijk PPTA, CPTA en NANOGrav). De afzonderlijk behaalde resultaten zijn in goede overeenstemming met elkaar.
→ Volledig persbericht

28 juni 2023
Astronomen hebben voor het eerst sterlicht waargenomen van een sterrenstelsel in het vroege heelal dat een quasar (een actief superzwaar zwart gat) herbergt. Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop hebben ze twee sterrenstelsels met quasar waargenomen en van zowel de sterrenstelsels als het zwarte gat dat de quasar aandrijft de massa kunnen bepalen (Nature, 28 juni). Quasars behoren tot de helderste objecten in het heelal. Hun licht ontstaat doordat gas op een zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel valt dat miljoenen of zelfs miljarden keren meer massa heeft dan onze zon. Omdat ze zo helder zijn, zijn quasars tot op enorme afstanden waarneembaar. In de sterrenkunde houdt het waarnemen van verre objecten altijd in dat je ver terugkijkt in het verleden. Het licht van de verste quasars doet er meer dan 13 miljard jaar over om ons te bereiken, wat betekent dat we die quasars zien zoals ze meer dan 13 miljard jaar geleden waren – zo’n honderd miljoen jaar na de hete oerknalfase van ons heelal. Een team van astronomen, onder leiding van Masafusa Onoue, is er nu in geslaagd om de moederstelsels van quasars te bestuderen in een tijd dat het heelal minder dan tien procent van zijn huidige leeftijd had. De superzware zwarte gaten die deze zeer verre quasars aandrijven hebben verrassend hoge massa’s – verrassend omdat er sinds de oerknal naar kosmische begrippen nog niet veel tijd was geweest om de miljarden zonsmassa’s aan materie te verzamelen die deze vroege quasars lijken te bevatten. Er bestaan wel allerlei ideeën over, maar hoe die vroege superzware zwarte gaten zo snel konden groeien is nog niet helemaal duidelijk. Hoewel een quasar relatief gemakkelijk waarneembaar is, is het omringende sterrenstelsel dat niet, omdat de quasar doorgaans meer dan vijf keer zo helder is als alle sterren van zijn moederstelsel bij elkaar. Alleen met een ruimtetelescoop laten quasar en sterrenstelsel zich van elkaar scheiden, maar zelfs de Hubble-ruimtetelescoop is niet opgewassen tegen deze taak, vooral omdat het licht van verre sterrenstelsels sterk ‘roodverschoven’ is. Daardoor is hun sterlicht in het infrarode deel van het elektromagnetische spectrum terechtgekomen. Dat is juist waar de Webb-ruimtetelescoop tot zijn recht komt: als infrarood-ruimtetelescoop op 1,5 miljoen kilometer van de aarde is hij uiterst geschikt voor het waarnemen van zeer verre quasars en hun moederstelsels.  In 2022 hebben Onoue en zijn team de quasars J2236+0032 en J2255+0251 bijna twee uur lang waargenomen met de nabij-infraroodcamera van Webb. Het licht van deze quasars heeft er respectievelijk 12,9 en 12,8 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken, waardoor we ze zien zoals ze er respectievelijk 870 en 880 miljoen jaar na de oerknal uitzagen. Afgaande op de hoeveelheid sterlicht ‘wegen’ de sterrenstelsels 130 en 30 miljard zonsmassa’s. Ter vergelijking: de massa van ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg, bedraagt ongeveer 60 miljard zonsmassa’s. De astronomen hebben ook de nabij-infraroodspectrograaf van Webb gebruikt om het gecombineerde spectrum van de quasar en het moederstelsel te analyseren. Bepaalde spectrale kenmerken zijn direct gerelateerd aan de snelheid waarmee gas rond het zwarte gat draait, en op basis hiervan schatten de onderzoekers de massa’s van de zwarte gaten van de beide quasars op respectievelijk 1,4 miljard en 200 miljoen zonsmassa’s. (De massa van het zwarte gat in ons Melkwegstelsel bedraagt slechts ongeveer vier miljoen zonsmassa’s.) (EE)
→ With JWST, a first glimpse of stars in the neighborhood of massive black holes in the early universe

22 juni 2023
Een internationaal team van sterrenkundigen heeft voor het eerst een lange gammaflits waargenomen nabij het centrum van een oud sterrenstelsel. Dat is bijzonder omdat zo’n gammaflits meestal ontstaat bij instortende zware sterren of bij langdurig om elkaar cirkelende neutronensterren, en die zijn er niet in het centrum van oude sterrenstelsels. Het team, onder leiding van Andrew Levan (Radboud Universiteit), publiceert hun bevindingen in Nature Astronomy. Lange gammaflitsen van minstens een paar seconden kunnen alleen ontstaan, zo was het idee, als een heel zware ster aan het eind van zijn leven instort tot een supernova. In 2022 kwam er een tweede veroorzaker van lange gammaflitsen bij toen twee grote sterren, die al hun hele leven rond elkaar draaiden, aan het eind in neutronensterren veranderden en op elkaar botsten tot een kilonova. En nu lijkt het erop dat lange gammaflitsen op een derde manier kunnen ontstaan. ‘Onze gegevens duiden erop dat twee losse neutronensterren zijn gefuseerd. Dus niet neutronensterren die al heel lang om elkaar heen draaien,’ zegt hoofdonderzoeker Andrew Levan (Radboud Universiteit). ‘We vermoeden dat de neutronensterren naar elkaar toe zijn geduwd onder invloed van de zwaartekracht van de vele omliggende sterren in het centrum van het sterrenstelsel.’ Het team van onderzoekers onderzocht de nasleep van een gammaflits die op 19 oktober 2019 werd waargenomen door de Swift-ruimtetelescoop. Ze deden dat met de Gemini South-telescoop in Chili, de Nordic Optical Telescope op het Canarische eiland La Palma en ruimtetelescoop Hubble. Hun waarnemingen laten zien dat de flits optrad in de buurt van het centrum van een oud sterrenstelsel. Dat leverde meteen twee argumenten op die wijzen op het samensmelten van twee bronnen. Het eerste argument is dat er in oude sterrenstelsels bijna geen zware sterren zijn die kunnen instorten tot supernova’s. Zware sterren zijn namelijk typisch iets voor jonge sterrenstelsels. Daarbij komt dat supernova’s helder licht uitzenden en dat hebben de astronomen niet waargenomen. Een tweede argument is dat het een drukte van belang is in het centrum van een sterrenstelsel. Daar bevinden zich honderdduizenden normale sterren, witte dwergen, neutronensterren, zwarte gaten en stofwolken die allemaal rond een superzwaar zwart gat draaien. Alles bij elkaar gaat het om meer dan tien miljoen sterren en objecten opeengepakt binnen ongeveer vier lichtjaar. De kans op een botsing in het centrum van een sterrenstelsel is dus veel groter dan bijvoorbeeld in het dunbevolkte buitengebied. De onderzoekers houden wel nog een slag om de arm. De langdurige gammaflits kan ook zijn ontstaan bij een botsing tussen andere compacte objecten, bijvoorbeeld zwarte gaten en witte dwergen. De onderzoekers hopen in de toekomst dat ze lange gammaflitsen gelijktijdig met zwaartekrachtgolven kunnen waarnemen. Dan kunnen ze definitievere uitspraken doen over de herkomst van de straling. 
→ Oorspronkelijk persbericht

12 juni 2023
In het vroege heelal was het gas tussen de sterren en sterrenstelsels ondoorzichtig – energierijk sterlicht kon er niet doorheen dringen. Maar een miljard jaar na de oerknal was dit gas volledig doorzichtig geworden. Waarom? Waarnemingen met de Webb-ruimtetelescoop van een aantal sterrenstelsels die bestonden toen het heelal nog maar 900 miljoen jaar oud was geven het antwoord. De sterren in deze sterrenstelsels zonden genoeg licht uit om het gas in hun omgeving te verhitten en ioniseren, waardoor enorme transparante ‘bellen’ werden gevormd. Na de oerknal was het gas in het heelal ongelooflijk heet en dicht. Gedurende honderden miljoenen jaren koelde het gas af, totdat het heelal op de ‘herhaalknop’ drukte. Het gas werd opnieuw heet en geïoniseerd – waarschijnlijk door de vorming van de eerste sterren in sterrenstelsels – en in de loop van miljoenen jaren transparant. Deze gebieden van doorzichtig gas zijn enorm groot in vergelijking met de sterrenstelsels zelf: denk maar aan een heteluchtballon met een erwt in het centrum. De Webb-gegevens laten zien dat deze relatief kleine sterrenstelsels de reïonisatie aandreven, waarbij enorme gebieden in de ruimte om hen heen werden schoongeveegd. In de daaropvolgende honderd miljoen jaar werden deze transparante ‘bubbels’ steeds groter en uiteindelijk smolten ze samen, waardoor het hele heelal doorzichtig werd. Lilly’s team heeft zich met opzet gericht op een moment net voor het einde van het reïonisatietijdperk, toen het heelal nog niet helemaal transparant, maar ook niet meer helemaal ondoorzichtig was. Daartoe hebben de astronomen Webb op de quasar J0100+2802 gericht – een extreem helder actief superzwaar zwart gat dat als een enorme schijnwerper functioneert. Onderweg naar de aarde is het licht van de quasar door diverse gaswolken gegaan, waarbij het ofwel werd geabsorbeerd door gas dat ondoorzichtig was of ongehinderd door transparant gas heen ging. Dit geeft astronomen uitgebreide informatie over de samenstelling en toestand van het gas. De onderzoekers hebben Webb gebruikt om sterrenstelsels in de buurt van deze gezichtslijn te identificeren. Zo konden ze aantonen dat deze stelsels over het algemeen omgeven zijn door transparante gebieden met een straal van ongeveer twee miljoen lichtjaar. Om dit in perspectief te plaatsen: het gebied dat deze sterrenstelsels hebben schoongeveegd is ongeveer even uitgestrekt als de ruimte tussen ons Melkwegstelsel en onze naaste buur, het Andromedastelsel. De gegevens laten zien dat de verre sterrenstelsels chaotischer zijn dan die in het nabije heelal. Ze vormden actief sterren en moeten het toneel van talrijke supernova-explosies zijn geweest. De Webb-gegevens bevestigen ook dat het zwarte gat in de quasar in het centrum van dit veld van sterrenstelsels het zwaarste is dat tot nu toe is ontdekt in het vroege heelal. Het heeft tien miljard keer zoveel massa als de zon. Het is astronomen een raadsel hoe quasars zo vroeg in de geschiedenis van het heelal zo groot konden worden. (EE)
→ NASA’s Webb Proves Galaxies Transformed the Early Universe

12 juni 2023
Een internationaal team van wetenschappers heeft een uitzonderlijk zeldzame supernova ontdekt waarvan het licht door een zogeheten zwaartekrachtlens wordt versterkt. De supernova draagt de officiële aanduiding SN 2022qmx, maar zijn ontdekkers noemen hem simpelweg ‘SN Zwicky’. SN Zwicky bevindt zich op een afstand van meer dan 4 miljard lichtjaar en is met bijna een factor 25 vergroot door een sterrenstelsel op de voorgrond dat als ‘loep’ fungeert (Nature Astronomy, 12 juni). SN Zwicky werd in augustus 2022 ontdekt met de Zwicky Transient Facility en werd vanwege zijn grote helderheid al snel aangemerkt als een interessant object. Vervolgens heeft het team, met behulp van de Keck-telescopen op Hawaï, de Europese Very Large Telescope in Chili en de Hubble-ruimtetelescoop, vastgesteld dat de uitzonderlijke helderheid van de supernova te danken is aan het zwaartekrachtlenseffect van een nabijer sterrenstelsel. Door dit effect zijn op de telescoop-opnamen ook vier afzonderlijke beelden van de supernova te zien. SN Zwicky behoort tot een klasse van supernova’s (Type Ia) die astronomen ‘standaardkaarsen’ noemen, omdat ze dankzij hun vaste intrinsieke helderheden kunnen worden gebruikt om afstanden in het heelal te bepalen. Supernova’s als deze zijn overigens niet alleen nuttig als ‘kosmische meetlat’, maar bieden astronomen ook de mogelijkheid om de eigenschappen van sterrenstelsels te onderzoeken, waaronder de daarin aanwezige donkere materie (materie die geen licht uitzendt of weerkaatst, maar wel het leeuwendeel van alle materie in het heelal vormt). Ook kunnen ‘gelensde’ supernova’s de huidige modellen van de uitdijing van het heelal helpen verfijnen en meer inzicht geven in de aard van de zogeheten donkere energie – een mysterieuze kracht die de zwaartekracht tegenwerkt en het heelal steeds sneller doet uitdijen. (EE)
→ Astronomers discover supernova explosion through rare ‘cosmic magnifying glasses’

5 juni 2023
Tijdens de 242ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Albuquerque (VS) wordt gehouden, zijn de eerste resultaten gepresenteerd van de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey oftewel JADES. Bij deze survey kijkt de Webb-ruimtetelescoop diep het heelal in om een aantal van de zwakste en verste sterrenstelsels te bestuderen. De voorlopige oogst: honderden sterrenstelsels die al bestonden toen het heelal minder dan 600 miljoen jaar oud was, en sterrenstelsels die herhaalde uitbarstingen van stervorming (ook bekend als starbursts) hebben ondergaan en nu grote aantallen jonge, hete sterren bevatten. Gedurende honderden miljoenen jaren na de oerknal was het heelal gevuld met een ‘mist’ van gas die de ruimte ondoorzichtig maakte voor energierijk licht. Pas een miljard jaar na de oerknal was deze mist opgetrokken en werd het heelal transparant – een proces dat bekendstaat als reïonisatie. Wetenschappers vragen zich al geruime tijd af wat de belangrijkste veroorzakers van dit reïonisatie-proces zijn geweest: actieve superzware zwarte gaten of sterrenstelsels vol hete, jonge sterren. Als onderdeel van het JADES-programma onderzoeken astronomen verre sterrenstelsels op tekenen van stervorming, en die hebben ze in overvloed gevonden. Bijna alle verre stelsels die met Webb zijn opgespoord vertonen ongewoon sterke signaturen van emissielijnen die wijzen op de recente vorming van grote aantallen zware sterren. Deze heldere sterren produceerden een stortvloed aan ultraviolet licht, dat ervoor zorgde dat de atomen van het alomaanwezige gas elektronen kwijtraakten oftewel werden geïoniseerd. Omdat deze vroege sterrenstelsels zo’n grote populatie van hete, zware sterren bevatten, waren zij mogelijk de belangrijkste drijvende kracht achter het reïonisatie-proces. De karakteristieke sterke emissielijnen die zijn waargenomen, zijn ontstaan door de latere hereniging van elektronen en atoomkernen. Er zijn ook aanwijzingen gevonden dat de perioden van snelle stervorming die de jonge sterrenstelsels hebben doorgemaakt werden afgewisseld met rustige perioden waarin minder sterren werden gevormd. Mogelijk kwam dit doordat de stelsels tijd nodig hadden om gas uit hun omgeving aan te trekken. Maar omdat zware sterren al vrij kort na hun ontstaan exploderen, is het ook denkbaar dat er met tussenpozen zoveel energie in hun omgeving werd gepompt, dat het daar aanwezige gas niet tot nieuwe sterren kon samenklonteren. Een ander onderdeel van het JADES-programma is de zoektocht naar sterrenstelsels die al bestonden toen het heelal minder dan 400 miljoen jaar oud was. Door deze vroege sterrenstelsels te bestuderen, kunnen astronomen onderzoeken in hoeverre de stervorming in de eerste jaren na de oerknal anders verliep dan nu. Vóór Webb waren er uit de periode tot 650 miljoen jaar na de oerknal slechts enkele tientallen sterrenstelsels bekend, maar JADES heeft nu bijna duizend van deze extreem verre sterrenstelsels opgespoord – veel meer dan vooraf werd verwacht. (EE)
→ Early Universe Crackled With Bursts of Star Formation, Webb Show

31 mei 2023
Het buitenste deel van de schijf van het sterrenstelsel M64 is afkomstig van een ander, kleiner sterrenstelsel. Dat blijkt uit onderzoek door een internationaal team van astronomen. Hun bevindingen zullen binnenkort worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, maar zijn inmiddels al als preprint op arXiv te vinden. M64 of voluit Messier 64 werd in maart 1779 ontdekt door de Britse astronoom Edward Pigott en nadien ook door de Fransman Charles Messier, die het object toevoegde aan zijn beroemde lijst van nevelachtige objecten. Vanwege zijn sinistere uiterlijk wordt dit schijfvormige sterrenstelsel op 32 miljoen lichtjaar van de aarde ook wel het ‘het boze oog’ genoemd. Uit eerdere onderzoeken was al gebleken dat M64 een bijzondere eigenschap heeft: de binnenste delen van dit stelsel draaien in tegengestelde richting ten opzichte van de buitenste delen. Dit leidde tot de speculatie dat het buitenste deel afkomstig is van een naburig dwergstelsel, maar tot nu toe was daar geen hard bewijs voor. Nieuwe waarnemingen met de Hyper Suprime-Cam van de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï hebben daar nu verandering in gebracht. Door de telescoop niet rechtstreeks op M64 te richten, maar diens omgeving te scannen, hebben de astronomen een ijle halo van materie rond het sterrenstelsel ontdekt – een structuur die kenmerkend is voor sterrenstelsels die een soortgenoot hebben opgeslokt. Ook ontdekten ze een opeenhoping van sterren – een zogeheten schil – zoals die eveneens bij samensmeltingen van sterrenstelsels ontstaat. Met behulp van computersimulaties en gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben de astronomen een schatting kunnen maken van de samenstelling en de massa van het dwergstelsel waarvan ze vermoeden dat het door M64 is opgeslokt. Beide komen ruwweg overeen met die van de Kleine Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsel in de nabijheid van ons Melkwegstelsel waarvan uit eerder onderzoek al was gebleken dat het geleidelijk wordt gekannibaliseerd. Het lijkt er dus sterk op dat ditzelfde scenario zich ook bij M64 heeft voltrokken. (EE)
→ A closer look at galaxy M64's outer disk shows that it came from a smaller dwarf galaxy (Phys.org)

19 mei 2023
Astronomen hebben de röntgenstraling waargenomen van de helderste quasar van de afgelopen negen miljard jaar: SMSS J114447.77-430859.3 of kortweg J1144. Het onderzoek stond onder leiding van Elias Kammoun, postdoc aan het Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP, Frankrijk), en Zsofi Igo, promovendus aan het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE, Duitsland). J1144 bevindt zich in een sterrenstelsel op 9,6 miljard lichtjaar afstand van de aarde, tussen de sterrenbeelden Centaurus en Hydra, en is extreem krachtig: hij straalt honderd biljoen keer zo fel als de zon. De quasar staat veel dichterbij dan andere bronnen van deze helderheid, waardoor astronomen meer te weten kunnen komen over het zwarte gat dat de quasar aandrijft en diens omgeving. Quasars behoren tot de helderste en verst afgelegen objecten in het heelal. Ze ontlenen hun energie aan gas dat naar een superzwaar zwart gat toe stroomt. Ze laten zich omschrijven als actieve galactische kernen die enorme hoeveelheden elektromagnetische straling uitzenden op zowel radio-, infrarode, zichtbare, ultraviolette als röntgengolflengten. J1144 werd in 2022 voor het eerst waargenomen op zichtbare golflengten in het kader van de SkyMapper Southern Survey – een verkenning van de volledige zuidelijke hemel met behulp van een telescoop in Australië. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen waarnemingen van vier röntgentelescopen in de ruimte met elkaar gecombineerd. Met behulp van deze gegevens hebben ze de temperatuur gemeten van de röntgenstraling die door quasar J1144 wordt uitgezonden. Deze temperatuur blijkt ongeveer 350 miljoen kelvin te bedragen oftewel meer dan 60.000 keer de temperatuur van het zonsoppervlak. Verder hebben de onderzoekers vastgesteld dat de massa van het zwarte gat in het centrum van de quasar ongeveer tien miljard zonsmassa’s bedraagt. Jaarlijks komt daar nog ongeveer honderd zonsmassa’s bij. Het röntgenlicht van J1144 varieert op een tijdschaal van enkele dagen, wat uitzonderlijk kort is voor een quasar met een zwart gat van deze omvang. Bij zwarte gaten van vergelijkbare grootte zijn doorgaans variaties op tijdschalen van maanden tot jaren te zien. Uit de waarnemingen bleek ook dat niet al het toestromende gas door het zwarte gat wordt opgeslokt, maar dat een deel ervan weer wordt uitgestoten in de vorm van extreem krachtige winden. Als gevolg daarvan worden grote hoeveelheden energie in het omringende sterrenstelsel gepompt. De resultaten van dit onderzoek zijn vandaag gepresenteerd in de Monthly Notices, het astronomische vaktijdschrift van de Royal Astronomical Society. (EE)
→ An X-ray look at the heart of powerful quasars

12 mei 2023
Een team van astronomen, onder leiding van de Universiteit van Southampton (VK), heeft de grootste kosmische explosie ontdekt die ooit is waargenomen. De explosie is meer dan tien keer zo helder als alle bekende supernova’s (exploderende sterren) en drie keer zo helder als het helderste tidal disruption event – het verschijnsel waarbij een ster door een superzwaar zwart gat wordt opgeslokt (MNRAS, 12 mei). De explosie, die te boek staat als AT2021lw, duurt inmiddels als meer dan drie jaar, terwijl de meeste supernova’s al binnen een paar maanden uitdoven. Hij vond plaats op een afstand van acht miljard lichtjaar, oftewel op het moment dat het heelal nog maar ongeveer zes miljard jaar oud was. De gebeurtenis wordt nog steeds door een netwerk van telescopen gevolgd. De onderzoekers denken dat de explosie is ontstaan toen een enorme gaswolk, mogelijk duizenden keren groter dan onze zon, hevig werd verstoord door een superzwaar zwart gat. Daarbij zouden delen van de wolk worden opgeslokt en schokgolven door het restant én door de dikke, stofrijke accretieschijf rond het zwarte gat heen gaan. Zulke gebeurtenissen zijn heel zeldzaam en niets van deze omvang is eerder waargenomen. Afgelopen jaar waren astronomen nog getuige van de helderste explosie tot op dat moment: een gammaflits met de aanduiding GRB 221009A. Deze was weliswaar helderder dan AT2021lw, maar duurde maar heel kort. Alles bij elkaar kwam bij de nu ontdekt explosie veel meer energie kwijt. Qua helderheid komen verder alleen quasars – superzware zwarte gaten die door een constante toestroom van gas worden gevoed – in de buurt, maar die vertonen in de loop van de tijd flinke helderheidsfluctuaties. AT2021lwx werd in 2020 voor het eerst opgemerkt met de Zwicky Transient Facility in Californië (VS), en vervolgens opgepikt door het Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) op Hawaï. Deze beide faciliteiten speuren de nachthemel af naar tijdelijke objecten die snel van helderheid veranderen, zoals supernova’s. De ware omvang van de explosie werd pas duidelijk nadat het team het object nader had bestudeerd met diverse telescopen, waaronder de Europese New Technology Telescope in het noorden van Chili en de Telescopio Canarias in La Palma in Spanje. Er zijn verschillende theorieën over wat een explosie van deze omvang kan hebben veroorzaakt, maar de astronomen vermoeden dat een extreem grote wolk waterstofgas of stof uit zijn baan om het zwarte gat is geraakt en daar naar binnen is gevlogen. Ze zijn inmiddels bezig om meer gegevens over de explosie te verzamelen, onder meer op röntgengolflengten. Dan zal wellicht blijken hoe heet het object is en welke onderliggende processen er plaatsvinden. Ook zal met behulp van computersimulaties worden onderzocht of de huidige theorie over de oorzaak van de explosie kan kloppen. (EE)
→ Astronomers reveal the largest cosmic explosion ever seen

11 mei 2023
Een internationaal team, onder leiding van LI Di van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC), heeft ontdekt dat de magnetische omgeving van de repeterende snelle ‘radioflitser’ FRB 20190520B sterke veldomkeringen vertoont. Dat kan erop wijzen dat dit ongeveer drie miljard lichtjaar verre object een begeleider heeft (Science, 11 mei). Snelle radioflitsen – Fast Radio Bursts (FRBs) in het Engels – zijn korte maar krachtige pulsen van radiostraling die van bronnen ver buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn. De pulsen duren slechts een paar duizendsten van een seconde en zijn doorgaans eenmalig en onvoorspelbaar. Maar er zijn uitzonderingen: zo produceert FRB 20190520B – in 2019 ontdekt met de grote Chinese radiotelescoop FAST – enkele radioflitsen per uur, wat hem tot een ideaal doelwit maakt voor geplande waarnemingen met meerdere radiotelescopen. LI Di en zijn collega’s hebben FRB 20190520B recent waargenomen met de Parkes-radiotelescoop in Australië en de Green Bank-radiotelescoop in de VS. Bij een gecombineerde analyse van de daarbij verzamelde gegevens hebben de astronomen de polarisatie-eigenschappen van dit object gemeten en daarbij vastgesteld dat zijn zogeheten Faraday-rotatie sterk fluctueert. Dit wijst erop dat de magnetische velden in de omgeving van dit object omkeringen vertonen. De oorzaak van deze veldomkeringen – ook wel ompolingen genoemd – wordt gezocht bij een ‘schild’ van plasma dat minimaal 300 miljoen kilometer van de bron van de snelle radioflitsen verwijderd is. De onderzoekers suggereren nu dat de radiopulsen van FRB 20190520B door de halo van een begeleidend object gaan. Dat zou een zwart gat kunnen zijn, maar ook een zware ster die hevige sterrenwinden produceert. (EE)
→ Researchers discover twisted fields around mysterious fast radio burst

10 mei 2023
Onderzoek door een onderzoeksteam van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), onder leiding van Jorge Sanchez Almeida, wijst erop dat een vreemde dunne structuur van sterren die onlangs met de Hubble-ruimtetelescoop is ontdekt waarschijnlijk een sterrenstelsel is dat we van opzij zien (Astronomy and Astrophysics Letters, 9 mei). Het raadselachtige spoor van sterren op acht miljard lichtjaar afstand werd eerder dit jaar opgemerkt door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Nederlander Pieter van Dokkum van de Yale Universiteit (VS). Dit team kwam met de nogal opmerkelijke hypothese dat de structuur mogelijk het werk was van een superzwaar zwart dat met hoge snelheid door de ruimte beweegt en daarbij intergalactisch gas zodanig in beroering heeft gebracht dat zich daarin nieuwe sterren hebben gevormd. Andere astronomen wezen er al snel op dat er ook minder exotische verklaringen voor te vinden waren. In hun recente onderzoek zijn Almeida en zijn team tot de conclusie gekomen dat deze ongewone structuur van sterren niets anders is dan een fors sterrenstelsel zonder centrale uitstulping waar we van opzij tegenaan kijken. Ter onderbouwing hebben de IAC-onderzoekers het vreemde object vergeleken met een bekend sterrenstelsel op kleinere afstand, IC 5249, dat een vergelijkbare hoeveelheid sterren bevat. Ook hebben ze gekeken naar het verband tussen de massa van het vermoedelijke sterrenstelsel en zijn maximale rotatiesnelheid (de zogeheten Tully–Fisher-relatie). Daarbij hebben ze vastgesteld dat het object niet alleen lijkt op een sterrenstelsel, maar zich ook zo gedraagt. Toch blijft het volgens Almeida een interessant object, omdat het een vrij groot sterrenstelsel betreft op een afstand waar de meeste sterrenstelsels kleiner zijn. Er zullen dus zeker nog meer waarnemingen van worden gedaan. (EE)
→ The mystery of the runaway supermassive black hole, solved

3 mei 2023
Met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT) heeft een team van astronomen voor het eerst de chemische ‘vingerafdrukken’ ontdekt die zijn achtergelaten door de explosies van de eerste sterren in het heelal (The Astrophysical Journal, 3 mei). Wetenschappers denken dat de eerste sterren in het heelal heel anders waren dan de huidige. Toen ze 13,5 miljard jaar geleden op het kosmische toneel verschenen, bevatten ze alleen waterstof en helium, de eenvoudigste chemische elementen in de natuur. Deze oersterren, waarvan wordt aangenomen dat ze tientallen of honderden keren zoveel massa hadden als onze zon, kwamen al snel aan hun einde bij hevige explosies die supernova’s worden genoemd. Daarbij verrijkten zij het omringende gas voor het eerst met zwaardere elementen. Uit dit verrijkte gas werden latere generaties sterren geboren, die op hun beurt ook weer zwaardere elementen uitstootten toen zij stierven. Hoewel de oersterren allang zijn verdwenen, kunnen astronomen toch meer over hen te weten komen. Ze laten zich indirect onderzoeken door de chemische elementen te detecteren die zij na hun dood in hun omgeving hebben verspreid. Afhankelijk van de massa’s van deze vroege sterren en de energie van hun explosies, kwamen bij hun uiteindelijke supernova’s verschillende chemische elementen vrij, zoals koolstof, zuurstof en magnesium, die in de buitenste lagen van sterren voorkomen. Maar sommige van deze explosies waren niet krachtig genoeg om nog zwaardere elementen zoals ijzer, dat alleen in de kernen van sterren voorkomt, over hun omgeving te verspreiden. Omdat de aanwezigheid van ijzer in de resulterende gaswolken het moeilijk zou maken om er zeker van te zijn dat het materiaal echt ongerept was, heeft het team alleen naar verre gaswolken gezocht die arm zijn aan ijzer, maar rijk aan de overige elementen: de overblijfselen van laagenergetische supernova-explosies. En met succes: ze ontdekten drie verre wolken in het vroege heelal met heel weinig ijzer, maar veel koolstof en andere elementen – de vingerafdruk van de explosies van de allereerste sterren. De drie verre gaswolken die nu met de VLT zijn opgespoord, nemen we waar op een moment dat het heelal nog maar tien tot vijftien procent van zijn huidige leeftijd had. Om deze verre gaswolken op te sporen en te bestuderen, hebben de astronomen gebruik gemaakt van kosmische lichtbakens die quasars worden genoemd. Dat zijn zeer heldere bronnen die worden aangedreven door superzware zwarte gaten in de centra van verre sterrenstelsels. Tijdens zijn reis door het heelal passeert het licht van een quasar gaswolken die elk hun eigen chemische vingerafdruk in het quasarlicht achterlaten. Om deze chemische vingerafdrukken op te sporen, analyseerde het team gegevens van verschillende quasars die zijn waargenomen met het X-shooter-instrument van de VLT. X-shooter splitst licht in een extreem breed scala van golflengten, oftewel kleuren, wat hem heel geschikt maakt voor het identificeren van tal van chemische elementen in verre gaswolken. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

26 april 2023
Voor het eerst hebben astronomen in één keer de schaduw van het zwarte gat in het sterrenstelsel Messier 87 (M87) en de krachtige jet die dit zwarte gat uitstoot waargenomen. De waarnemingen zijn in 2018 gedaan met radiotelescopen van de Global Millimetre VLBI Array (GMVA), aangevuld met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Greenland Telescope (GLT). Dankzij deze nieuwe foto kunnen astronomen beter begrijpen hoe zwarte gaten zulke energierijke jets kunnen ‘lanceren’. De meeste sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat in hun centrum. Hoewel zwarte gaten erom bekend staan dat ze materie uit hun directe omgeving opslokken, kunnen zij ook krachtige jets uitstoten die tot ver buiten de grenzen van hun sterrenstelsels reiken. Astronomen worstelen al geruime tijd met de vraag hoe zulke enorme jets kunnen ontstaan. De vandaag gepubliceerde foto laat voor het eerst zien hoe de basis van een jet verbonden is met de materie die rond een superzwaar zwart gat wervelt. Het onderwerp van de foto is het 55 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel M87, dat een zwart gat in zijn kern heeft met 6,5 miljard keer zoveel massa als de zon. Het gebied rond dit zwarte gat en diens jet waren eerder al afzonderlijk waargenomen, maar dit is voor het eerst dat ze samen tegelijk in beeld zijn gebracht. De foto is verkregen met GMVA, ALMA en de GLT, die samen een wereldwijd netwerk van radiotelescopen vormen en zo een radiotelescoop ter grootte van de aarde nabootsen. Zo’n groot netwerk kan zeer kleine details onderscheiden in het gebied rond het zwarte gat in het centrum van M87. Op de foto is niet alleen de jet te zien die bij het zwarte gat ontstaat, maar ook de zogeheten schaduw van het zwarte gat. Materie die om een zwart gat cirkelt wordt heet en straalt licht uit. Het zwarte gat buigt dit licht af en vangt een deel ervan in, waardoor vanaf de aarde gezien een ringvormige structuur rond het zwarte gat ontstaat. Het donkere gebied binnen de ring is de schaduw van het zwarte gat, zoals die in 2017 voor het eerst in beeld werd gebracht met de Event Horizon Telescope (EHT). Net als de eerdere EHT-opname combineert de vandaag gepresenteerde foto gegevens van meerdere radiotelescopen die verspreid over de wereld staan opgesteld, maar dan op een langere golflengte: 3,5 millimeter in plaats van 1,3 mm. De ring die door het GMVA-netwerk is vastgelegd, is in vergelijking met de foto van de Event Horizon Telescope ongeveer de helft groter. Dat wijst erop dat op de nieuwe foto meer materiaal te zien is dat naar het zwarte gat toe valt dan op de EHT-opname. (EE)
→ Volledig persbericht

26 april 2023
Astronomen in de door Canada geleide CHIME/FRB-collaboratie hebben 25 nieuwe repetitieve bronnen van snelle radioflitsen ontdekt. Daarmee komt het totaal op vijftig. Ook heeft het team het vermoeden versterkt dat mogelijk alle bronnen van snelle radioflitsen uiteindelijk repetitief zijn (The Astrophysical Journal, 26 april). Snelle radioflitsen zijn een van de grootste raadsels in de astronomie. Astronomen weten dat deze uiterst korte, maar zeer heldere uitbarstingen van radiostraling van ver buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn, maar hun precieze oorsprong is onbekend. Een mogelijke bron zijn de zogeheten magnetars: de sterk magnetische, compacte restanten van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Bij de meeste van de duizenden bronnen van snelle radioflitsen die tot nu zijn ontdekt is slechts één keer een uitbarsting gezien, maar er bestaat ook een grote groep van repetitieve ‘radioflitsers’. Onduidelijk is nog of de eenmalige en de herhalende snelle radioflitsen dezelfde oorsprong hebben. Om daar achter te komen proberen astronomen zoveel mogelijk van deze flitsen te registreren, en de Canadese radiotelescoop CHIME, die elke dag de complete noordelijke hemel afspeurt, speelt daarbij een belangrijke rol. Met behulp van nieuwe statistische hulpmiddelen hebben de astronomen nu kunnen aantonen dat de meeste repetitieve bronnen van snelle radioflitsen verrassend inactief zijn: ze produceren minder dan één radioflits per week waarnemingstijd. En dat doet vermoeden dat veel van de schijnbaar eenmalige radioflitsen afkomstig zijn van bronnen die gewoon nog niet lang genoeg zijn waargenomen om een tweede uitbarsting te detecteren. (EE)
→ Astronomers double number of known repeating fast radio bursts

26 april 2023
Astronomen hebben een van de grootste mysteries rond quasars – de helderste objecten in het heelal – opgelost door te ontdekken dat ze worden ‘ontstoken’ door botsende sterrenstelsels (MNRAS, 26 april). Quasars – de Engelse afkorting staat voor quasi-stellar radio source – zijn objecten die zo helder kunnen stralen als een biljoen sterren, samengepakt in een volume ter grootte van ons zonnestelsel. In de zestig jaar sinds hun ontdekking is het een raadsel gebleven hoe zo’n compact object zo’n intense bron van straling kan zijn. Nieuw onderzoek onder leiding van wetenschappers van de universiteiten van Sheffield en Hertfordshire (VK) heeft nu onthuld dat de oorzaak ligt bij botsingen tussen sterrenstelsels. De botsingen werden opgemerkt toen onderzoekers, met behulp van diepe opnamen van de Isaac Newton-telescoop op La Palma, vervormde structuren ontdekten in de buitenste regionen van sterrenstelsels waarin quasars voorkomen. De meeste sterrenstelsels hebben superzware zwarte gaten in hun centrum. Daarnaast bevatten ze ook aanzienlijke hoeveelheden gas, maar meestal cirkelt dit gas op grote afstand om het centrum, buiten het bereik van het daar aanwezige zwarte gat. Wanneer echter twee stelsels met elkaar in botsing komen, wordt dit gas naar het zwarte gat toe gedreven. En net voordat het gas door het zwarte gat wordt opgeslokt, geeft het enorme hoeveelheden energie af in de vorm van de intense straling die karakteristiek is voor quasars. Door waarnemingen van 48 quasars en hun thuisstelsels te vergelijken met opnamen van meer dan honderd stelsels zonder quasar, kwamen de onderzoekers tot de conclusie dat sterrenstelsels die quasars herbergen ongeveer drie keer zoveel kans hebben op interacties of botsingen met andere stelsels. Het is voor het eerst dat een steekproef van quasars van deze omvang met deze gevoeligheid in beeld is gebracht. De ‘ontsteking’ van een quasar kan dramatische gevolgen hebben voor het omringende sterrenstelsel. Door de gebeurtenis wordt het nog resterende gas uit het sterrenstelsel verdreven, waardoor het miljarden jaren lang geen nieuwe sterren meer kan vormen. Over ruwweg vijf miljard jaar zal ook ons Melkwegstelsel dit lot ondergaan, doordat het in botsing komt met het naburige Andromedastelsel. (EE)
→ Astronomers solve the 60-year mystery of quasars – the most powerful objects in the Universe

25 april 2023
Als ze bestaan, verslinden middelzware zwarte gaten opdringerige sterren als een slordige kleuter: ze nemen een paar happen en slingeren het restant vervolgens de ruimte in, zo blijkt uit nieuw onderzoek onder leiding van Fulya Kıroğlu (Northwestern University, VS). Met behulp van nieuwe 3D-computersimulaties bootsten de astronomen zwarte gaten van verschillende massa’s na en slingerden er sterren ongeveer zo groot als onze zon langs, om te zien wat er zou kunnen gebeuren. De astronomen ontdekten dat wanneer een ster een middelzwaar zwart gat nadert, hij in eerste instantie wordt ingevangen in een baan om het zwarte gat. Vervolgens begint het zwarte gat aan een langdurige, wrede maaltijd. Elke keer dat de ster een rondje maakt, neemt het er een hap uit, waardoor de ster geleidelijk steeds verder afslankt. Uiteindelijk blijft alleen de misvormde en uiterst compacte kern van de ster over, waarna het zwarte gat het overblijfsel de ruimte in slingert. De nieuwe simulaties geven niet alleen een indruk van het gedrag van middelzware zwarte gaten, ze bieden astronomen ook een methode om deze ‘verborgen reuzen’ eindelijk op te kunnen sporen. Zwarte gaten zijn niet rechtstreeks waarneembaar, omdat ze geen licht uitzenden. In plaats daarvan moeten astronomen dus kijken naar de interacties tussen deze objecten en hun omgeving. Elke keer dat een ingevangen ster langs zo’n middelzwaar zwart gat scheert, verliest het niet alleen massa, maar ontstaat ook een lichtflits. En omdat elke lichtflits helderder is dan de vorige, kan dit karakteristieke patroon door astronomen worden gebruikt om middelzware zwarte gaten te herkennen. Hoewel astronomen al tal van zwarte gaten hebben ontdekt, blijken middelzware zwarte gaten moeilijk vindbaar te zijn. Zwarte gaten die ontstaan wanneer de kern van een zware ster ineenstort hebben ongeveer drie tot tien keer zoveel massa als onze zon. Aan de andere kant van het spectrum bevinden zich de superzware zwarte gaten, die zich in de kernen van sterrenstelsels verschuilen en miljoenen of zelfs miljarden zonsmassa’s zwaar zijn. Met tien tot tienduizend zonsmassa’s zitten middelzware zwarte gaten ongeveer halverwege. Kıroğlu zal de resultaten van haar team presenteren tijdens het virtuele gedeelte van de bijeenkomst van de American Physical Society die deze maand plaatsvindt. Ze zijn inmiddels ook geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. (EE)
→ Medium-sized black holes eat stars like messy toddlers

25 april 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft zijn eerste licht laten schijnen over de vorming van sterrenstelsels in het vroege heelal. Daarbij heeft hij het bestaan bevestigd van een cluster van zeven sterrenstelsels die zich slechts 650 miljoen jaar na de oerknal heeft gevormd. Op basis van de verzamelde gegevens hebben astronomen de toekomstige ontwikkeling van de cluster-in-wording berekend en vastgesteld dat deze uiteindelijk kolossale afmetingen kan bereiken (The Astrophysical Journal Letters, 24 april). Om de afstand van de sterrenstelsels te kunnen bevestigen, hebben de astronomen nauwkeurige metingen gedaan met de nabij-infraroodspectrograaf van de ruimtetelescoop. Deze metingen hebben laten zien dat ze met snelheden van meer dan duizend kilometer per seconde binnen een halo van donkere materie bewegen. Aan de hand van de spectrale gegevens konden de wetenschappers de toekomstige ontwikkeling van de groep sterrenstelsels berekenen. De modellen geven aan dat deze zogeheten protocluster in omvang en massa zal groeien en uiteindelijk zo’n beetje de Coma-cluster zal evenaren – een enorme cluster in het huidige heelal, die uit duizenden afzonderlijke sterrenstelsels bestaat. Clusters zijn de grootste massaconcentraties in het heelal, die met hun zwaartekracht de ruimtetijd kunnen vervormen. Dit zogeheten zwaartekrachtlenseffect kan een vergrotend effect hebben op objecten buiten de cluster. Dat betekent dat astronomen zo’n cluster als een reusachtig vergrootglas kunnen gebruiken. Bij de waarnemingen van de verre protocluster hebben de onderzoekers de lenswerking van de nabijere Pandora-cluster benut. Zonder deze ‘hulplens’ zouden zelfs de gevoelige instrumenten van de Webb-ruimtetelescoop niet zo diep het heelal in kunnen kijken. De zeven verre sterrenstelsels die nu met Webb onder de loep zijn genomen, zijn geselecteerd aan de hand van gegevens van het Frontier Fields-programma van de Hubble-ruimtetelescoop. In het kader van dit programma deed Hubble met behulp van zwaartekrachtlenzen waarnemingen van zeer verre sterrenstelsels. Maar omdat Hubble geen licht voorbij het nabij-infrarood kan waarnemen, waren de spectrografische gegevens die hij verzamelde niet nauwkeurig genoeg om de afstand van het groepje sterrenstelsels te kunnen bepalen. (EE)
→ Webb Reveals Early-Universe Prequel to Huge Galaxy Cluster

18 april 2023
Yu-Ching Chen (Universiteit van Illinois, VS) en collega’s hebben het verste paar superzware zwarte gaten ontdekt dat ooit is waargenomen. De ontdekking werpt licht op de evolutie van sterrenstelsels tijdens een hectisch kosmisch tijdperk, drie miljard jaar na de oerknal, toen sterrenstelsels in een uitzonderlijk tempo groeiden en sterren vormden. Wanneer twee sterrenstelsels met elkaar in botsing komen, ontstaat een enorme ravage. Gasstromen raken verstoord, enorme aantallen nieuwe sterren worden gevormd, en in het centrum van het ‘gefuseerde’ sterrenstelsel smelten de superzware zwarte gaten van de twee stelsels samen. Superzware zwarte gaten zenden geen licht uit, tenzij er gas naartoe stroomt dat opwarmt en elektromagnetische straling uitzendt. Een fusie tussen sterrenstelsels kan ervoor zorgen dat zo’n zwart gat met gas wordt gevoed en in een actieve galactische kern (AGN) verandert – een helder baken dat tot op grote afstand waarneembaar is. Astronomen hebben op relatief kleine afstanden ongeveer honderd dubbele AGN’s aangetroffen. Maar op grotere afstanden zijn zulke objecten moeilijk herkenbaar: de beide zwarte gaten staan dan schijnbaar zo dicht bij elkaar dat ze bijjna niet van elkaar te onderscheiden zijn. Chen en zijn team hebben naar zulke dubbele zwarte gaten gezocht door AGN’s op te sporen die karakteristieke flikkeringen vertonen. Zwarte gaten zijn slordige eters en daardoor zijn de ‘lichtbakens’ die zij veroorzaken niet constant. Als er twee zwarte gaten zijn in plaats van één, zijn ze vanaf de aarde gezien waarneembaar als een langgerekte lichtvlek. Maar wanneer een van de AGN’s helderder wordt, verschuift de helderheidspiek daarheen. En dat is waar de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia van pas komt. Gaia meet met grote precisie de posities van objecten aan de hemel, en registreert de uit de pas lopende flikkeringen van een dubbele AGN als het heen en weer springen van hun gezamenlijke lichtvlek. De bijzonder heldere AGN SDSS J0749 + 2255, die oorspronkelijk is ontdekt in het kader van de Sloan Digital Sky Survey, lijkt precies dit gedrag te vertonen. Om daar zeker van te zijn, hebben de astronomen aanvullende waarnemingen gedaan op radio-, infrarood-, optische en röntgengolflengten. Op een van hun opnamen zagen ze vervormde structuren die op ‘getijdenstaarten’ lijken – tekenen van een vroegere fusie. Uit de helderheid van de AGN’s op verschillende golflengten bleek ook dat het paar geen toevallige samenstand van twee afzonderlijke AGN’s is die van ons uit gezien toevallig vlak naast elkaar lijken te staan. De zwarte gaten in het stelsel zijn slechts 10.000 lichtjaar van elkaar verwijderd. (Ter vergelijking: ons zonnestelsel bevindt zich op 26.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg). Ze hebben beide ongeveer anderhalf miljard keer zoveel massa als de zon en zullen binnen enkele honderden miljoenen jaren naar elkaar toe spiralen. (EE)
→ Massive Black Hole Duo Spotted at Cosmic Noon

13 april 2023
Een team onder leiding van Chung-Pei Ma (UC Berkeley) is er voor het eerst in geslaagd om de driedimensionale vorm van het grote sterrenstelsel Messier 87 (M87) te bepalen. Gegevens van de Keck-sterrenwacht op Hawaï laten zien dat M87 niet precies symmetrisch is, maar enigszins aardappelvormig (The Astrophysical Journal Letters, 23 april). M87 staat in het sterrenbeeld Maagd en is ongeveer 55 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Ondanks deze grote afstand is het stelsel helder genoeg om zichtbaar te zijn met een verrekijker of kleine telescoop. Maar zoals de meeste hemellichamen die we vanaf de aarde zien, lijkt het stelsel dan plat. Met de Keck Cosmic Web Imager (KCWI) – een geavanceerd instrument van de Keck-sterrenwacht dat diepte kan 'zien' – is nu de ware vorm van M87 bepaald. In combinatie met helderheidsmetingen van de Hubble-ruimtetelescoop is het astronomen gelukt om de bewegingen van sterren rond het superzware zwarte gat in het centrum van M87 ruimtelijk in kaart te brengen. Dit heeft nieuwe inzichten opgeleverd over de vorm van het sterrenstelsel en stelde de onderzoekers bovendien in staat om de massa van het zwarte gat, die ongeveer 5,4 miljard zonsmassa’s bedraagt, nauwkeuriger te berekenen. Eerdere metingen die in 2017 met de Event Horizon Telescope zijn gedaan, kwamen uit op ongeveer 6,5 miljard zonsmassa’s. Hoewel de KCWI vanwege de grote afstand van M87 geen afzonderlijke sterren daarin kan onderscheiden, kon wel gedetailleerde informatie worden verzameld over hun collectieve snelheden. Ma en haar collega’s hebben de Keck II-telescoop op 62 posities verspreid over het sterrenstelsel gericht en spectra gemaakt van een groot aantal sterren tegelijk. Op die manier kon niet alleen de vorm van M87 worden vastgesteld, maar ook zijn rotatiesnelheid worden gemeten: een relatief gezapige 25 kilometer per seconde. (EE)
→ First Ever 3D Map Of Messier 87 Galaxy Assembled

13 april 2023
Een Amerikaans onderzoeksteam, onder leiding van Lia Medeiros (Institute for Advanced Study), heeft een nieuwe techniek voor ‘machinaal leren’ ontwikkeld om de scherpte van opnamen die met behulp radio-interferometrie zijn gemaakt te verbeteren. Bij wijze van proef hebben ze hun nieuwe aanpak, die PRIMO wordt genoemd, gebruikt om een nieuwe versie te maken van de befaamde afbeelding van het superzware zwarte gat in het centrum van het 55 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel M87, die in 2019 aan de wereld werd getoond (The Astrophysical Journal Letters, 13 april). De wetenschappers hebben gebruik gemaakt van de oorspronkelijke data die in 2017 met de internationale Event Horizon Telescope (EHT) – een wereldwijd netwerk van radiotelescopen – zijn verkregen. Tezamen vormden de zeven radiotelescopen een virtuele radiotelescoop ter grootte van de aarde. Maar hoe indrukwekkend het resultaat ook was, de eerste opname van een zwart gat kon niet verhullen dat er grote gaten zaten in de EHT-data. Met behulp van hun nieuwe machinaal-lerentechniek hebben de wetenschappers deze gaten gedicht. Het aldus ‘opgepoetste’ resultaat geeft een beter beeld van de omvang van het donkere centrale gebied van het object – de zogeheten ‘schaduw’ – en de verrassend smalle ring van licht daaromheen. PRIMO maakt gebruik van een techniek waarbij computers bepaalde regels leren door ze duizenden voorbeelden voor te leggen. Dezelfde techniek wordt op allerlei terreinen toegepast, van het restaureren van korrelige foto’s tot het voltooien van onvoltooide muziekcomposities. In dit specifieke geval bestonden de voorbeelden uit talrijke ‘natuurgetrouwe’ computersimulaties van gas dat zich rond een zwart gat verzamelt, om naar overeenkomende patronen te zoeken. De resultaten zijn vervolgens samengevoegd tot een zeer nauwkeurige weergave van de EHT-waarnemingen, waarbij tegelijkertijd een zeer getrouwe schatting is gemaakt van de structuur die in de oorspronkelijke afbeelding ontbrak. Het team heeft aangetoond dat de nieuwe afbeelding in overeenstemming is met de EHT-gegevens en met de theoretische verwachtingen, inclusief de heldere ring die naar verwachting wordt veroorzaakt door heet gas dat in het zwarte gat valt. (EE)
→ A Sharper Look at the First Image of a Black Hole

12 april 2023
Na een vernieuwing van de Westerbork-radiotelescoop hebben astronomen maar liefst vijf nieuwe FRBs waargenomen. Het is de eerste keer dat een Nederlandse telescoop deze snelle radioflitsen ontdekt. De resultaten, die op 12 april worden gepubliceerd, bevatten beelden die veel scherper zijn dan tot nu toe mogelijk was. FRBs oftewel fast radio bursts, behoren tot de felste ontploffingen in het heelal. De explosies zenden daarbij vooral radiogolven uit. De snelle radioflitsen zijn zo krachtig dat ze met radiotelescopen te zien zijn op afstanden van meer dan vier miljard lichtjaar. Om over zulke extreem grote afstanden nog zichtbaar te zijn voor radiotelescopen, moeten ze immense hoeveelheden energie herbergen. Bij het afgaan bevat een FRB tien biljoen (10 miljoen keer een miljoen) maal het jaarlijkse energieverbruik van de gehele wereldbevolking.Snelle radioflitsen zijn waarschijnlijk afkomstig van neutronensterren. De grote dichtheid en magnetische veldsterkte van deze extreem compacte sterren zijn uniek in het heelal. Door de flitsen te bestuderen, kunnen astronomen de fundamentele eigenschappen van de materie waaruit het heelal bestaat beter begrijpen. Maar de flitsen vormen lastige onderzoeksobjecten: je weet van tevoren niet waar aan de hemel de volgende afgaat. Daarbij duurt een FRB niet langer dan milliseconde: als je net met je ogen knippert, is hij voorbij. Westerbork heeft nu dankzij nieuwe ontvangers en een nieuwe supercomputer (het Apertif Radio Transient System, ARTS) niet alleen vijf van deze FRBs waargenomen, maar die ook nog eens heel scherp afgebeeld. Eerder zagen radiotelescopen zoals Westerbork de snelle radioflitsen als met de facetogen van een vlieg. Vliegen kunnen bewegingen in alle richtingen heel goed waarnemen, maar zien niet scherp. Met de upgrade heeft Westerbork de vliegenogen gekruist met arendsogen. Astronomen willen begrijpen hoe de snelle radioflitsen ontstaan en waarom ze zo fel zijn. Maar de flitsen zijn ook interessant, omdat ze onderweg naar de aarde andere sterrenstelsels doorkruisen. Elektronen in die sterrenstelsels, normaal veelal onzichtbaar, vervormen de flitsen. Het opsporen van de onzichtbare elektronen en bijbehorende atomen is belangrijk, omdat het merendeel van de materie in het heelal donker is en onbegrepen. Radiotelescopen konden de plek waar een FRB plaatsvond eerder slechts grofweg aanduiden. Dankzij de ARTS-supercomputer kan Westerbork nu heel nauwkeurig de exacte locatie van een FRB aangeven. Daarbij is gebleken dat drie van de waargenomen snelle radioflitsen het Driehoekstelsel – een buur van ons Melkwegstelsel – hebben ‘doorboord’. Daardoor hebben astronomen voor het eerst kunnen vaststellen hoeveel onzichtbare elektronen dat stelsel maximaal bevat. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

5 april 2023
Het vroege heelal was een onstuimig oord waar sterrenstelsels vaak tegen elkaar botsten en zelfs samensmolten. Met behulp van de ruimtetelescopen Hubble en Gaia en diverse sterrenwachten op aarde hebben astronomen die deze gebeurtenissen onderzoek een bijzondere ontdekking gedaan: een tweetal quasars die door de zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn en deel uitmaken van twee samensmeltende sterrenstelsels. Ze bestonden al toen het heelal nog maar drie miljard jaar oud was (Nature, 5 april). Quasars zijn heldere objecten die worden aangedreven door vraatzuchtige superzware zwarte gaten die enorme hoeveelheden energie uitstoten terwijl ze zich volproppen met gas, stof en alles wat in hun greep komt. Het opsporen van dubbele quasars is een relatief nieuw onderzoeksgebied dat pas de afgelopen tien tot vijftien jaar tot ontwikkeling is gekomen. Dankzij de huidige geavanceerde (ruimte)telescopen kunnen astronomen nu gevallen opsporen waarbij twee actieve quasars dicht genoeg bij elkaar staan om uiteindelijk te ‘fuseren’. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat grote sterrenstelsels door achtereenvolgende fusies zijn ontstaan. De verwachting is dat wanneer twee kleinere sterrenstelsels met elkaar in botsing komen, er een groter stelsel kan ontstaan waarin de twee superzware zwarte gaten van de oorspronkelijke stelsels om elkaar wentelen. Het nieuwe onderzoek bewijst dat zo’n populatie inderdaad bestaat. Hubble heeft opnamen gemaakt waarop zonder enige twijfel een echt tweetal superzware zwarte gaten te zien is, in plaats van twee beelden van één en dezelfde quasar, die door een zogeheten zwaartekrachtlens zijn gevormd. Van zichzelf is de Hubble-ruimtetelescoop niet goed genoeg om deze dubbele lichtbakens op te sporen. De onderzoekers hadden de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia nodig om potentiële dubbele quasars aan te wijzen. Gaia meet zeer nauwkeurig de posities, afstanden en bewegingen van nabije hemelobjecten. Maar zij kan ook worden gebruikt om het verre heelal te verkennen.  Gaia’s enorme database kan worden gebruikt om quasars te selecteren die de schijnbare bewegingen van nabije sterren nabootsen. Zulke quasars verschijnen als enkelvoudige objecten in de Gaia-gegevens, omdat ze zo dicht bij elkaar staan. Gaia is in staat om subtiele schommelingen in de posities van sommige quasars te meten, die doen voorkomen dat deze objecten een beetje van positie veranderen. In werkelijkheid komen quasars echter nauwelijks van hun plek. In plaats daarvan kunnen deze schommelingen het gevolg zijn van fluctuaties in het licht van twee quasars die op tijdschalen van dagen tot maanden onafhankelijk van elkaar in helderheid variëren. De dubbele quasar die Gaia en Hubble op deze manier hebben opgespoord bestaat overigens allang niet meer. Het licht dat we nu van dit tweetal waarnemen is ongeveer tien miljard jaar onderweg geweest. Inmiddels moeten hun moederstelsels zijn samengesmolten tot en reusachtig elliptisch sterrenstelsel, zoals we die in het huidige heelal waarnemen. En hun quasars zijn gefuseerd tot een kolossaal superzwaar zwart gat in het centrum daarvan. (EE)
→ Hubble Unexpectedly Finds Double Quasar in Distant Universe

29 maart 2023
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen een groot reservoir van heet gas ontdekt in de cluster-in-wording rond het zogeheten Spinnenwebstelsel. Het betreft de verste detectie van zulk heet gas tot nu toe. Clusters behoren tot de grootste objecten in het heelal, en dit resultaat laat zien hoe vroeg deze structuren al begonnen te ontstaan (Nature, 29 maart). Naast een groot aantal sterrenstelsels – soms wel duizenden – bevatten clusters ook een omvangrijk ‘intraclustermedium’: heet gas dat de ruimte tussen de sterrenstelsels vult en meer massa heeft dan de sterrenstelsels zelf. Tot nog toe was dit gas alleen waargenomen in volgroeide clusters van relatief nabije sterrenstelsels. Om meer te weten te komen over het ontstaan van clusters wilde een team van astronomen, onder leiding van Luca Di Mascolo de universiteit van Triëst (Italië), daarom een verre jonge cluster onder de loep nemen. Een van de meest veelbelovende kandidaten was de Spinnenweb-protocluster, die we waarnemen op een moment dat het heelal nog maar drie miljard jaar oud was. Hoewel het de best onderzochte protocluster betreft, was het nog niet gelukt om een daarin aanwezig intraclustermedium te detecteren. De ontdekking van een groot reservoir van heet gas in de Spinnenweb-protocluster zou erop wijzen dat het systeem op weg is om een echte, persistente cluster van sterrenstelsels te worden in plaats van uiteen te vallen. Het is het team van Di Mascolo gelukt om het intraclustermedium in de Spinnenweb-protocluster op te sporen via het zogeheten thermische Soenjajev-Zeldovitsj-effect. Dit effect treedt op wanneer licht van de kosmische achtergrondstraling – de reststraling van de oerknal – door het intraclustermedium heen gaat. Bij de wisselwerking met de snel bewegende elektronen in het hete gas wint dit licht een beetje energie en verandert het enigszins van kleur oftewel golflengte. Hierdoor werpt de cluster bij bepaalde golflengten als het ware een schaduw over de kosmische achtergrondstraling. Door deze schaduwen te meten, kunnen astronomen niet alleen het bestaan van het hete gas afleiden, maar ook de massa ervan schatten en de vorm ervan in kaart brengen. De onderzoekers hebben vastgesteld dat de Spinnenweb-protocluster een enorm reservoir van heet gas bevat met een temperatuur van enkele tientallen miljoenen graden Celsius. Eerder was al koud gas in deze protocluster ontdekt, maar de massa van het hete gas dat nu is opgespoord, is duizenden malen groter. De ontdekking wijst erop dat de Spinnenweb-protocluster de komende tien miljard jaar kan uitgroeien tot een zware cluster van sterrenstelsels, waarbij zijn massa met minstens een factor tien zal toenemen. (EE)
→ Volledig persbericht

29 maart 2023
Een team van astronomen heeft een van de grootste zwarte gaten ooit ontdekt met behulp van het zogeheten zwaartekrachtlenseffect (MNRAS, 29 maart). Het team, onder leiding van James Nightingale (Durham University, VK), maakte gebruik van de zwaartekrachtswerking van een sterrenstelsel op honderden miljoenen lichtjaren afstand, dat het licht van een nog veel verder weg staand stelsel afbuigt en vergroot. Met behulp van supercomputersimulaties konden de onderzoekers vaststellen dat de waargenomen lichtafbuiging is veroorzaakt door een zwart gat in het voorgrondstelsel dat meer dan 30 miljard keer zoveel massa heeft als onze zon – een massa die nog maar zelden is gezien. Het is voor het eerst dat een zwart gat met behulp van deze techniek, waarbij honderdduizenden simulaties worden gedaan van het pad dat het licht van het achtergrondstelsel heeft gevolgd, is opgespoord. Elke simulatie bevatte een zwart gat met een andere massa. Pas toen de onderzoekers een ‘ultrazwaar’ zwart gat in een van hun simulaties stopte, ontstond een beeld dat overeenkwam met echte opnamen die met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt. De meeste van de zwaarste zwarte gaten die we kennen, verkeren in een actieve toestand, waarbij materie die door het zwarte gat wordt aangetrokken opwarmt en energie afgeeft in de vorm van bijvoorbeeld licht en/of röntgenstraling die met (ruimte)telescopen kan worden waargenomen. Het zwaartekrachtlenseffect maakt het echter mogelijk om ook inactieve zwarte gaten te bestuderen – iets wat normaal gesproken niet lukt in verre sterrenstelsels. Langs deze weg hopen astronomen erachter te kunnen komen hoe ultrazware zwarte gaten zo groot zijn geworden. (EE)
→ Light-bending gravity reveals one of the biggest black holes ever found

28 maart 2023
Telescopen in de ruimte en op aarde hebben de helderste gammaflits ooit waargenomen. De gegevens van deze zeldzame gebeurtenis kunnen bijdragen aan een beter begrip van de kolossale explosies die de uitbarstingen van gammastraling veroorzaken. Aan het onderzoek werkten honderden astronomen mee, onder wie Andrew Levan en zijn groep aan de Radboud Universiteit. Hij leidde de waarnemingen met de ruimtetelescopen Webb en Hubble (Astrophysical Journal Letters, 28 maart). De gamma- en röntgenstraling van de uitbarsting geven nieuw inzicht in de manier waarop straalstromen met materiaal (jets) worden versneld en zelfs twintig stofwolken in ons sterrenstelsel hebben verlicht. Maar er blijft een mysterie: de overblijfselen van de ontplofte ster die de gammaflits veroorzaakte, lijken spoorloos te zijn verdwenen. GRB 221009A, zoals de flits wordt genoemd, werd op 9 oktober 2022 voor het eerst gemeld toen de Neil Gehrels Swift-satelliet röntgenstraling uit de ruimte detecteerde. De bron leek zich in onze Melkweg te bevinden, niet ver van het galactische centrum. Gegevens van de ruimtetelescopen Swift en Fermi suggereerden echter al snel dat hij veel verder weg stond. Waarnemingen met het X-shooter-instrument van ESO’s Very Large Telescope in Chili, onder leiding van Daniele Bjørn Malesani van de Radboud Universiteit, wezen de uitbarsting vervolgens toe aan een veel verder weg gelegen sterrenstelsel. ‘De uitbarsting vond plaats op twee miljard lichtjaar afstand, maar voor een gammaflits is dat in onze achtertuin. Zo’n krachtige uitbarsting, zo dichtbij – dat is zeldzaam,’ aldus Malesani. Het feit dat de gammaflits van zo ver weg kwam, betekent dat hij uitzonderlijk helder moet zijn geweest. Statistisch gezien komt een gammaflits zo helder als GRB 221009A slechts eenmaal in vele duizenden jaren voor. Het is misschien wel de helderste uitbarsting van gammastraling sinds het begin van de menselijke beschaving. Uit berekeningen blijkt dat de gammaflits gedurende enkele seconden ongeveer een gigawatt aan energie in de bovenste atmosfeer van de aarde heeft gepompt. Dat komt overeen met de energieproductie van een aardse elektriciteitscentrale. ‘Er werd zoveel gamma- en röntgenstraling uitgezonden dat de ionosfeer van de aarde erdoor werd geprikkeld,’ aldus Erik Kuulkers, ESA-projectwetenschapper voor Integral, een van de ruimtetelescopen die de gammaflits heeft gedetecteerd. Een grote hoeveelheid gegevens van totaal verschillende instrumenten wordt nu samengebracht om te begrijpen hoe de oorspronkelijke explosie heeft plaatsgevonden, en hoe de straling op zijn reis door de ruimte heeft ingewerkt op andere materie. Eén gebied dat al resultaten heeft opgeleverd, is de manier waarop de röntgenstraling stofwolken in de Melkweg heeft verlicht. De straling heeft ongeveer twee miljard jaar door de intergalactische ruimte gereisd voordat zij ons Melkwegstelsel binnenkwam. Ongeveer 60.000 jaar geleden kwam de straling de eerste stofwolk tegen en ongeveer duizend jaar geleden de laatste. Telkens wanneer de röntgenstraling een stofwolk tegenkwam, verstrooide deze een deel van de straling, waardoor concentrische ringen ontstonden die zich naar buiten toe leken uit te breiden. ESA-satelliet XMM-Newton heeft deze ringen enkele dagen na de gammaflits waargenomen. De dichtstbijzijnde wolken leverden de grootste ringen op, simpelweg doordat ze door het perspectief groter lijken. Een Italiaans team heeft stofwolken geanalyseerd en vergeleken met bestaande modellen. Ze ontdekten dat één model de ringen bijzonder goed reproduceerde. In dit model bestonden de stofkorrels voornamelijk uit grafiet, een kristallijne vorm van koolstof. Maar het blijft een mysterie welk object explodeerde en de gammaflits veroorzaakte. Levan en collega’s hebben Webb gebruikt om naar de nasleep van de explosie te zoeken, maar vonden niets. Het is niet helemaal duidelijk wat dit betekent. Het zou kunnen dat de ster zo zwaar was dat na de eerste explosie meteen een zwart gat is ontstaan. Dat zou het materiaal dat normaalgesproken de gaswolk zou vormen die bekendstaat als een supernovarest kunnen hebben opgeslokt.Er is dus veel vervolgwerk te doen. Astronomen zullen blijven zoeken naar de overblijfselen van de ontplofte ster. Ze zullen onder andere op jacht gaan naar sporen van zware elementen zoals goud, waarvan ze denken dat die bij zulke zware explosies ontstaan.
→ Oorspronkelijk persbericht

15 maart 2023
Astronomen hebben, met behulp van de Keck-telescopen op Maunakea (Hawaï) een protocluster van sterrenstelsels in het vroege heelal ontdekt die omgeven is door verrassend heet gas. Dit gas bevindt zich rond een reusachtige verzameling sterrenstelsels die COSTCO-I wordt genoemd (The Astrophysical Journal Letters, 14 maart). Vanaf de aarde nemen we COSTCO-I waar zoals hij eruitzag toen het heelal 11 miljard jaar jonger was dan nu. De protocluster – een voorloper van de huidige clusters – dateert uit een tijd waarin het gas dat het grootste deel van de ruimte buiten de sterrenstelsels vulde (het zogeheten intergalactische medium) aanzienlijk koeler was. Tijdens dit tijdperk, dat ook wel de ‘kosmische middag’ wordt genoemd, bereikte de stervormingsactiviteit van sterrenstelsels haar hoogtepunt. Er was volop ‘koel’ gas met temperaturen van ongeveer 10.000 graden Celsius voorhanden om sterrenstelsels te kunnen vormen en te laten groeien. Het gas dat met COSTCO-I wordt geassocieerd lijkt zijn tijd ver vooruit. Met temperaturen van 100.000 tot meer dan 10 miljoen graden Celsius is het ongeveer net zo heet als het huidige intergalactische medium, dat ook wel het ‘Warm-Hot Intergalactic Medium’ wordt genoemd. Het is voor het eerst dat astronomen zo’n voorraad van oeroud gas hebben opgespoord die de kenmerken vertoont van het huidige intergalactische medium. Het is verreweg het vroegst bekende deel van het heelal dat is ‘opgestookt’ tot temperaturen van het huidige intergalactische medium. Als we laatstgenoemde beschouwen als een kolossale kosmische stofpot die borrelt en schuimt, dan is COSTCO-I waarschijnlijk de eerste ‘bubbel’ die in de nog grotendeels koude stoofpot opborrelde. COSTCO-I heeft meer dan 400 biljoen keer zoveel massa als onze zon en strekt zich over enkele miljoenen lichtjaren uit. Hoewel astronomen wel vaker verre protoclusters ontdekken, viel aan COSTCO-I iets bijzonders op. Normaal gesproken is zo’n grote protocluster omgeven door neutraal waterstofgas, maar dat is hier niet het geval. Dat is waarom de astronomen denken dat het gas in COSTCO-I miljoenen graden heet is – veel heter dan het toenmalige intergalactische medium. Hoe het Warm-Hot Intergalactic Medium is ontstaan, is onduidelijk. Mogelijk hebben botsingen en daaropvolgende samensmeltingen van sterrenstelsels hierbij een rol gespeeld. Maar het is ook mogelijk dat de benodigde energie is geleverd door reusachtige jets van radiostraling, die door superzware zwarte gaten binnen de protocluster zijn gegenereerd. Het intergalactische medium is het gasreservoir dat sterrenstelsels van ‘bouwmateriaal’ voorziet. Heet gas gedraagt zich anders dan koud gas, wat bepalend is voor hoe gemakkelijk het naar sterrenstelsels toe kan stromen om sterren te vormen. (EE)
→ The First Bubble In The Intergalactic Stew

10 maart 2023
Op de eerste beelden van het grootste waarneemprogramma in het eerste bedrijfsjaar van de Webb-ruimtetelescoop – COSMOS-Web – zijn allerlei soorten sterrenstelsels te zien, waaronder prachtige voorbeelden van spiraalstelsels, zwaartekrachtlenzen en botsende sterrenstelsels. De opnamen, verkregen met de nabij-infraroodcamera NIRCam en het middel-infraroodinstrument MIRI, zijn begin dit jaar gemaakt. De beelden zijn ongelooflijk gedetailleerd in vergelijking met die van eerdere ruimtetelescopen, zoals Hubble en Spitzer. COSMOS-Web is een 255 uren omvattend programma waarbij een aaneengesloten hemelgebied van 0,6 vierkante graad (drie keer de schijnbare grootte van de vollemaan) door vier verschillende filters met NIRCam wordt gefotografeerd. Kleinere stukjes van dit hemelgebied worden tegelijkertijd bekeken met MIRI. Naar verwachting zullen op die manier uiteindelijk ongeveer een miljoen sterrenstelsels op uiteenlopende afstanden worden vastgelegd. Op de nu vrijgegeven momentopname zijn ‘slechts’ ongeveer 25.000 sterrenstelsels te zien, maar dat zijn er altijd nog ruim twee keer zoveel als op het befaamde Hubble Ultra Deep Field, dat tussen september 2003 en januari 2004 door de Hubble-ruimtetelescoop is vastgelegd. Bij het COSMOS-Web-programma zijn bijna honderd astronomen van over de hele wereld betrokken. Het heeft drie belangrijke wetenschappelijke doelen: het vergroten van onze kennis van het zogeheten reïonisatietijdperk, ruwweg 200.000 tot 1 miljard jaar na de oerknal; het opsporen en karakteriseren van vroege zware sterrenstelsels en onderzoeken in hoeverre de evolutie van donkere materie in sterrenstelsels gelijk op is gegaan met die van hun stellaire inhoud. De nu gepresenteerde mozaïekbeelden zijn gebaseerd op beelden die op 5 en 6 januari jl. zijn verkregen. In april en mei wordt een nieuwe reeks opnamen worden gemaakt, waarmee dan ongeveer de helft van het COSMOS-Web-veld compleet zal zijn. De rest staat voor de maanden rond de komende jaarwisseling op het programma. (EE)
→ First Images from JWST’s Largest General Observer Program

9 maart 2023
Een ver en eenzaam sterrenstelsel lijkt al zijn vroegere begeleidende stelsels te hebben opgeslokt. De ontdekking, gebaseerd op gegevens van NASA’s röntgen-ruimtetelescoop Chandra en de internationale Gemini-sterrenwacht op Hawaï, kan de grenzen verleggen van hoe snel sterrenkundigen verwachten dat sterrenstelsels in het vroege heelal zijn gegroeid. Het onverwacht solitaire sterrenstelsel bevindt zich op ongeveer 9,2 miljard lichtjaar van de aarde en bevat een quasar – een superzwaar zwart gat in het centrum van het stelsel dat gas aantrekt en krachtige jets van materie produceert die op radiogolflengten te zien zijn. De omgeving van het sterrenstelsel, dat bekendstaat als 3C 297, lijkt de kenmerken te hebben van een cluster: een enorme verzameling van honderden tot duizenden sterrenstelsels. Toch is 3C 297 in zijn eentje. De röntgengegevens van Chandra tonen twee belangrijke cluster-kenmerken. Ten eerste blijkt uit de gegevens dat het eenzame sterrenstelsel is omgeven door grote hoeveelheden gas met temperaturen van tientallen miljoenen graden – iets wat normaal gesproken alleen in clusters wordt voorkomt. Bovendien heeft de jet van het superzware zwarte gat in het centrum van 3C 297 140.000 lichtjaar verderop een intense bron van röntgenstraling gecreëerd, wat impliceert dat hij zich door gas rond het sterrenstelsel heen heeft moeten ploegen. Ondanks deze overeenkomsten met een cluster blijkt uit waarnemingen met de Gemini-telescoop dat geen van de negentien sterrenstelsels die op foto’s dicht bij 3C 297 lijken te staan, zich daadwerkelijk op dezelfde afstand bevinden als het eenzame sterrenstelsel. Het team van astronomen dat het sterrenstelsel heeft bestudeerd denkt nu dat de combinatie van de zwaartekracht van 3C 297 en interacties tussen de oorspronkelijke sterrenstelsels onderling ertoe heeft geleid dat ze zijn samengesmolten tot één groot sterrenstelsel. De astronomen gaan ervan uit dat 3C 297 niet langer als een cluster moet worden beschouwd maar als een ‘fossiele groep’ – het eindstadium van een sterrenstelsel dat stelsels uit zijn omgeving aantrekt en daarmee samengaat. Hoewel er al diverse andere fossiele groepen zijn ontdekt, is 3C 297 met een afstand van 9,2 miljard jaar uitzonderlijk ver weg. De vorige recordhouders bevonden zich op afstanden van 4,9 en 7,9 miljard lichtjaar. (EE)
→ Chandra Helps Astronomers Discover a Surprisingly Lonely Galaxy

7 maart 2023
Astronomen zijn meer te weten gekomen over de toestand van het heelal 13 miljard jaar geleden, door de hoeveelheid koolstof in de gassen rond oude sterrenstelsels te meten. Daarbij hebben ze ontdekt dat de fractie koolstof in warm gas destijds snel is toegenomen, wat verband kan houden met grootschalige opwarming van gas in verband met het verschijnsel dat het ‘reïonisatietijdperk’ wordt genoemd (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 7 maart). Uit het onderzoek, onder leiding van Rebecca Davies van de Swinburne University of Technology (Australië), blijkt dat de hoeveelheid warme koolstof binnen een periode van slechts 300 miljoen jaar – een mum van tijd naar kosmische maatstaven – met een factor vijf is toegenomen. Hoewel ook eerdere studies al op een toename aan warme koolstof hadden gewezen, zijn pas bij dit nieuwe onderzoek genoeg data verzameld om de snelheid van de toename nauwkeurig te kunnen meten. Davies en haar team suggereren twee mogelijke verklaringen voor de snelle evolutie. De eerste is dat er een toename was van de hoeveelheid koolstof rond sterrenstelsels, simpelweg omdat er meer koolstof in het heelal beschikbaar kwam. Gedurende de periode waarin de eerste sterren en sterrenstelsels ontstonden werden immers veel zware elementen gevormd, waaronder ook koolstof, die eerder niet hadden bestaan. Het is dus goed denkbaar dat de eerste generaties sterren verantwoordelijk waren voor de snelle stijging van het koolstofgehalte. Bij hun onderzoek vonden de onderzoekers echter ook aanwijzingen dat de hoeveelheid kóéle koolstof in dezelfde periode afnam. Dit suggereert dat de evolutie van de koolstof wellicht twee fasen heeft gekend: een snelle stijging tijdens het reïonisatietijdperk, gevolgd door een afvlakking. Het reïonisatietijdperk, dat plaatsvond toen het heelal ‘slechts’ één miljard jaar oud was, was de periode na het kosmische donkere tijdperk dat volgde op de oerknal waarin het licht weer vrij spel kreeg in het heelal. Daarvóór was het heelal één donkere, dichte mist van gas. Maar toen de eerste zware sterren begonnen te stralen, raakte dat gas geïoniseerd – een herhaling van de toestand kort na de oerknal (vandaar reïonisatie). Die straling kan tot een snelle opwarming van het omringende gas hebben geleid, die de bij dit onderzoek waargenomen toename van de hoeveelheid warme koolstof heeft veroorzaakt. Onderzoek naar de reionisatie is van vitaal belang om te begrijpen wanneer en hoe de eerste sterren zich vormden en de elementen begonnen te produceren die nu bestaan. Maar de benodigde metingen zijn uiterst moeilijk: voor het nieuwe onderzoek moesten 250 uur aan waarnemingen worden gedaan met de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Met deze telescoop konden de wetenschappers een aantal verre quasars waarnemen die als kosmische schijnwerpers fungeren. Terwijl het quasarlicht op zijn 13 miljard jaar durende reis door het heelal door sterrenstelsels heen gaat, worden sommige fotonen geabsorbeerd, waardoor karakteristieke streepjescode-achtige patronen in het quasarlicht ontstaan. Door deze spectraallijnen te analyseren kunnen astronomen de chemische samenstelling en temperatuur van het gas in de sterrenstelsels bepalen. Op die manier kunnen ze meer te weten komen over de evolutie van het heelal. Het onderzoek was een samenwerking tussen de Swinburne University of Technology en instituten in Italië, Duitsland, de VS en het Verenigd Koninkrijk. (EE)
→ Tracing 13 billion years of history by the light of ancient quasars

3 maart 2023
Onder Japanse leiding hebben astronomen voor het eerst een supernova ontdekt die ongeveer een jaar na zijn explosie weer opleefde op millimetergolflengten. Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) laten zien dat de zware ster ongeveer 1500 jaar vóór de explosie een groot deel van zijn buitenlagen is verloren (The Astrophysical Journal Letters, 1 maart). Zware sterren sluiten hun bestaan af met een catastrofale supernova-explosie. Maar de manier waarop ze naar hun einde toe evolueren varieert van ster tot ster. Een van de factoren die daarbij een rol kan spelen is de interactie met een begeleidende ster. De meeste zware sterren maken namelijk deel uit van een dubbelster. In zo’n dubbelstersysteem kan de ene ster het buitenste omhulsel van de andere ster ‘afsnoepen’. Een deel van het gestolen gas wordt daarbij de omgeving in geslingerd en vormt zo een circumstellair medium. Naar astronomische maatstaven voltrekt dit proces zich heel snel, waardoor de kans klein is dat je het als astronoom ‘live’ kunt waarnemen. In plaats daarvan proberen astronomen het proces te onderzoeken door de eigenschappen ervan te diagnosticeren, zoals de hoeveelheid en de verdeling van het circumstellaire medium dat door de interactie met de begeleidende ster ontstaat. En dat is precies wat een team onder leiding van Keiichi Maeda (Universiteit van Kyoto) en Tomonari Michiyama (Universiteit van Osaka) heeft gedaan. Bij een supernova-explosie verspreiden de ‘brokstukken’ van de ontplofte ster zich met snelheden tot tien procent van de lichtsnelheid over de omgeving. Deze zogeheten ejecta komen vervolgens in botsing met het circumstellaire medium, waardoor synchrotronstraling op radiogolflengten ontstaat. Door de eigenschappen van deze straling te onderzoeken, is het mogelijk om de verdeling van het circumstellaire medium in kaart te brengen. En daaruit kan dan weer worden afgeleid hoeveel massa de stervende zware ster voor zijn uiteindelijk explosie is kwijtgeraakt. Voor hun onderzoek hebben de astronomen supernova SN 2018ivc, die zich afspeelde in het bekende spiraalstelsel M77, een paar jaar lang gevolgd met de ALMA-radiotelescoop. Op millimetergolflengten nam de helderheid van deze supernova tot ongeveer tweehonderd dagen na de explosie snel af, maar ruim duizend dagen later zagen de astronomen hem opeens weer opleven – een verschijnsel dat wel eens eerder was waargenomen, maar toen steeds op centimetergolflengten. Op de millimeter-golflengten van ALMA konden de astronomen een veel duidelijker beeld krijgen van de onmiddellijke omgeving van de ontplofte ster. Zo werd op ongeveer een tiende lichtjaar afstand daarvan een dicht circumstellair medium gedetecteerd. De ejecta van de supernova kwamen uiteindelijk in botsing met dit materiaal, maar hadden het na tweehonderd dagen nog niet bereikt. Met behulp van de latere ALMA-waarnemingen kon het resultaat van de botsing nader worden gekwantificeerd door modelberekeningen van het verschijnsel te doen en de intensiteit van de waargenomen synchrotronstraling te vergelijken met de modelvoorspellingen. En dat bracht de astronomen tot de conclusie dat een groot deel van het circumstellaire medium te danken was aan de interactie met een begeleidende ster, die ongeveer 1500 jaar vóór de supernova-explosie moet hebben plaatsgevonden. (EE)
→ Resurrected Supernova Provides Missing-Link in Stellar Evolution

28 februari 2023
Een onderzoeksteam onder leiding van Stefanie Komossa van het Max-Planck Institut für Radioastronomie heeft aanwijzingen gevonden dat een van de superzware zwarte gaten in het centrum van het sterrenstelsel OJ 287 waarschijnlijk ongeveer honderd keer lichter is dan tot nu toe werd aangenomen. OJ 287 is al sinds zijn ontdekking, eind 19de eeuw, een intrigerend en dankbaar onderzoeksobject. Het sterrenstelsel produceert geregeld flinke uitbarstingen van licht en energie, die inzicht geven in wat zich in het centrum ervan afspeelt. De uitbarstingen van OJ 287 vinden ruwweg eens in de twaalf jaar plaats. De meest waarschijnlijke verklaring voor dit verschijnsel is dat het sterrenstelsel twee kolossale zwarte gaten in zijn kern heeft die om elkaar heen wentelen. Het vermoeden bestaat dat het kleinste van de twee daarbij bij herhaling de schijf van gas rond het zwaarste zwarte gat doorboort. Deze laatste zou dan wel een massa van meer dan 10 miljard zonsmassa’s moeten hebben – at uitzonderlijk veel is. In twee recent gepubliceerde onderzoeksartikelen (MRAS en Astrophysical Journal, 23 februari) komen Komossa en haar collega’s uit op een veel geringere massa. Na uitvoerige waarnemingen, waarbij OJ 287 voor het eerst over een breed golflengtegebied – van radio- tot gammastraling – onderzocht is, zijn de astronomen tot de conclusie gekomen dat de gasschijf rond het primaire zwarte gat minstens tien keer minder helder is dan eerdere schattingen aangaven. Deze grote afwijking wordt vooral veroorzaakt door de jet die OJ 297 uitzendt. Deze ‘kosmische schijnwerper’ wijst precies onze kant op, waardoor het zicht op de gasschijf veelal wordt ontnomen. Uit de nieuwe, langdurige waarneemcampagne blijkt echter dat de jet soms aanzienlijk in intensiteit afneemt, en op zo’n moment laat het schijnsel van de schijf zich wél goed bekijken. Het is de astronomen nu gelukt om de bewegingen van het gas rond het primaire zwarte gat te meten. De resultaten impliceren dat de massa van dit object ‘maar’ 100 miljoen zonsmassa’s bedraagt. Bovendien lossen ze een raadsel op dat enkele jaren geleden opdook, toen een voorspelde grote uitbarsting van OJ 287 om onduidelijke redenen uitbleef. De nieuwe schatting van de massa van het primaire zwarte gat ruimt dit raadsel uit de weg. (EE)
→ Black Hole at Galaxy’s Center Is Much Smaller Than Previously Thought

24 februari 2023
Astronomen van de Universiteiten van Texas en Arizona (VS) hebben een snel groeiend zwart gat ontdekt in een van de meest extreme sterrenstelsels die in het zeer vroege heelal bekend zijn. De ontdekking van het stelsel en het zwarte gat in diens centrum levert nieuwe inzichten op over de vorming van de allereerste superzware zwarte gaten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 24 februari). Aan de hand van waarnemingen met de Atacama Large Millimeter Array (ALMA), een radiosterrenwacht in het noorden van Chili, heeft het team vastgesteld dat het sterrenstelsel COS-87259, dat dit nieuwe superzware zwarte gat bevat, extreem gedrag vertoont. Het vormt nieuwe sterren in een duizend keer groter tempo dan ons eigen Melkwegstelsel en bevat meer dan een miljard zonsmassa’s aan interstellair stof. Ten gevolge van deze hevige 'starburst' en het groeiende superzware zwarte gat in zijn centrum is COS-87259 een opvallend heldere verschijning. Doordat het centrale zwarte gat is gehuld in kosmisch stof, wordt bijna al zijn licht uitgezonden in het middel-infraroodgebied van het elektromagnetische spectrum. De onderzoekers hebben ook ontdekt dat het superzware zwarte gat (ook wel een actieve galactische kern genoemd) een sterke jet van materiaal genereert die zich met bijna de lichtsnelheid een weg baant door het moederstelsel. Tegenwoordig bevindt zich in het centrum van bijna elk sterrenstelsel een zwarte gat met een massa die miljoenen tot miljarden keren groter is dan die van onze zon. Hoe deze superzware zwarte gaten zijn ontstaan, blijft een raadsel, vooral omdat verschillende van deze objecten op zulke grote afstanden zijn ontdekt, dat ze moeten zijn ontstaan toen het heelal nog heel jong was. Doordat het licht van deze objecten er zo lang over doet om ons te bereiken, zien we ze zoals ze er in een ver verleden uitzagen – in dit geval 750 miljoen jaar na de oerknal, wat ongeveer overeenkomt met vijf procent van de huidige leeftijd van het heelal. Bijzonder verbazingwekkend aan het nieuwe object is dat het is ontdekt in een relatief klein stukje hemel, minder dan tien keer de grootte van de vollemaan. Dit suggereert dat er duizenden van dit soort stofrijke zwarte gaten te vinden zijn in het vroege heelal. De enige andere klasse van superzware zwarte gaten die we kennen in het vroege heelal zijn quasars – actieve zwarte gaten waarvan het licht niet zo sterk wordt getemperd door kosmisch stof. Op afstanden zoals die van COS-87259 zijn deze quasars echter uiterst zeldzaam: verspreid over de volledige hemel zijn er nog maar enkele tientallen ontdekt. De verrassende ontdekking van COS-87259 en diens zwarte gat roept dan ook vragen op over de aantallen superzware zwarte gaten in het prille heelal en over de soorten sterrenstelsels waarin zij gewoonlijk ontstaan. (EE)
→ New discovery sheds light on very early supermassive black holes

22 februari 2023
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlandse onderzoekers Ivo Labbé (Swinburne University, Australië) en Pieter van Dokkum (Yale University, VS), heeft zes sterrenstelsels in het vroege heelal ontdekt die onverwacht veel massa hebben. De verre stelsels zetten ons huidige begrip over de vorming van sterrenstelsels op zijn kop (Nature, 22 februari).  De sterrenstelsels zijn ontdekt in de eerste dataset van de Webb-ruimtetelescoop. Ze zien eruit als stelsels die net zo volgroeid zijn als ons eigen Melkwegstelsel, maar die al bestonden toen het heelal nog maar drie procent van zijn huidige leeftijd had (zo’n 500-700 miljoen jaar geleden). Webb is uitgerust met infrarood-instrumenten die het licht kunnen detecteren dat door de oudste sterren en sterrenstelsels werd uitgezonden. In wezen stelt de telescoop wetenschappers in staat om ongeveer 13,5 miljard jaar terug in de tijd te kijken. Hoewel de beelden suggereren dat wat de astronomen hebben ontdekt waarschijnlijk sterrenstelsels zijn, is het denkbaar dat een paar van deze objecten in stof gehulde superzware zwarte gaten blijken te zijn. Maar hoe dan ook: de hoeveelheid massa die zij hebben ontdekt, betekent dat de bekende massa aan sterren in deze vroege periode van ons heelal tot wel honderd keer groter was dan voor mogelijk werd gehouden. Om zo’n grote hoeveelheid massa te kunnen verklaren, zouden ofwel de bestaande kosmologische modellen moeten worden gewijzigd, ofwel de wetenschappelijke kennis over de vorming van sterrenstelsels in het vroege heelal – dat sterrenstelsels zijn begonnen als kleine wolken van sterren en stof die in de loop der tijd geleidelijk groter werden – moeten worden herzien. Beide scenario’s vereisen een fundamentele verschuiving in ons begrip van het ontstaan van het heelal. Om de bevindingen van het team te bevestigen, moeten spectra van de massieve sterrenstelsels worden genomen. Dat levert informatie op over hun werkelijke afstanden en over hun chemische samenstelling. De astronomen kunnen deze gegevens vervolgens gebruiken om een duidelijker beeld te vormen van hoe de sterrenstelsels eruit zagen, en hoe massarijk ze werkelijk waren. (EE)
→ Discovery of massive early galaxies defies prior understanding of the universe

17 februari 2023
Onderzoekers die gebruik maken van de Webb-ruimtetelescoop hebben een eerste blik kunnen werpen op de stervormingsactiviteit in nabije sterrenstelsels. De gegevens laten zien dat zelfs beginnende stervorming van invloed kan zijn op de vormen, structuren en dynamiek van deze grote objecten. Astronomen van over de hele wereld werken samen aan een project om een aantal prangende vraagstukken omtrent de stervorming in sterrenstelsels op te lossen. In het kader van dit project, met de titel ‘Physics at High Angular Resolution in Nearby Galaxies with JWST’ (PHANGS-JWST), zijn nu de eerste Webb-opnamen van nabije sterrenstelsels geanalyseerd. Dat heeft 21 onderzoeksverslagen opgeleverd, die onlangs in een themanummer van The Astrophysical Journal Letters zijn gepubliceerd. Het internationale onderzoeksteam bestudeert negentien schijfvormige sterrenstelsels waar we recht tegenaan kijken. Daarvan zijn er nu vier zijn bekeken: NGC 628 (M74), NGC 1365, NGC 7496 en IC 5332. De beelden die met de Amerikaanse Near-Infrared Camera (NIRCam) en de Europese Mid-Infrared Instrument (MIRI) van Webb zijn gemaakt, hebben de astronomen versteld doen staan. Het PHANGS-team heeft deze sterrenstelsels jarenlang bestudeerd op optische, radio- en ultraviolette golflengten met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array en de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Daarbij bleef echter een cruciale fase in de levenscyclus van sterren buiten schot: de periode waarin een jonge ster nog is gehuld in een cocon van stof en gas. De gevoelige infraroodcamera’s van Webb kunnen door dit stof heen ‘prikken’. De nieuwe Webb-beelden zijn waardevol, omdat ze enkele van de fijnste structuren in de spiraalstelsels laten zien, zoals de compacte jonge sterrenhopen die in de kernen van de stelsels te vinden zijn. De gegevens tonen aan dat deze sterrenhopen een grote diversiteit vertonen, van wonderbaarlijk inactief tot uitermate actief. Een ander boeiend aspect is de ontdekking van stervorming tussen de opvallende spiraalarmen. Uit de eerste resultaten blijkt, zoals verwacht, dat de stervormingsactiviteit het grootst is in de spiraalarmen. De efficiëntie waarmee gas wordt omgezet in sterren lijkt echter over de hele schijf constant te zijn. Hierdoor kunnen zich zelfs buiten de spiraalarmen zware sterrenhopen vormen – iets waar vooraf veel discussie over bestond. (EE)
→ The James Webb Space Telescope Reveals Intricate Networks of Gas and Dust in Nearby Galaxies

15 februari 2023
Astronomen hebben met de Webb-ruimtetelescoop een nieuw ‘deep field’ vastgelegd van Pandora's Cluster (Abell 2744), met nooit eerder vertoonde details. Bij het internationale onderzoek zijn Marijn Franx en Mariska Kriek (beiden Universiteit Leiden), Pratika Dayal (Rijksuniversiteit Groningen) en Ivo Labbé (Swinburne University of Technology in Melbourne, Australië) betrokken. De resultaten zijn beschreven in vier wetenschappelijke artikelen. Het nieuwe Webb-beeld toont drie clusters van zware sterrenstelsels die samen een megacluster vormen. De gecombineerde massa van de clusters creëert een krachtige zwaartekrachtlens, een natuurlijk vergrotingseffect van de zwaartekracht, waardoor veel verder gelegen sterrenstelsels in het vroege heelal kunnen worden waargenomen. Pandora’s Cluster ligt in het zuidelijke sterrenbeeld Beeldhouwer (Sculptor), op 3,5 miljard lichtjaar van de aarde. Het nieuwe beeld van Pandora's Cluster voegt vier Webb-foto's samen tot één panoramisch beeld en toont ruwweg 50.000 bronnen in het nabij-infrarood licht. Alleen de centrale kern van Pandora is eerder in detail bestudeerd door de Hubble-ruimtetelescoop. Door de combinatie van de infraroodinstrumenten van Webb met een breed mozaïekbeeld van de verschillende lensgebieden in het gebied, kwamen de astronomen tot dit brede en diepe veld. Naast de vergroting vervormt de zwaartekrachtlens het uiterlijk van verre sterrenstelsels, zodat ze er heel anders uitzien dan die op de voorgrond. De lenswerking van de cluster is zo sterk dat hij het weefsel van de ruimte zelf vervormt, zodat het licht van verre sterrenstelsels dat door die vervormde ruimte reist, er ook vervormd uitziet. Mede-hoofdonderzoeker Ivo Labbé, wijst op het gebied rechtsonder op de Webb-opname dat nog nooit door Hubble in beeld is gebracht. ‘Daar zijn honderden verre lensvormige sterrenstelsels te zien die verschijnen als zwakke booglijnen. Door in te zoomen op het gebied worden er steeds meer zichtbaar. Mijn eerste reactie op het beeld was dat het zo mooi is, dat het lijkt op een simulatie van de vorming van sterrenstelsels. We moesten onszelf eraan herinneren dat dit echte waarnemingen waren.’ Het UNCOVER-team gebruikte Webb's Near-Infrared Camera (NIRCam) om de cluster vast te leggen met belichtingen tussen 4-6 uur, met in totaal ongeveer dertig uur waarneemtijd. De volgende stap is het nauwgezet doornemen van de beeldgegevens en het selecteren van sterrenstelsels voor vervolgwaarnemingen met de Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec), die nauwkeurige afstandsmetingen zal opleveren, samen met andere gedetailleerde informatie over de samenstelling van de gelensde sterrenstelsels. Dat zal nieuwe inzichten opleveren in het vroege tijdperk van de vorming en evolutie van sterrenstelsels. Het UNCOVER-team verwacht dat Webb deze NIRSpec-waarnemingen in de zomer van 2023 zal doen. 
→ Volledig persbericht

15 februari 2023
Wanneer twee neutronensterren op elkaar botsen, produceren zij een explosie die, anders dan wat tot voor kort werd aangenomen, volmaakt bolvormig is. Hoe dit kan, is nog steeds een mysterie, maar volgens astrofysici van de Universiteit van Kopenhagen kan de ontdekking de sleutel zijn tot nieuwe fundamentele fysica en het meten van afstanden in het heelal (Nature, 15 februari). De kolossale explosies die ontstaan wanneer twee om elkaar wentelende neutronensterren met elkaar in botsing komen – de zogeheten kilonova’s – zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van zowel grote als kleine dingen in het heelal: van zwarte gaten tot de atomen in de gouden ring aan je vinger en het jodium in ons lichaam. Maar verder is over dit explosieve verschijnsel nog veel onbekend. Toen in 2017 op 140 miljoen lichtjaar afstand een kilonova werd gedetecteerd, konden wetenschappers voor het eerst gedetailleerde gegevens over het verschijnsel verzamelen. En nog steeds zijn onderzoekers over de hele wereld – onder wie Albert Sneppen en Darach Watson van de Universiteit van Kopenhagen – bezig met de interpretatie ervan. Sneppen en Watson hebben daarbij een verrassende ontdekking gedaan. Omdat er vóór de botsing twee supercompacte neutronensterren zijn die honderd keer per seconde om elkaar heen draaien, zou de explosiewolk die door de uiteindelijke botsing ontstaat een afgeplatte en nogal asymmetrische vorm moeten hebben. Maar dat is bij de kilonova uit 2017 helemaal niet het geval: hij is volledig symmetrisch en heeft een bijna volmaakte bolvorm. Dit betekent waarschijnlijk dat de theorieën en simulaties van kilonova’s waar astronomen de afgelopen 25 jaar mee hebben gespeeld, een belangrijke tekortkoming hebben. De meest waarschijnlijke manier om tot een bolvormige explosie te komen is dat er een enorme hoeveelheid energie uit het centrum van de explosie ontsnapt die de anderszins asymmetrische explosiewolk ‘gladstrijkt’. De bolvorm vertelt ons dus dat er waarschijnlijk veel energie in de kern van de botsing zit, wat niet was voorzien. Wanneer de neutronensterren botsen, smelten ze kortstondig samen tot één uiterst zware neutronenster, die vervolgens ineenstort tot een zwart gat. Sneppen en Watson suggereren dat deze ineenstorting weleens verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de onverwachte eigenschappen van de kilonova van 2017. Mogelijk ontstaat er op het moment dat de energie van het enorme magnetische veld van de uiterst zware neutronenster vrijkomt wanneer de ster ineenstort tot een zwart gat een soort ‘magnetische bom’. En het vrijkomen van de magnetische energie zou ervoor kunnen zorgen dat de materie in de explosie meer bolvormig wordt verdeeld. De vorm van de explosie is ook om een heel andere reden interessant. Als ze inderdaad helder en meestal bolvormig zijn, zouden kilonova's kunnen worden gebruikt als een nieuwe manier om grote afstanden in het heelal te meten, ongeveer zoals dat ook met supernova’s van type Ia gebeurt. Weten wat hun vorm is, is daarbij cruciaal, want bij een object dat niet bolvormig is, hangt de helderheid af van de gezichtshoek. Een bolvormige explosie geeft een veel grotere meetnauwkeurigheid. (EE)
→ Astrophysicists discover the perfect explosion in space

15 februari 2023
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Nederlander Pieter van Dokkum van de Yale Universiteit (VS), heeft mogelijk een superzwaar zwart gat ontdekt dat met hoge snelheid door de ruimte beweegt en het gas in de omgeving van een sterrenstelsel zodanig in beroering brengt dat zich daarin nieuwe sterren vormen (arXiv, 13 februari). In de centra van de meeste grote sterrenstelsels, zoals ons Melkwegstelsel, houdt zich een superzwaar zwart gat schuil. Dit kolossale object voedt zich met gas, stof, sterren en al het andere wat te dicht bij hem in de buurt komt, waardoor het mettertijd nóg zwaarder worden. Onder bijzondere omstandigheden kan zelfs zo’n kolos echter uit zijn stelsel worden verbannen. Wanneer twee sterrenstelsels met elkaar fuseren, ontstaat een groter sterrenstelsel met twee superzware zwarte gaten in zijn kern. Als er verder niets bijzonders gebeurt, kunnen deze kolossen gemakkelijk een miljard jaar om elkaar blijven wentelen. Maar als er een derde superzwaar zwart gat arriveert, ontstaat er een onderlinge interactie waarbij één van de drie de ruimte in kan worden geslingerd. Het opsporen van zo’n ontsnapt zwart gat is niet eenvoudig. Een van de manieren waarop het zijn bestaan kenbaar kan maken is doordat het ijle gas in de omgeving van het sterrenstelsel waaruit het is ontsnapt in beroering wordt gebracht. Terwijl het zwarte gat zich een weg baant door dit gas, kunnen er schokgolven optreden die het gas zodanig samendrukken dat er nieuwe sterren ontstaan. Daardoor laat het zwarte gat als het ware een spoor van jonge sterren achter. Van Dokkum en zijn collega’s denken nu zo’n ‘sterrenspoor’ te hebben ontdekt op opnamen die gemaakt zijn met de Hubble-ruimtetelescoop. Modelberekeningen laten zien dat de jongste sterren in het spoor nog geen 30 miljoen jaar oud zijn. En hun ontstaan zou te danken kunnen zijn aan een superzwaar zwart gat dat ongeveer 39 miljoen jaar geleden uit een naburig sterrenstelsel is ontsnapt – een compact sterrenstelsel op ongeveer 13 miljard lichtjaar dat inderdaad vervormingen vertoont die door een ontsnappend zwart gat kunnen zijn veroorzaakt. Of het lange lint van sterren ook daadwerkelijk op deze manier is ontstaan, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. Het sluitende bewijs voor dit scenario zou de detectie van het zwarte gat zélf zijn. Dat is weliswaar niet rechtstreeks waarneembaar, maar mogelijk heeft het bij zijn ontsnapping sterren en gas meegesleurd waardoor de kolos nu omgeven is door een uiterst compacte wolk van sterren en gas. Gezien de grote afstand van het object zal het echter heel moeilijk zijn om deze op te sporen. (EE)
→ Astronomers Spot a Rogue Supermassive Black Hole, Hurtling Through Space Leaving Star Formation in its Wake (Universe Today)

8 februari 2023
Astronomen hebben opvallend nieuw bewijs gevonden voor een massale migratie van sterren naar het Andromedastelsel. Complexe patronen in de bewegingen van de sterren wijzen erop dat de immigratiegeschiedenis van ons grote buurstelsel sterke overeenkomsten vertoont met die van het Melkwegstelsel. De nieuwe resultaten zijn verkregen met het Dark Energy Spectroscopic Instrument van de 4-meter Mayall Telescope op Kitt Peak in Arizona (VS). In de loop van de miljarden jaren groeien en evolueren sterrenstelsels door nieuwe sterren te vormen, maar ook door samen te smelten met andere sterrenstelsels. Astronomen proberen de geschiedenis van deze ‘galactische immigratie’ te ontwarren door de bewegingen van individuele sterren in een sterrenstelsel te meten, en diens uitgestrekte halo van sterren en donkere materie te bestuderen. Deze vorm van kosmische archeologie beperkte zich tot voor kort echter tot ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Door de bewegingen van bijna 7500 sterren in de binnenste halo van het Andromedastelsel te meten, ontdekten astronomen opvallende patronen in de posities en bewegingen van deze sterren. De patronen laten zien dat deze sterren oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van een ander sterrenstelsel, dat ongeveer twee miljard jaar geleden met het Andromedastelsel is samengesmolten. Het nieuwe onderzoek werpt niet alleen licht op de geschiedenis van onze galactische buren, maar ook op die van ons eigen sterrenstelsel. De meeste sterren in de halo van de Melkweg zijn gevormd in een ander sterrenstelsel en later naar ons eigen stelsel gemigreerd, tijdens een galactische fusie die acht tot tien miljard jaar geleden moet hebben plaatsgevonden. Door de overblijfselen van een soortgelijke, maar recentere fusie in het Andromedastelsel te bestuderen, krijgen astronomen meer inzicht in een van de belangrijkste gebeurtenissen in het verleden van de Melkweg. (EE)
→ Footprints of Galactic Immigration Uncovered in Andromeda Galaxy

6 februari 2023
Er is een ver sterrenstelsel ontdekt dat waarschijnlijk duidelijke overeenkomsten vertoont met ons Melkwegstelsel in diens jeugd. Het stelsel, dat de ’Sparkler’ wordt genoemd, is omgeven door tientallen bolvormige sterrenhopen en satellietstelsels en lijkt deze op te slokken (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 6 februari). Bij de ontdekking van de Sparkler, die zich in het zuidelijke sterrenbeeld Volans (Vliegende Vis) bevindt, is gebruik gemaakt van gegevens van de Webb-ruimtetelescoop. Het stelsel vertoont een kosmologische roodverschuiving van 1,38, wat betekent dat we het waarnemen zoals het er ongeveer 9 miljard jaar geleden – oftewel: 4 miljard jaar na de oerknal – heeft uitgezien. In feite is het stelsel daarmee te ver weg om zichtbaar te zijn met de ruimtetelescoop, maar bij toeval bevindt zich een cluster van sterrenstelsels tussen ons en de Sparkler in, die als zwaartekrachtlens fungeert en het licht van het verre stelsel versterkt. De ontdekking is gedaan door een team onder leiding van Duncan Forbes van Swinburne University (Australië) en Aaron Romanowsky van San Jose State University (VS). Hun onderzoek was specifiek gericht op de bepaling van de leeftijden van de bolvormige sterrenhopen rond de Sparkler. Daarbij hebben ze vastgesteld dat deze compacte sterrenhopen op jongere versies lijken van de bolhopen rond ons eigen Melkwegstelsel. De meeste van de sterrenhopen zijn oud en hebben een hoog ‘metaalgehalte’ – de term die astronomen gebruiken voor alle elementen zwaarder dan helium. Enkele van de bolhopen zijn echter wat jonger en metaalarm. Vermoed wordt dat deze toebehoren aan een satellietstelsel dat de Sparkler bezig is om op te slokken. Ook ons Melkwegstelsel heeft in het verleden enkele van zulke kleine sterrenstelsels verzwolgen. Hoewel de Sparkler momenteel slechts drie procent van de massa van de Melkweg heeft, is het aannemelijk dat hij in de loop van de tijd net zo groot en zwaar zal worden als ons Melkwegstelsel nu. (EE)
→ Distant galaxy mirrors the early Milky Way

31 januari 2023
Bij het uitpluizen van gegevens van het eROSITA-instrument van de Duits-Russische röntgensatelliet Spektr-RG hebben astronomen van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik een bron van röntgenstraling ontdekt die verband houdt met een zeer ver superzwaar zwart gat dat in extreem hoog tempo materie aantrekt. De ‘quasar’ is ruim 13 miljard lichtjaar van ons verwijderd, wat betekent dat astronomen nu de groei kunnen bestuderen van een zwart gat uit de tijd dat het heelal nog geen miljard jaar oud was. De superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels zijn tot op enorm grote afstanden waarneembaar, maar alléén als ze materie uit hun omgeving aantrekken. Deze materie verzamelt zich in een zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat, wordt daarbij zeer heet en gaat extreem helder stralen – onder meer op röntgengolflengten. In zijn eentje produceert zo’n quasar meer licht en andere vormen van straling dan de rest van het omringende sterrenstelsel bij elkaar. Toch zijn deze objecten op grote afstanden moeilijk te detecteren: tot nu toe zijn er op röntgengolflengten pas een stuk of vijftig op afstanden van meer dan 12,7 miljard lichtjaar ontdekt. De verre röntgenquasar kon worden geïdentificeerd aan de hand van gegevens van de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï, waarmee astronomen systematisch naar verre objecten hadden gezocht. Bij deze survey was een quasar opgespoord, die de aanduiding J0921+0007 kreeg. Achteraf kon worden vastgesteld dat de röntgenstraling die eROSITA heeft gedetecteerd van dit object afkomstig was. Verder is uit vervolgwaarnemingen op infraroodgolflengten gebleken dat het superzware zwarte gat in kwestie ongeveer 250 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee is het relatief licht voor een superzwaar zwart gat op deze afstand. De met eROSITA gedetecteerde quasar vertoont eigenschappen die passen bij zogeheten Seyfertstelsels – een bijzondere klasse van actieve sterrenstelsels in het lokale heelal. Ze worden geassocieerd met superzware zwarte gaten van minder dan 100 miljoen zonsmassa’s, die in hoog tempo materie opslokken, en zijn mogelijk jonger dan hun zwaardere soortgenoten. Hoewel het merendeel van de actieve sterrenstelsels die op grote afstanden zijn ontdekt zwarte gaten bevatten met massa’s van één tot tien miljard zonsmassa’s, lijkt het aannemelijk dat er ook veel stelsels met minder zware zwarte gaten bestaan. Deze moeten echter in een zeer hoog tempo materie aantrekken om zo helder te kunnen stralen dat ze opgemerkt worden. (EE)
→ Serendipitous detection of a rapidly accreting black hole in the early Universe

25 januari 2023
Bij nieuw onderzoek onder leiding van astronomen van de Nagoya Universiteit en het Nationaal Astronomisch Observatorium van Japan is de leeftijd van een zeer ver sterrenstelsel gemeten. Met behulp van de ALMA-radiotelescoop heeft het team een radiosignaal van dit stelsel opgespoord dat ongeveer 97% van de leeftijd van het heelal onderweg is geweest. De ontdekking bevestigt het bestaan van sterrenstelsels in het zeer vroege heelal, zoals die met de Webb-ruimtetelescoop zijn ontdekt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 25 januari). Het sterrenstelsel, GHZ2/GLASS-z12 geheten, werd oorspronkelijk ontdekt tijdens de GLASS-survey, een ‘hemelverkenning’ met de Webb-ruimtetelescoop waarbij diep in het heelal wordt gekeken. Deze waarnemingen bestaan uit reeksen opnamen die door verschillende kleurfilters worden gemaakt. Bij verre sterrenstelsels doet het licht er zo lang over om ons te bereiken, dat de kleur van hun licht door de uitdijing van het heelal is verschoven naar het rode deel van het lichtspectrum. Het feit dat GHZ2/GLASS-z12 een rode kleur vertoont, werd dan ook gezien als een duidelijke aanwijzing dat het om een ver sterrenstelsel kon gaan. Al tijdens zijn eerste bedrijfsweken registreerde Webb enorm veel heldere rode sterrenstelsels. Een rode kleur vormt echter niet het doorslaggevende bewijs dat een sterrenstelsel heel ver van ons verwijderd is. Ook een nabijer stelsel dat zeer veel stof bevat ziet er rood uit. Alleen rechtstreekse waarnemingen van spectraallijnen – lijnen in het lichtspectrum van een sterrenstelsel die worden gebruikt om de daarin aanwezige elementen te identificeren –kunnen de werkelijke afstanden van deze sterrenstelsels met zekerheid bevestigen. Onmiddellijk na de ontdekking van de potentieel zeer verre sterrenstelsels hebben twee beginnende onderzoekers van de Universiteit van Nagoya en het Nationaal Astronomisch Observatorium van Japan de veertig radiotelescopen van de ALMA-array in Chili gebruikt om op jacht te gaan naar een spectraallijn die de werkelijke leeftijd van de sterrenstelsels kan bevestigen. ALMA werd op GHZ2/GLASS-z12 gericht, om op de frequentie die uit de Webb-waarnemingen kon worden afgeleid naar een emissielijn van zuurstof te zoeken. Zuurstof is, vanwege zijn relatief korte vormingstijd, een element dat in verre sterrenstelsels in overvloed aanwezig is. Door de signalen van alle afzonderlijke radioschotels van ALMA te combineren, lukte het inderdaad om de gezochte emissielijn dicht bij de positie van het sterrenstelsel te detecteren. De waargenomen roodverschuiving van de lijn geeft aan dat we het sterrenstelsel zien zoals het er slechts 367 miljoen jaar na de oerknal – ruim 13 miljard jaar geleden dus – uitzag.De heldere lijn geeft aan dat het sterrenstelsel zijn gasvoorraden snel heeft verrijkt met elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium. Dit levert informatie op over de vorming en evolutie van de eerste generatie sterren en hun levensduur. Ook zou de kleine ‘kloof’ die te zien is tussen het zuurstofgas en de straling van de sterren in GHZ2/GLASS-z12 erop kunnen wijzen dat er in deze vroege sterrenstelsels hevige explosies hebben plaatsgevonden waarbij veel gas de ruimte in is geblazen. (EE)
→ Astronomers confirm age of most distant galaxy with oxygen

25 januari 2023
HERA, een array van 350 radiotelescopen in de Karoo-woestijn van Zuid-Afrika, brengt de detectie van de ‘Kosmische Dageraad’ - het tijdperk na de oerknal waarin de eerste sterren en sterrenstelsels ontstonden – een stapje dichterbij. In een voor publicatie geaccepteerd artikel in The Astrophysical Journal meldt het HERA-team dat het de gevoeligheid van de array, die al de gevoeligste radiotelescoop ter wereld was die specifiek deze bijzondere periode in de kosmische geschiedenis verkent, heeft weten te verdubbelen. De meest recente HERA-resultaten zijn gebaseerd op waarnemingen die in 2017 en 2018 met ongeveer veertig antennes van de array zijn gedaan. Hoewel daarbij nog geen radio-emissies van de overgang van het zogeheten Donkere Tijdperk naar de Kosmische Dageraad zijn geregistreerd, geven de nieuwe data wel al aanwijzingen over de samenstelling van sterren en sterrenstelsels in het vroege heelal. HERA is niet de enige telescoop die naar het vroege heelal kijkt. Zo heeft de nieuwe Webb-ruimtetelescoop onlangs een sterrenstelsel in beeld gebracht dat al ongeveer 325 miljoen jaar na de oerknal bestond. Maar Webb kan alleen de helderste sterrenstelsels zien die zich tijdens de Kosmische Dageraad hebben gevormd – niet de kleinere maar veel talrijkere dwergstelsels waarvan de sterren het intergalactische medium hebben verhit en het meeste waterstofgas hebben geïoniseerd. HERA probeert straling te detecteren van de neutrale waterstof die de ruimte tussen deze vroege sterren en sterrenstelsels vulde, en te bepalen wanneer die waterstof ophield met het uitzenden of absorberen van radiogolven, omdat hij geïoniseerd werd. Het feit dat het HERA-team deze bellen van geïoniseerde waterstof nog niet heeft ontdekt, sluit sommige theorieën over hoe sterren in het vroege heelal zijn geëvolueerd uit. De gegevens tonen met name aan dat de vroegste sterren, die mogelijk ongeveer 200 miljoen jaar na de oerknal werden gevormd, weinig andere elementen bevatten dan waterstof en helium. Hierin verschillen ze van de huidige sterren, die allerlei zogeheten metalen bevatten – de astronomische verzamelterm voor elementen, variërend van lithium tot uranium, die zwaarder zijn dan helium. De atomaire samenstelling van sterren in het vroege heelal bepaalde hoe lang het duurde voordat het intergalactische medium werd verhit toen de sterren zich begonnen te vormen. De sleutel daartoe is de hoogenergetische straling, voornamelijk röntgenstraling, die wordt geproduceerd door dubbelstersystemen waarin een van beide sterren is ineengestort tot een zwart gat of neutronenster, die zijn begeleider geleidelijk ‘opeet’. Met weinig zware elementen wordt veel van de massa van de begeleider weggeblazen in plaats van op het zwarte gat te vallen, wat minder röntgenstraling en minder opwarming van de omgeving oplevert. Zodra de HERA volledig in bedrijf is, mogelijk al komend najaar, hoopt het team een 3D-kaart te kunnen maken van de bellen van geïoniseerde en neutrale waterstof, zoals die zich tussen ongeveer 200 miljoen en 1 miljard na de oerknal hebben ontwikkeld. Deze kaart zou duidelijk kunnen maken hoe vroege sterren en sterrenstelsels verschilden van hun huidige opvolgers. (EE)
→ Were galaxies much different in the early universe?

19 januari 2023
Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van Sandra Raimundo van de Universiteit van Southampton (VK), heeft aangetoond dat er een verband bestaat tussen de interactie tussen naburige sterrenstelsels en de enorme hoeveelheid gas die nodig is om hun superzware zwarte gaten van brandstof te voorzien (Nature Astronomy, 19 januari). Een zwart gat ontstaat wanneer een ‘opgebrande’ zware ster ineenstort en zijn materie sterk wordt samengeperst. Hierbij neemt de aantrekkingskracht van het object zodanig toe, dat niets meer kan ontsnappen, zelfs licht niet – vandaar de term ‘zwart gat’. Sommige zwarte gaten zijn echter miljoenen malen zwaarder dan een ster, en zenden enorme hoeveelheden energie uit. Zulke ‘superzware zwarte gaten’, die in de centra van bijna alle volwaardige sterrenstelsels te vinden zijn, voeden hun activiteit deels door het geleidelijk inzamelen van gas uit de omgeving. Door deze accretie van gas kan de naaste omgeving van het superzware zwart gat zeer helder gaan stralen, en astronomen vermoeden dat dit proces van grote invloed kan zijn geweest voor het aanzien van de huidige sterrenstelsels. Hoe superzware zwarte gaten genoeg brandstof weten de verzamelen om hun activiteit en groei op peil te houden, is nog onduidelijk, maar het onderzoek van Raimundo en haar collega’s kan daar verandering in helpen brengen. De wetenschappers hebben gebruik gemaakt van gegevens van de 4-meter Anglo-Australian Telescoop in New South Wales (Australië) om de bewegingen van gas en sterren in meer dan drieduizend sterrenstelsels te onderzoeken. Daarbij hebben ze met name gezocht naar sterrenstelsels waarin het gas in een andere richting draait dan de daarin aanwezige sterren. Dit kenmerk wijst erop dat het stelsel in het verleden een ontmoeting met een soortgenoot heeft gehad. De analyse van het onderzoeksteam laat zien dat sterrenstelsels waarin gas de ‘verkeerde’ kant op beweegt vaker een actief superzwaar gat in hun centrum hebben dan andere stelsels. Er lijkt dus een duidelijk verband te bestaan tussen de tegendraadse gasstromen en de activiteit van het superzware zwarte gat. Dit suggereert dat bij een ontmoeting tussen twee sterrenstelsels gas wordt overgedragen, dat vervolgens in de greep komt van het superzware zwarte gat en daardoor wordt opgeslokt. Astronomen vermoedden al langer dat het gas dat vrijkomt bij de fusie met een ander sterrenstelsel op deze manier kan worden gebruikt, maar het ontbrak tot nu toe aan hard bewijs. Raimundo en collega’s hopen nu hun onderzoek uit te breiden en hun bevindingen te gebruiken om te berekenen hoeveel van de totale massa van superzware zwarte gaten aan dit mechanisme kan worden toegeschreven en hoe belangrijk dit proces in het vroege heelal is geweest. (EE)
→ Massive fuel hungry black holes feed off intergalactic gas

16 januari 2023
Nieuw onderzoek wijst erop dat wetenschappers de energie-output van zogeheten actieve galactische kernen aanzienlijk hebben onderschat, omdat ze onvoldoende rekening hebben gehouden met de verduisterende werking van stof (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 16 januari). Actieve galactische kernen worden worden veroorzaakt door superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels die bezig zijn om materie op te slokken. Het zijn de krachtigste compacte energiebronnen in het heelal. Van de helderste actieve galactische kernen is al lang bekend dat zij meer licht en andere vormen van straling uitzenden dan alle miljarden sterren in het hen omringende sterrenstelsel bij elkaar. Hoewel eveneens al lang bekend is dat het licht van deze actieve kernen kan worden getemperd door stof, werd algemeen aangenomen dat dit effect verwaarloosbaar was. Uit het nieuwe onderzoek is nu echter gebleken dat de energie-output van actieve galactische kernen wordt onderschat. Het onderzoeksteam kwam tot deze conclusie door de roodverkleuring van het licht van een van de best onderzochte actieve galactische kernen, NGC 5548, te analyseren. Net zoals de atmosfeer van de aarde de zon roder en zwakker doet lijken bij zonsondergang, zo doet stof in actieve galactische kernen ze ook roder en zwakker lijken dan ze in werkelijkheid zijn. En hoe roder, des te sterker is het verduisterende effect. Astronomen kwantificeren de kleuren van een object door de intensiteit van zijn licht bij verschillende golflengten te meten. Maar anders dan bij de zon, weten we van actieve galactische kernen niet precies hoe hun onverduisterde licht eruitziet. Er bestaan weliswaar theorieën die voorspellingen doen over dit intrinsieke licht, maar daar bestaat de nodige twijfel over. Bij hun onderzoek van NGC 5548 hebben astronomen van de Universiteit van Californië te Santa Cruz zeven verschillende indicatoren voor de hoeveelheid stof gebruikt, en die bleken allemaal in goede overstemming met elkaar te zijn. Bovendien bleek dat het licht van NGC 5548 door de aanwezigheid van stof sterk getemperd wordt: meer dan tien keer zo sterk als het verduisterende effect van stof als we vanuit ons eigen Melkwegstelsel naar de ruimte daarbuiten kijken. De kleuren van NGC 5548 zijn karakteristiek voor andere actieve galactische kernen, wat vérstrekkende gevolgen heeft. Het betekent namelijk dat, rekening houdend met de verduisterende effecten van stof, actieve galactische kernen nog meer energie produceren dan tot nu toe werd aangenomen. Een doorsnee actieve galactische kern straalt in het ultraviolet, het golflengtegebied waar de meeste energie wordt uitgestraald, wel tien keer zo fel. Een andere gevolgtrekking is dat actieve galactische kernen sterk op elkaar lijken, en dat de vermeende grote verschillen tussen deze kernen in werkelijkheid slechts het gevolg zijn van uiteenlopende hoeveelheden stof. (EE)
→ Study finds active galactic nuclei are even more powerful than thought

13 januari 2023
Een team van amateurastronomen heeft een enorme gaswolk ontdekt vlak naast een van de allerbekendste sterrenstelsels: het Andromedastelsel. De wolk is tot nu toe letterlijk buiten beeld gebleven, omdat de grote telescopen op aarde en in de ruimte waar beroepsastronomen mee werken doorgaans een heel klein beeldveld hebben. Als astronoom krijg je bovendien maar een beperkte hoeveelheid waarneemtijd – op je gemak de hemel afstruinen is er dus niet bij. Door de opkomst van relatief goedkope, maar kwalitatief uitstekende digitale camera’s is astrofotografie echter allang niet meer voorbehouden aan beroepsastronomen. Dit heeft geleid tot een nieuwe trend onder amateurastronomen, om zich te focussen op een specifiek stuk hemel en daar zeer lang belichte opnamen van te maken. Want wie weet wat je daar aantreft... Amateurastronomen Marcel Drechsler en Xavier Strottner hebben op die manier bijvoorbeeld al eens een nog onbekende planetaire nevel ontdekt. En nu zijn ze bezig om de hemel systematisch af te speuren naar zwakke gasnevels. In het kader daarvan vroegen ze collega-astrofotograaf Yann Sainty om ook een steentje bij te dragen. Sainty koos het Andromedastelsel als doelwit en maakte daar ‘diepe’ (lang belichte) opnamen van, die hij voor verdere bewerking naar Drechsler en Strottner stuurde. Bij het bekijken van de alles bij elkaar 160 uur belichte beelden, deden ze een onverwachte ontdekking: een enorm uitgestrekte structuur die bijna net zo groot was als het Andromedastelsel zelf en er vlak naast ligt. De nevel was alleen zichtbaar op beelden die waren gemaakt met een filter dat al het licht tegenhoudt, behalve de blauwgroene gloed die wordt uitgezonden door dubbel geïoniseerde zuurstof – dat wil zeggen zuurstofatomen die twee van hun buitenste elektronen zijn kwijtgeraakt, wat vaak voorkomt in grote gaswolken. Tijdens dezelfde waarneemronde maakte Sainty ook diepe opnamen met een ander filter, dat was afgestemd op het licht van waterstofatomen. En hoewel hij veel van zulke gaswolken rond het Andromedastelsel zag (waarschijnlijk nevels in onze eigen Melkweg), geen ervan kwam qua grootte en vorm overeen met de merkwaardige blauwe nevel. Om er zeker van te zijn dat de wolk geen artefact was, veroorzaakt door de reflectie van licht in de telescoop, werden ook nog andere ervaren amateur-astronomen ingeschakeld om waarnemingen te doen. Uiteindelijk werd met vijf telescopen in Frankrijk, Californië en New Mexico het bewijs geleverd dat het om een echt object gaat, dat nu de aanduiding Strottner-Drechsler-Sainty Object 1 (SDSO-1) heeft gekregen. Goed, de gaswolk naast het Andromedastelsel bestaat dus echt, maar wat is het? Beroepsastronomen die zich over de ontdekking hebben gebogen zijn er nog niet uit. Het is zelfs nog onduidelijk of er een fysieke relatie bestaat tussen de gaswolk en het naburige sterrenstelsel. Het is denkbaar dat het gas afkomstig is van sterren in de zogeheten halo van het Andromedastelsel, maar in dat geval zou je daarin ook waterstofgas verwachten, en dat lijkt er niet te zijn. Een andere mogelijkheid is dat de gaswolk is ontstaan bij een botsing tussen de halo’s van het Andromedastelsel en ons eigen Melkwegstelsel. In dat geval zou het een soort boeggolf kunnen zijn, maar ook dan zou je waterstofgas verwachten. En dan is er ook nog de intrigerende mogelijkheid dat de wolk veel kleiner en dichterbij is dan we denken, en deel uitmaakt van ons eigen Melkwegstelsel. Verwarring alom dus. Het wachten is nu op spectra van het licht van de gaswolk. Die zouden bijvoorbeeld duidelijk kunnen maken of de gaswolk met dezelfde snelheid, en in dezelfde richting, beweegt als het Andromedastelsel en inderdaad daarmee verbonden is. (EE)
→ A Recently Discovered Gas Cloud Near Andromeda Stumps Astronomers (Scientific American)

13 januari 2023
Wetenschappers van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Duitsland) hebben tijdens een hemelsurvey op röntgengolflengten een spectaculair, zich herhalend verschijnsel ontdekt. In het centrum van een verder onopvallend sterrenstelsel treedt met regelmatige tussenpozen een heldere röntgenuitbarsting op. De oorzaak ligt waarschijnlijk bij een ster die om het daar aanwezige zwarte gat draait en deze met regelmatige tussenpozen van ‘voedsel’ voorziet. De meeste sterrenstelsels in het heelal hebben een superzwaar zwart gat in hun centrum. Als zo’n zwart gat voortdurend grote hoeveelheden materie kan verzamelen, vormt zich een schijf van hete materie om hem heen die intense straling uitzendt. Zulke ‘actieve’ galactische kernen of AGN’s zijn echter relatief zeldzaam. De meeste sterrenstelsels zijn rustig, en dat maakt het veel moeilijker om iets over het centrale zwarte gat te weten te komen. Maar soms komt het voor dat een ster te dicht in de buurt van zo’n zwart gat komt en door diens getijdenkrachten aan flarden wordt getrokken. Zoiets wordt een tidal disruption event genoemd. Een deel van de materie van de ster valt dan in het zwarte gat, wat gepaard gaat met een kortstondige uitbarsting van röntgen- en uv-straling. Doorgaans treden zulke uitbarstingen slechts eens in de tienduizend jaar op, waardoor het meestal bij één waarneming blijft. Recent zijn echter enkele gevallen ontdekt waarbij periodieke röntgenuitbarstingen plaatsvinden. Deze worden in verband gebracht met sterren die wel heel dicht bij het centrale zwarte gat komen, maar daarbij niet volledig worden ‘gesloopt’. Met behulp van eROSITA, een röntgentelescoop die deel uitmaakt van de Duits-Russische ruimteonderzoeksmissie Spektr-RG, is nu een nieuw voorbeeld daarvan ontdekt. De regelmatige röntgenuitbarstingen vinden plaats in de kern van het rustige sterrenstelsel J0456-20, dat ongeveer 1 miljard lichtjaar van ons verwijderd is. Bij het herhaaldelijk in kaart brengen van de volledige hemel zijn in dit stelsel drie röntgenuitbarstingen waargenomen met tussenpozen van ongeveer 220 dagen. De wetenschappers schatten dat de ster die om het zwarte gat draait daarbij respectievelijk 5 %, 1,5 % en 0,5% zonsmassa aan materie is kwijtgeraakt. Dat is zo weinig, dat de ster inderdaad meerdere naderingen van het zwarte gat kan hebben doorstaan. (EE)
→ Star on a dangerous path provides regular meals for supermassive black hole

12 januari 2023
Door in een bekende sterrenhoop in de Kleine Magelhaense Wolk te kijken, heeft het NIRCam-instrument van de Webb-ruimtetelescoop veel nieuwe, nooit eerder geziene kernen van stervorming blootgelegd. Bovendien zijn op de opname nieuwe structuren te zien die een venster bieden op de sterren die zich daarbinnen voeden. NGC 346 bevindt zich in de Kleine Magelhaense Wolk, een dwergsterrenstelsel dicht bij onze Melkweg. De Kleine Magelhaense Wolk bevat minder elementen zwaarder dan waterstof en helium dan ons Melkwegstelsel. Omdat stof in de ruimte voornamelijk uit zware elementen bestaan, was de verwachting dat hier weinig stof zou zijn. Maar het tegendeel blijkt waar. Astronomen onderzochten NGC 346 omdat de omstandigheden en de hoeveelheid zware elementen daar lijken op die in sterrenstelsels van miljarden jaren geleden, tijdens een periode in het heelal toen de vorming van nieuwe sterren haar hoogtepunt bereikte. Deze periode wordt ook wel de ‘kosmische middag’ genoemd. ‘Tijdens de kosmische middag zou een sterrenstelsel niet één NGC 346 hebben, zoals de Kleine Magelhaense Wolk nu, maar duizenden stervormingsgebieden als deze,’ aldus Margaret Meixner, hoofd van het onderzoeksteam. Door protosterren waar te nemen die zich nog aan het vormen zijn, kunnen astronomen te weten komen of het stervormingsproces in de Kleine Magelhaense Wolk anders verloopt dan in ons eigen Melkwegstelsel. Eerdere infraroodstudies van NGC 346 waren gericht op protosterren die zwaarder zijn dan ongeveer vijf tot acht zonsmassa’s. Met Webb kunnen ook kleinere sterren-in-wording worden bekeken. Tijdens hun vorming verzamelen sterren gas en stof uit de hen omringende moleculaire gaswolk. Daarbij ontstaan de lintvormige structuren die op de Webb-opname te zien zijn. Het materiaal verzamelt zich uiteindelijk in een zogeheten accretieschijf die de centrale protoster voedt. Astronomen hadden rond protosterren in NGC 346 al gas ontdekt, maar met Webb is voor het eerst ook stof in deze schijven waargenomen. Deze resultaten zijn op 11 januari gepresenteerd tijdens een persconferentie op de 241ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle (VS). (EE)
→ NASA’s Webb Uncovers Star Formation in Cluster’s Dusty Ribbons

11 januari 2023
Een team van onderzoekers onder leiding van Burçin Mutlu-Pakdil, thans verbonden aan Dartmouth College (VS), heeft drie uiterst lichtzwakke verre sterrenstelsels ontdekt. Het onderzoek van zulke ‘ultra-zwakke dwergstelsels, kan wetenschappers helpen universele modellen te ontwikkelen voor de vorming van de oudste sterrenstelsels in het heelal. De ontdekking is vandaag bekendgemaakt op de 241e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle en gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De drie ultra-zwakke dwergstelsels die Mutlu-Pakdil en haar team hebben ontdekt behoren tot de zwakste stelsels die ooit buiten de Lokale Groep – de verzameling sterrenstelsels waar ons Melkwegstelsel en het Andromedastelsel deel van uitmaken – zijn aangetroffen. Het drietal bevindt zich op ongeveer 11,4 miljoen lichtjaar van de aarde en is naar schatting 12 miljard jaar oud. Bijna al hun sterren zijn vroeg in de geschiedenis van het heelal gevormd. De sterrenstelsels zijn de eerste ultra-zwakke dwergen die zijn aangetroffen bij een relatief ver spiraalstelsel van ongeveer dezelfde massa als ons Melkwegstelsel. Ze draaien om een sterrenstelsel dat bekendstaat als NGC253, maar ook wel het Sculptorstelsel wordt genoemd (naar het sterrenbeeld waarin het vanuit de aarde gezien staat). Ondanks hun verre afkomst komen hun kenmerken overeen met die van de ultra-zwakke dwergstelsels binnen de Lokale Groep. Dit zou wetenschappers kunnen helpen om nauwkeurigere modellen van dit soort sterrenstelsels te ontwikkelen. De meeste bekende voorbeelden van ultra-zwakke dwergstelsels bevinden zich binnen de Lokale Groep, maar het is denkbaar dat het ontstaan en de ontwikkeling van zulke stelsels mede worden bepaald door hun omgeving. Daarom weten we eigenlijk nog niet hoe ‘normaal’ de ultra-zwakke dwergstelsels van de Lokale Groep zijn. Ultra-zwakke dwergstelsels zijn de minst heldere en minst chemisch geëvolueerde sterrenstelsels die we kennen. Toch worden ze van alle sterrenstelsels het meest gedomineerd door donkere materie – de mysterieuze vorm van materie waarvan gedacht wordt dat deze het grootste deel van het heelal uitmaakt. Om deze redenen beschouwen astronomen ultra-zwakke dwergstelsels als ongerepte ‘fossielen’ van het vroege heelal. Ze zouden het meest geschikt zijn om de samenstelling van het heelal en de vorming van de eerste sterrenstelsels te bestuderen. (EE)
→ Discovery of three faint, distant galaxies may expand knowledge of early universe

11 januari 2023
Vandaag, tijdens de 241e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle (VS), presenteert een team onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Washington de resultaten van de zogeheten PHATTER-survey – een onderzoek dat voor het eerst een gedetailleerd beeld geeft van de diverse sterrenpopulaties in het Driehoekstelsel. De wetenschappers hebben ontdekt dat de jongste sterren en de oudste sterren in dit satellietstelsel – een naaste metgezel van het veel grotere Andromedastelsel – zeer verschillend zijn georganiseerd. Dat is verrassend, want bij veel sterrenstelsels, zoals het Melkwegstelsel en het Andromedastelsel, zijn de sterren ongeveer gelijk verdeeld, ongeacht hun leeftijd. Met een diameter van ongeveer 61.000 lichtjaar is het Driehoekstelsel het op twee na grootste sterrenstelsel in onze Lokale Groep. Op beelden met een lagere resolutie vertoont het een ‘vlokkerige’ structuur, met veel kleine spiraalarmen die uitstralen vanuit een duidelijk gedefinieerd centrum. Voor het PHATTER-onderzoek heeft de Hubble-ruimtetelescoop in de loop van meer dan een jaar honderden detailrijke opnamen gemaakt van verschillende delen van het Driehoekstelsel. Het team heeft deze beelden samengevoegd tot een foto waarop voor het eerst afzonderlijke sterren in een groot deel van het centrum van het stelsel te zien zijn. Dankzij de diverse filters waarmee de Hubble-ruimtetelescoop is uitgerust konden de onderzoekers deze sterren ook naar leeftijd onderscheiden. De verdeling van jongere, zware sterren – die van minder dan 1 miljard jaar oud –blijkt ongeveer overeen te komen met het ‘vlokkerige’ patroon waar het Driehoekstelsel zo bekend om staat. Maar de oudere, rodere sterren zijn heel anders verdeeld: twee spiraalarmen die ontspringen aan een rechthoekige balk in het centrum van het stelsel. Het onderzoeksteam weet niet waarom de jonge en de oude sterren in het Driehoekstelsel zo verschillend zijn verdeeld. Satellietstelsels vormen een bont gezelschap en er resteren nog veel vragen over hun vorming en evolutie. Ze vertonen uiteenlopende vormen, die mogelijk het gevolg zijn van interacties met hun moederstelsel. Het grootste satellietstelsel van ons Melkwegstelsel bijvoorbeeld – de Grote Magelhaense Wolk – is qua omvang en massa vergelijkbaar met het Driehoekstelsel, maar heeft een onregelmatige bolvorm, die het gevolg is van de nabijheid van ons eigen stelsel. De analyse van de PHATTER-survey moet duidelijkheid geven over hoe dit soort sterrenstelsels ontstaan en hoe zij door hun grotere buren worden beïnvloed. Het team is van plan deze eerste bevindingen navolging te geven door de geschiedenis van de stervorming in het Driehoekstelsel uit te pluizen, en de verschillende delen van het stelsel met elkaar te vergelijken. (EE)
→ Old and new stars paint very different pictures of the Triangulum Galaxy

10 januari 2023
Astronomen hebben een intense uitbarsting van radiogolven, afkomstig van een nabijgelegen sterrenstelsel, gebruikt om de halo van gas rondom ons eigen Melkwegstelsel te onderzoeken. De wetenschappers bestudeerden de manier waarop het licht van deze zogeheten snelle radioflits zich verspreidde toen het vanuit de diepe ruimte naar ons Melkwegstelsel reisde. Op die manier hebben ze een schatting kunnen maken van de hoeveelheid materie die zich in de halo bevindt – ongeveer zoals je met een zaklamp door mist kunt schijnen om te zien hoe dicht deze is. Hoe meer materie er aanwezig is, des te meer wordt het licht verspreid. Uit de resultaten, die zijn gepresenteerd op de halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Seattle (VS) wordt gehouden, blijkt dat ons sterrenstelsel aanzienlijk minder baryonische materie – de soort materie waaruit sterren, planeten en wijzelf bestaan – bevat dan verwacht. Dit ondersteunt dan weer theorieën die stellen dat veel materie uit sterrenstelsels wordt weggeblazen door sterke stellaire winden, exploderende sterren en actieve superzware zwarte gaten. De nieuwe bevindingen, die voor publicatie zijn ingediend bij The Astrophysical Journal, maken deel uit van een hele reeks van nieuwe resultaten van de Deep Synoptic Array (DSA), een opstelling van radioschotels in de hooggelegen woestijn van het Owens Valley Radio Observatory, ten oosten van het Sierra Nevada-gebergte in Californië. Het doel van de DSA is het ontdekken en bestuderen van snelle radioflitsen, die doorgaans diep in de kosmos ontstaan. Een van de uitdagingen bij het onderzoek van snelle radioflitsen is het herleiden van hun plaats van oorsprong. Door te weten waar de radioflitsen vandaan komen, kunnen astronomen bepalen wat de intense kosmische flitsen veroorzaakt. Het bepalen van hun locatie is ook essentieel voor het gebruik van radioflitsen om te onderzoeken hoe de baryonische materie over het heelal is verdeeld. Eerder onderzoek heeft erop gewezen dat snelle radioflitsen afkomstig kunnen zijn van zogeheten magnetars – de compacte, sterk magnetische restanten van zware sterren die als supernova zijn geëxplodeerd. Zo is in 2020 met verschillende telescopen een magnetar op heterdaad betrapt toen deze een heldere radioflits op ons sterrenstelsel ‘afvuurde’. Nieuwe waarnemingen van de DSA laten echter zien dat snelle radioflitsen afkomstig zijn van een divers scala van sterrenstelsels, waaronder oude stelsels die deel uitmaken van rijke clusters. Dit suggereert dat als magnetars inderdaad de bronnen van snelle radioflitsen zijn, zij op verschillende, mogelijk onverwachte manieren ontstaan. (EE)
→ Cosmic Burst Probes Milky Way’s Halo

9 januari 2023
Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) twee relatief nabije sterrenstelsels onderzocht die bezig zijn om met elkaar samen te smelten. Nabij het centrum van het nieuwe sterrenstelsel dat uit deze galactische fusie ontstaat zijn twee superzware zwarte gaten ontdekt. Deze ‘vraatzuchtige reuzen’ staan het dichtst bij elkaar van alle binaire superzware zwarte gaten die ooit op meerdere golflengten zijn waargenomen. Bovendien toont het nieuwe onderzoek aan dat zulke dubbele zwarte gaten, en de fusies van sterrenstelsels waaruit deze voortkomen, verrassend talrijk zijn in het heelal. De onderzochte sterrenstelsels staan tezamen bekend als UGC4211. Met een afstand van ‘slechts’ 500 miljoen lichtjaar zijn het ideale kandidaten voor het bestuderen van galactische fusies. Zulke samensmeltingen van sterrenstelsels komen in het verre heelal meer voor, maar die zijn vanwege hun enorme afstanden moeilijker waarneembaar. Toen de onderzoekers de zeer gevoelige ontvangers van ALMA gebruikten om diep in de actieve kernen van de fuserende stelsels te kijken – compacte, zeer heldere gebieden die zijn ontstaan door de accretie van materie rond centrale zwarte gaten – zagen zij niet één, maar twee zwarte gaten die druk bezig zijn om de bijproducten van de fusie op te slokken. Verrassend genoeg bleek het gulzige tweetal slechts 750 lichtjaar van elkaar verwijderd te zijn. Eerder hadden computersimulaties gesuggereerd dat het merendeel van de populatie van binaire zwarte gaten in nabije sterrenstelsels inactief zou zijn. De ontdekking van een nabij voorbeeld van een actief tweetal doet echter vermoeden dat er mogelijk veel meer voorbeelden van groeiende superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels op ontdekking wachten. Behalve met ALMA is UGC4211 ook bekeken met de ruimtetelescopen Chandra en Hubble, en met de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili en de Keck-telescoop op Hawaï. Elke van deze instrumenten vertelt een ander deel van het verhaal. Waar de telescopen op aarde het complete samensmeltende sterrenstelsel lieten zien, gaf Hubble een nauwkeurig beeld van hun kernen. De röntgenwaarnemingen van Chandra toonden aan dat er minstens één actieve kern in het fuserende stelsel aanwezig was. En ALMA gaf exact aan waar de beide superzware zwarte gaten zich bevinden. De resultaten van het nieuwe onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters en gepresenteerd tijdens een persconferentie op de 241e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle (VS).
→ ALMA scientists find pair of black holes dining together in nearby galaxy merger

9 januari 2023
Schokgolven als gevolg van de botsing tussen een binnendringend sterrenstelsel en het Kwintet van Stephan helpen astronomen te begrijpen hoe turbulentie het gas in het intergalactische medium beïnvloedt. Uit nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Webb-ruimtetelescoop is gebleken dat een supersonische schokgolf, enkele malen groter dan ons Melkwegstelsel, een ‘recyclingfabriek’ voor warm en koud moleculair waterstofgas heeft opgestart. De waarnemingen zijn vandaag gepresenteerd tijdens een persconferentie op de 241e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle (VS). Het Kwintet van Stephan is een groep van vijf sterrenstelsels op ongeveer 270 miljoen lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Pegasus. De groep vormt een proeftuin voor het onderzoek van botsingen tussen sterrenstelsels en de gevolgen daarvan voor de omgeving. Gewoonlijk leiden botsingen en fusies van sterrenstelsels tot een golf van stervorming, maar in het Kwintet van Stephan is dat niet het geval. In plaats daarvan vindt deze hevige activiteit plaats in het intergalactische medium ver van de sterrenstelsels, op plaatsen waar weinig tot geen stervorming het zicht belemmert. Dankzij dit ‘kosmische kijkvenster’ kunnen astronomen zien wat er gebeurt nu een van de sterrenstelsels, NGC 7318b, met een relatieve snelheid van ongeveer 800 km/seconde de groep binnendringt. Daarbij is hij in botsing gekomen met een oude gasstroom die waarschijnlijk is veroorzaakt door een eerdere interactie tussen twee van de andere sterrenstelsels. Bij de botsing is een enorme schokgolf ontstaan die zich een weg baant door de klonterige gasstroom. In het centrum van deze schokgolf, dat veld 6 wordt genoemd, is een reusachtige, langgerekte gaswolk te zien die uiteenvalt en afwisselend heet en koud wordt. Deze intergalactische ‘recyclingfabriek’ is niet de enige vreemde activiteit die het gevolg is van de schokgolven. In ‘veld 5’ hebben astronomen twee koude gaswolken waargenomen die door een stroom warm moleculair waterstofgas met elkaar zijn verbonden. Vreemd genoeg heeft een van de wolken – een soort ‘kogel’ van koud waterstofgas die zich in een lang filament van gas boort – een ringvormige structuur veroorzaakt. De door deze botsing veroorzaakte energie voedt de warme gasmantel rond het gebied, maar de onderzoekers weten niet precies wat dat betekent, omdat ze nog geen gedetailleerde waarnemingsgegevens over het warme gas hebben. Misschien wel het normaalst is ‘veld 4’, waar astronomen een minder turbulente omgeving hebben ontdekt, waar waterstofgas kon samentrekken tot een schijf van sterren. Volgens de onderzoekers zou dat weleens een dwergsterrenstelsel-in-wording kunnen zijn. (EE)
→ ALMA and JWST reveal galactic shock is shaping Stephan’s Quintet in mysterious ways

6 januari 2023
Nieuwe opnamen van de Webb-ruimtetelescoop geven voor het eerst een duidelijk beeld van zogeheten balkspiraalstelsels die al bestonden toen het heelal nog maar een kwart van zijn huidige leeftijd had bereikt. De ontdekking zal astronomen ertoe dwingen om hun theorieën over de evolutie van sterrenstelsels bij te stellen. Balken spelen een belangrijke rol bij de evolutie van een sterrenstelsel, doordat ze gas naar het centrale deel van het stelsel leiden, wat de vorming van nieuwe sterren bevordert. Ook voorzien ze de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels van massa. De ontdekking dat ook heel vroege sterrenstelsels al een centrale balk hadden – net als ons eigen Melkwegstelsel trouwens – betekent dat in deze stelsels de productie van nieuwe sterren al vroeg in een stroomversnelling kan zijn geraakt. De verre sterrenstelsels waren weliswaar ook al te zien op beelden van de kleinere Hubble-ruimtetelescoop, maar daarop waren de centrale balken van de stelsels niet of nauwelijks herkenbaar. (EE)
→ James Webb Telescope Reveals Milky Way-like Galaxies in Young Universe

5 januari 2023
Recent infraroodonderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop werpt nieuw licht op het mysterieuze ‘intraclusterlicht’ (ook wel intra-groepslicht genoemd). De nieuwe Hubble-waarnemingen suggereren dat de sterren die verantwoordelijk zijn voor dit zwakke schijnsel al miljarden geleden uit hun sterrenstelsels zijn ontsnapt (Nature Astronomy, 5 januari). De sterrenstelsels in ons heelal zijn veelal gegroepeerd in kleinere en grotere clusters. De ruimte tussen deze stelsels lijkt op het eerste gezicht leeg en donker, maar bij nadere inspectie blijkt deze toch een zwak waas van licht te vertonen. Aangenomen wordt dat dit licht afkomstig is van ontelbare sterren die uit sterrenstelsels zijn ontsnapt. Over de vraag hoe en wanneer deze sterren zijn ontsnapt, bestaat nog veel discussie. Sommige onderzoeken suggereren dat de sterren op enig moment aan hun oorspronkelijke sterrenstelsels zijn onttrokken, bijvoorbeeld doordat ze zijn ‘meegesleurd’ door een toevallig passerend ander sterrenstelsel. Andere mogelijkheden zijn dat ze zijn weggeslingerd bij fusies tussen sterrenstelsels of dat ze al vroeg in de geschiedenis van het heelal – vele miljarden jaren geleden – ronddoolden. Het nieuwe Hubble-onderzoek lijkt deze laatste mogelijkheid te ondersteunen. Met de ruimtetelescoop is gekeken naar tien clusters van sterrenstelsels op een afstand van bijna tien miljard lichtjaar. De waarnemingen laten zien dat de fractie van het intraclusterlicht ten opzichte van de totale hoeveelheid licht die een cluster uitzendt constant blijft, ook als we miljarden jaren terugkijken in de tijd. Volgens onderzoeker James Jee van de Yonsei-universiteit in Seoul (Zuid-Korea) betekent dit dat de sterren al in het beginstadium van de vorming van de clusters ‘dakloos’ waren. Hoe ze zijn ontsnapt, staat nog niet vast, maar Jee suggereert dat de eerste sterrenstelsels in het heelal mogelijk dermate klein en licht waren, dat ze vrij gemakkelijk sterren kwijtraakten. Naar verwachting zal de nieuwe Webb-ruimtetelescoop, die veel dieper het heelal in kan kijken, hier meer duidelijkheid over kunnen geven. (EE)
→ Hubble Finds That Ghost Light Among Galaxies Stretches Far Back in Time

19 december 2022
Een team van astronomen, onder leiding van Till Sawala van de Universiteit van Helsinki, heeft een verklaring gevonden voor een kwestie die ons begrip van de evolutie van het heelal op de proef stelde: de ruimtelijke verdeling van de kleine sterrenstelsels die als satellieten om ons Melkwegstelsel draaien. Het probleem is slechts van tijdelijke aard (Nature Astronomy, 19 december). De satellietstelsels van ons Melkwegstelsel lijken in een plat, ronddraaiend vlak te liggen. Deze nogal onwaarschijnlijke configuratie houdt astronomen al ruim vijftig jaar bezig. Er is namelijk geen natuurkundig mechanisme bekend dat ervoor zorgt dat de satellietstelsels zich in zo’n platte schijf organiseren. Pogingen om dit ‘satellietvlak’ met behulp van kosmologische computersimulaties te reproduceren liepen steeds op niets uit, waardoor er twijfel begon te ontstaan over het standaardmodel van de kosmologisch standaardtheorie, dat ervan uitgaat dat het heelal voor ongeveer 27 procent uit zogeheten koude donkere materie bestaat. Het nieuwe onderzoek van Till Sawala en collega’s heeft nu echter uitgewezen dat het satellietvlak slechts een kosmologische gril is die mettertijd vanzelf zal verdwijnen, net zoals ook de sterrenbeelden aan onze nachthemel tijdelijk van aard zijn. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van nieuwe gegevens van de Europese astrometrische satelliet GAIA, die de ruimtelijke posities en snelheden van ongeveer een miljard sterren in ons Melkwegstelsel en diens naaste begeleiders in kaart brengt. Met behulp van deze gegevens konden de onderzoekers de vroegere en toekomstige banen van de satellietstelsels (re)construeren. En daarbij zagen ze de raadselachtige schijf van satellieten ontstaan... en een paar honderd miljoen jaar later – een kosmologische oogwenk – weer verdwijnen. Uiteindelijk kwamen Sawala en zijn team tot de conclusie dat eerdere onderzoeken op basis van computersimulaties de mist in waren gegaan, doordat er geen rekening was gehouden met de afstanden van de satellietstelsels tot het centrum van het Melkwegstelsel, waardoor zij veel ronder leken dan de werkelijke satellietstelsels. Nadat deze factor wel in rekening was gebracht, bleken de simulaties diverse sterrenstelsels met een (tijdelijke) schijf van satellieten op te leveren. Volgens de astronomen is hiermee een van de belangrijkste bezwaren tegen het kosmologische standaardmodel uit de weg geruimd, en blijft het concept van de koude donkere materie de hoeksteen van ons begrip van het heelal. (EE)
→ Cosmological enigma of Milky Way’s satellite galaxies solved

15 december 2022
De Webb-ruimtetelescoop van NASA en ESA heeft een van de eerste ‘middeldiepe’ breedveldopnamen van de kosmos gemaakt. Het doelwit was de zogeheten noordelijke eclipticapool – een hemelgebied dat 365 dagen per jaar waarneembaar is met Webb. De opname maakt deel uit van het onderzoeksproject Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS) (Astronomical Journal, 14 december). De term ‘medium-diep’ verwijst naar de zwakste objecten die op de opname te zien zijn. Dat zijn in dit geval objecten van ongeveer magnitude 29, wat betekent dat ze een miljard keer zo zwak zijn als wat we met het blote oog kunnen waarnemen. Het begrip ‘breedveld’ heeft betrekking op het totale gebied dat bij het PEARLS-programma zal worden bestreken – ongeveer een twaalfde van de vollemaan. De nu gepresenteerde kleurenfoto is opgebouwd uit acht verschillende kleuren nabij-infraroodlicht die zijn vastgelegd met de NIRCam-camera van de Webb-ruimtetelescoop. Dit infraroodpalet is aangevuld met drie kleuren ultra-violet en zichtbaar licht van de Hubble-ruimtetelescoop. Op de foto zijn duizenden verre sterrenstelsels te zien, waarvan vele buiten het bereik van de Hubble-ruimtetelescoop en de grootste telescopen op aarde vallen. Ook staan er sterren van ons eigen Melkwegstelsel op. Deze zijn herkenbaar aan hun ‘diffractiestralen’ – een instrumenteel effect dat wordt veroorzaakt door de buiging van licht langs de ophanging van de vangspiegel van de ruimtetelescoop. De NIRCam-waarnemingen zullen uiteindelijk worden gecombineerd met spectra die zijn verkregen met een ander instrument van Webb: de Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS). Deze spectra kunnen worden gebruikt om de afstanden van de vastgelegde sterrenstelsels nauwkeuriger te schatten. (EE)
→ Webb Glimpses Field of Extragalactic PEARLS, Studded With Galactic Diamonds

12 december 2022
De WEAVE-spectrograaf, die afgelopen voorjaar is geïnstalleerd op de William Herschel Telescoop (WHT) op het Canarische Eiland La Palma, is klaar voor gebruik. Het WEAVE-team nam het hart van het Kwintet van Stephan waar, een groep sterrenstelsels die beroemd is vanwege zijn rol in de kerstfilm It’s a Wonderful Life uit 1946. Het instrument werd gericht op de sterrenstelsels NGC 7318a en NGC 7318b, die zich in het hart van het Kwintet bevinden en bezig zijn met elkaar te versmelten. Het Kwintet van Stephan staat op 280 miljoen lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Pegasus. De precisiemetingen tonen aan dat het linker sterrenstelsel met een snelheid van 800 kilometer per seconde (2,9 miljoen km per uur) langs het zwaardere sterrenstelsel aan de rechterkant racet, in onze richting. De botsing veroorzaakt een ravage aan de gasreservoirs in het kleinere sterrenstelsel, die worden afgestoten. De zogeheten first light-waarnemingen werden gedaan met de Large Integral Field Unit (LIFU), een van de drie glasvezelsystemen van WEAVE, ontwikkeld en gebouwd door de NOVA Optische/Infraroodgroep. Bij gebruik van de LIFU sturen 547 dicht op elkaar geplaatste optische vezels het licht van een zeshoekig gebied aan de hemel naar de spectrograaf, waar het wordt geregistreerd en geanalyseerd. Waarnemingen met de LIFU van WEAVE zijn bijna honderd keer sneller dan mogelijk was met eerdere instrumenten op de WHT. WEAVE staat voor WHT Enhanced Area Velocity Explorer. Het instrument kan bijna duizend sterren of sterrenstelsels tegelijk in de gaten houden. Het rafelt met hoge precisie sterlicht uiteen in duizenden afzonderlijke kleuren. De kern van WEAVE bestaat uit bijna tweeduizend verplaatsbare glasvezels. Met WEAVE kunnen astronomen de vorming van sterren bestuderen en onderzoeken hoe sterrenstelsels en het heelal veranderen. WEAVE registreert de snelheid van sterren met een nauwkeurigheid die vergelijkbaar is met die van de Gaia-ruimtetelescoop van ESA. Met WEAVE gaan de Europese astronomen acht grote surveys uitvoeren, op terreinen als sterevolutie, de Melkweg, evolutie van sterrenstelsels en kosmologie. Aansluitend aan wat Gaia doet, zal WEAVE worden gebruikt om spectra te verkrijgen van miljoenen sterren in de schijf en de halo van onze Melkweg, wat ‘Melkweg-archeologie’ mogelijk maakt. Sterrenstelsels dichtbij en veraf, waarvan sommige zijn gedetecteerd door de LOFAR-radiotelescoop, zullen worden bestudeerd om hun groei te begrijpen. Quasars zullen worden gebruikt als bakens om de ruimtelijke verdeling van gas en sterrenstelsels in de geschiedenis van het heelal in kaart te brengen. 
→ Volledig persbericht

7 december 2022
Al bijna twintig jaar zijn astronomen ervan overtuigd dat zogeheten lange gammaflitsen uitsluitend het gevolg kunnen zijn van de ineenstorting van zeer zware sterren. Nieuw onderzoek, onder leiding van Jillian Rastinejad van Northwestern University (VS) brengt deze theorie aan het wankelen (Nature, 7 december). Rastinejad en haar collega’s hebben het bewijs gevonden dat op z’n minst sommige lange gammaflitsen het gevolg kunnen zijn van botsingen tussen neutronensterren – het proces waarvan tot nu toe werd gedacht dat ze alleen korte gammaflitsen produceren. Nadat het team in december 2021 een vijftig seconden durende gammaflits had ontdekt, begonnen de astronomen te zoeken naar de nagloed ervan – een extreem heldere, snel uitdovende uitbarsting van licht die vaak voorafgaat aan een supernova. Maar in plaats daarvan ontdekten ze iets wat veel meer weghad van een kilonova, een zeldzame gebeurtenis die alleen optreedt na de fusie van een neutronenster met een ander compact object (een andere neutronenster of een zwart gat). Gammaflitsen zijn de helderste en meest energierijke explosies sinds de oerknal. Ze worden ingedeeld in twee klassen. Gammaflitsen die minder dan twee seconden duren, worden korte gammaflitsen genoemd. Duurt een gammaflits meer dan twee seconden, dan wordt hij als een lange gammaflits beschouwd. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat deze twee verschijnselen niet dezelfde oorzaak hebben. In december 2021 registreerden twee ruimtetelescopen – de Amerikaanse Swift en de Europese Fermi – een heldere gammaflits die de aanduiding GRB211211A kreeg. Met een duur van iets meer dan vijftig seconden leek GRB211211A aanvankelijk heel normaal. Maar omdat de gammaflits zich op een afstand van ‘slechts’ 1,1 miljard lichtjaar afspeelde – naar astronomische maatstaven relatief dichtbij – besloten de onderzoekers deze onder de loep te nemen met een groot aantal telescopen die zo’n beetje het hele elektromagnetische spectrum bestreken. Om de gebeurtenis op nabij-infrarode golflengten in beeld te brengen, maakten de astronomen snel opnamen met de Gemini-telescoop op Hawaï en de MMT-telescoop in Arizona. Bij bestudering van de beelden zagen ze een ongelooflijk zwak object dat snel zwakker werd. Omdat supernova’s veel helderder zijn en niet zo snel uitdoven, realiseerden de onderzoekers zich dat ze iets hadden gevonden wat in dit geval voor onmogelijk werd gehouden: een zogeheten kilonova. Dat laatste is een explosief verschijnsel dat wordt toegeschreven aan een botsing tussen neutronensterren. Neutronensterren zijn echter compact en relatief licht. Daarom dachten astronomen dat ze niet genoeg materie bevatten om een lange gammaflits te kunnen aandrijven. Daarvoor zou je sterren nodig hebben die tientallen tot honderden keren zoveel massa hebben als onze zon. Niet alleen de gammaflits, ook het sterrenstelsel waarin deze zich afspeelde was merkwaardig. Dit stelsel, met de aanduiding SDSS J140910.47+275320.8, is jong en druk bezig met de vorming van nieuwe sterren – precies het tegenovergestelde van het enig andere bekende gaststelsel van een fusie tussen neutronensterren in het ‘lokale heelal’: NGC4993. Het heeft meer weg van de gaststelsels van de korte gammaflitsen die dieper in het heelal zijn waargenomen. Kortom: de scheidslijn tussen beide soorten gammaflitsen is minder scherp dan gedacht. (EE)
→ Surprise kilonova upends established understanding of long gamma-ray bursts

6 december 2022
Astronomen hebben een nabij voorbeeld ontdekt van een klein sterrenstelsel dat de kenmerken vertoont van de sterrenstelsels in het verre, vroege heelal. Het stelsel is slechts 1200 lichtjaar groot en heeft de bijnaam ‘Kiekeboe’ gekregen, omdat het in de afgelopen eeuw tevoorschijn is gekomen vanachter een ster in ons Melkwegstelsel. De ontdekking is het resultaat van de gezamenlijke inspanningen van diverse telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA en de Southern African Large Telescope (SALT). Kiekeboe is in vergelijking met andere nabije sterrenstelsels extreem metaalarm. Dat wil zeggen dat het weinig elementen zwaarder dan waterstof en helium bevat. Ook de sterrenstelsels in het zeer vroege heelal bestonden vrijwel volledig uit waterstof en helium – de enige elementen die in grote hoeveelheden tijdens de oerknal werden geproduceerd. Zwaardere elementen, zoals koolstof, zuurstof, ijzer en calcium, zijn in de loop van de kosmische geschiedenis door sterren geproduceerd. De vroegste sterrenstelsels in het heelal waren dus onvermijdelijk metaalarm. Maar ook in het lokale heelal zijn nog metaalarme sterrenstelsels te vinden. Kiekeboe trok de aandacht van astronomen omdat het niet alleen een metaalarm stelsel is, zonder een substantiële populatie van oudere sterren, maar zich ook nog eens op slechts 20 miljoen lichtjaar van de aarde bevindt – minstens twee keer zo dichtbij als de al bekende jonge, metaalarme stelsels. Kiekeboe werd meer dan twintig jaar geleden met de Parkes-radiotelescoop in Australië ontdekt als een gebied met koud waterstofgas. Pas later bleek uit waarnemingen in het ver-ultraviolet door NASA-satelliet GALEX dat het om een compact blauw dwergstelsel gaat. Maar zelfs toen beseften astronomen nog niet hoe bijzonder dit kleine sterrenstelsel is. Dat is nu pas duidelijk geworden. De Hubble-ruimtetelescoop heeft ongeveer zestig individuele sterren in het dwergstelsel kunnen onderscheiden, die bijna allemaal hooguit een paar miljard jaar oud lijken te zijn. SALT-metingen van het metaalgehalte van Kiekeboe maakten het plaatje compleet. Tezamen onderstrepen ze dat Kiekeboe heel anders is dan de meeste andere sterrenstelsels in het lokale heelal, die doorgaans bestaan uit sterren die vele miljarden jaren oud zijn. De kenmerken van de sterren van Kiekeboe wijzen erop dat het in chemisch opzicht een van de meest ‘maagdelijke’ sterrenstelsels is die ooit in het lokale heelal zijn opgespoord. Dat is heel opmerkelijk, omdat het lokale heelal al ruim 13 miljard jaar kosmische geschiedenis achter de rug heeft. Het onderzoeksteam is van plan om dit bijzondere dwergstelsel nog eens goed onder de loep te nemen met de zowel de Hubble- als de Webb-ruimtetelescoop. Dat moet een completer beeld geven van zijn sterrenpopulaties en hun metaalgehalte. (EE)
→ Peekaboo! A Tiny, Hidden Galaxy Provides a Peek into the Past

30 november 2022
Eerder dit jaar werd de Europese Very Large Telescope (VLT) gealarmeerd nadat een survey-telescoop een ongewone bron van zichtbaar licht had ontdekt. Samen met tal van andere telescopen werd de VLT snel op deze bron gericht: een superzwaar zwart gat in een ver sterrenstelsel dat een ster had opgeslokt en de restanten ervan in de vorm van een jet had uitgestoten. Uit de VLT-gegevens blijkt dat dit het verste voorbeeld van zo'n gebeurtenis was dat ooit is waargenomen (Nature, 30 november). Sterren die te dicht bij een zwart gat komen, worden door diens enorme getijdenkrachten uit elkaar getrokken. Zo'n gebeurtenis wordt een tidal disruption event (TDE) genoemd. In ongeveer één procent van de gevallen schieten bundels van plasma en straling uit de polen van het draaiende zwarte gat weg. In 1971 omschreef zwarte-gatenpionier John Wheeler het concept van TDE's met jets als 'een tube tandpasta die in het midden stevig wordt samengeknepen, waardoor aan beide uiteinden materie wegspuit'. Tot nu toe is nog maar een handjevol van deze TDE's met jets waargenomen, waardoor er nog niet veel over bekend is. Astronomen zijn daarom voortdurend op jacht naar deze extreme gebeurtenissen, om te begrijpen hoe de jets precies ontstaan en waarom ze maar bij zo weinig TDE's optreden. In het kader van deze zoektocht speuren veel telescopen, waaronder de Zwicky Transient Facility (ZTF) in de VS, regelmatig de hemel af naar tekenen van opvallende kortstondige gebeurtenissen, die vervolgens veel gedetailleerder onder de loep kunnen worden genomen met telescopen zoals de VLT. In februari van dit jaar ontdekte de ZTF een nieuwe bron van zichtbaar licht. De gebeurtenis, die te boek staat als AT2022cmc, leek op een gammaflits – de krachtigste lichtbron in het heelal. Het vooruitzicht om getuige te zijn van dit zeldzame verschijnsel bracht astronomen ertoe om 21 telescopen van over de hele wereld, waaronder de VLT, te activeren om de mysterieuze lichtbron beter te kunnen bekijken. Uit de gegevens die de VLT van het object heeft verzameld blijkt dat het licht van AT2022cmc zijn reis is begonnen toen het heelal nog maar ongeveer een derde van zijn huidige leeftijd had. Daarmee is AT2022cmc de verste TDE die ooit is ontdekt, maar dat is niet het enige bijzondere aspect van dit object. De weinige TDE's met jets die tot nu toe werden waargenomen, werden in eerste instantie opgemerkt met telescopen die hoogenergetische gamma- en röntgenstraling detecteren, maar nu is er dus voor het eerst eentje in zichtbaar licht opgespoord. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

24 november 2022
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Cristina Martínez-Lombilla (Universiteit van New South Wales, Australië), heeft een nieuwe techniek toegepast op het zwakke schijnsel tussen sterrenstelsels - zogeheten ‘intra-groepslicht’ - om de daar aanwezige sterren te karakteriseren (MNRAS, 24 november). Er is weinig bekend over intra-groepslicht. De helderste delen ervan zijn ruwweg vijftig keer zo zwak als de donkerste nachthemel op aarde en laat zich zelfs met de grootste telescopen op aarde en in de ruimte uiterst moeilijk detecteren. Met hun gevoelige techniek, die het licht van alle objecten elimineert, behalve dat van het intra-groepslicht, konden de onderzoekers de zwakke gloed niet alleen detecteren, maar kwamen ze ook van alles te weten over de sterren die de gloed veroorzaken. Ze bepaalden de leeftijden van deze sterren en hun chemische samenstelling, en vergeleken deze met die van sterren die nog deel uitmaken van sterrenstelsels. Hun conclusie: de intra-groepssterren zijn jonger en minder metaalrijk dan de omringende sterrenstelsels. De ontheemde sterren in het intra-groepslicht waren niet alleen ‘anachronistisch’, maar bleken ook een andere oorsprong te hebben dan hun naaste buren. Ze vertoonden overeenkomsten met de nevelige ‘staart’ van een verder weg gelegen sterrenstelsel. Dankzij deze combinatie van aanwijzingen konden de astronomen de geschiedenis van het intra-groepslicht reconstrueren en nagaan hoe de betreffende sterren in hun ‘niemandsland’ terecht zijn gekomen. Het lijkt erop dat deze sterren op enig moment aan hun eigen sterrenstelsels zijn onttrokken en nu vrij ronddolen. Dat gebeurt wanneer sterren uit een sterrenstelsel worden meegesleurd door een passerend zwaar satellietstelsel. (EE)
→ Astronomers observe intra-group light – the elusive glow between distant galaxies

21 november 2022
Een team van astronomen onder leiding van postdoc Anya Nugent van Northwestern University (VS) heeft de meest uitgebreide catalogus tot nu toe samengesteld van sterrenstelsels waarin korte gammaflitsen hebben plaatsgevonden. Met behulp van diverse gevoelige instrumenten en geavanceerde computermodellen van sterrenstelsels hebben de onderzoekers de ‘thuisbasis’ van 84 korte gammaflitsen vastgesteld en 69 van de bijbehorende sterrenstelsels onderzocht (The Astrophysical Journal, 21 november). Korte gammaflitsen zijn uitbarstingen van de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling: gammastraling. Ze duren slechts enkele seconden, maar vervolgens gloeien ze nog uren na op de golflengte van zichtbaar licht. Een korte gammaflits ontstaat wanneer twee om elkaar heen draaiende neutronensterren naar elkaar toe spiralen, en uiteindelijk botsen en samensmelten. Al sinds NASA’s Swift-satelliet in 2005 de eerste nagloeiende korte gammaflits ontdekte, proberen astronomen te begrijpen welke sterrenstelsels, en onder welke omstandigheden, deze krachtige uitbarstingen ontstaan. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat ongeveer 85% van de korte gammaflitsen afkomstig is van jonge sterrenstelsels die in flink tempo nieuwe sterren produceren. Ze ontdekten ook dat gammaflitsen talrijker waren toen het heelal veel jonger was dan nu. Bovendien vonden deze flitsen op grotere afstanden van de centra van sterrenstelsels plaats dan voorheen bekend was. Tot nu toe stond van slechts enkele tientallen korte gammaflitsen vast uit welk sterrenstelsel ze kwamen. Met de nieuwe catalogus is dit aantal in één klap verviervoudigd. Bij het samenstellen ervan is gebruik gemaakt van gegevens van diverse grote telescopen, zoals Keck, Gemini, MMT en Magellan. Daarnaast hebben de astronomen ook gegevens van de ruimtetelescopen Hubble en Spitzer gebruikt. Hoewel het overgrote deel van de korte gammaflitsen afkomstig is van jonge sterrenstelsels, treden ze ook op in oude, bijna ‘uitgeputte’ stelsels. Dat betekent dat systemen van twee om elkaar wentelende neutronensterren in uiteenlopende omgevingen kunnen ontstaan, en dat de tijdspanne tussen vorming en botsing in veel gevallen kort is. De astronomen vermoeden dan ook dat de korte gammaflitsen die ze in jonge sterrenstelsels hebben aangetroffen, afkomstig zijn van neutronenstersystemen die tijdens een stellaire ‘geboortegolf’ zijn ontstaan, en dermate compact waren dat het al heel vroeg tot een botsing kwam. In oudere sterrenstelsels heeft de vorming van neutronenstersystemen mogelijk langer geduurd of vonden de waargenomen gammaflitsen plaats in wijdere neutronenstersystemen. Daardoor kwam het pas laat tot een botsing. (EE)
→ Short gamma-ray bursts traced farther into distant universe

18 november 2022
Op opnamen van de Webb-ruimtetelescoop zijn twee raadselachtig heldere sterrenstelsels ontdekt, die al ongeveer 350 en 450 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Ze zien er opvallend anders uit dan de volwassen sterrenstelsels die we tegenwoordig om ons heen zien (The Astrophysical Journal Letters, 20 november). De verre jonge sterrenstelsels, die de aanduidingen GLASS-z12 en GLASS-z10 hebben gekregen, zetten in extreem hoog tempo gas om in sterren. Ze zijn ruwweg bol- of schijfvormig en veel kleiner dan ons Melkwegstelsel. De sterproductie in beide stelsels is waarschijnlijk al 100 miljoen jaar na de oerknal, die 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond, op gang gekomen. De Webb-waarnemingen brengen astronomen dichter bij de consensus dat opmerkelijk veel sterrenstelsels in het vroege heelal aanzienlijk helderder waren dan verwacht. Dit betekent dat er met de ruimtetelescoop nog veel meer vroege sterrenstelsels kunnen worden opgespoord. De astronomen die de vroege Webb-beelden hebben geanalyseerd denken dat de twee heldere sterrenstelsels zeer massarijk kunnen zijn geweest en talrijke lichte sterren bevatten, net als latere sterrenstelsels. Maar het is ook denkbaar dat ze minder massa hebben en uit veel kleinere aantallen Populatie III-sterren bestaan. Populatie III-sterren zijn hypothetische sterren die vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan en – anders dan de huidige sterren – vrijwel geen elementen zwaarder dan helium bevatten. Sterren van dit type zouden extreem zwaar, heet en helder zijn. Nader onderzoek moet hier meer duidelijkheid over geven. De huidige schattingen van de afstanden van de twee sterrenstelsels zijn gebaseerd op metingen van hun infraroodkleuren – een relatief onnauwkeurige methode. Spectroscopische vervolgmetingen met de Webb-ruimtetelescoop kunnen niet alleen uitsluitsel geven over de afstanden van de verre sterrenstelsels, maar ook over de elementaire samenstelling van hun sterrenpopulatie. (EE)
→ NASA’s Webb Draws Back Curtain on Universe's Early Galaxies

16 november 2022
Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Geraint Lewis, astrofysicus aan de Universiteit van Sydney, heeft aanwijzingen gevonden dat het Andromedastelsel een ‘kannibaal’ is die groeit door met tussenpozen kleinere sterrenstelsels te verorberen (arXiv, 15 november). De onderzoeksresultaten zijn gebaseerd op de ontdekking van een structuur van bolvormige sterrenhopen in Andromeda die buiten het sterrenstelsel zijn ontstaan. Deze structuur wordt de Dulais-structuur genoemd – Welsh voor ‘zwarte stroom’. De Dulais-structuur bestaat uit de restanten van een kolossale ‘vreetbui’ in het relatief recente verleden. Het is een donkere stroom die wordt aangelicht door sterrenhopen waarvan de omloopbanen afwijken van die van andere sterrenhopen in Andromeda. Dat bewijst dat sterrenstelsels zoals Andromeda (en ook onze eigen Melkweg trouwens) groeien door kleinere stelsels op te slokken. Het Andromedastelsel vertoont sporen van minstens twee van die vreetbuien. Ruwe schattingen geven aan dat de meest recente zich ergens in de afgelopen 5 miljard jaar heeft voltrokken, terwijl de eerdere 8 tot 10 miljard geleden plaatsvond. Bij hun onderzoek hebben Lewis en zijn collega’s gegevens geanalyseerd over de snelheden en de chemische eigenschappen van de bolvormige sterrenhopen die de Dulais-structuur vormen, wat een tweedimensionaal beeld heeft opgeleverd. Als volgende stap willen de onderzoekers meer inzicht krijgen in de afstanden van de sterrenhopen. Dat maakt het mogelijk om de geschiedenis van Andromeda in drie dimensies te reconstrueren, en kan nauwkeuriger worden vastgesteld wanneer de beide ‘feestmalen’ hebben plaatsgevonden. (EE)
→ A dark stream sheds new light on the life of galaxies

14 november 2022
Nieuw onderzoek door een internationaal team van astrofysici, onder leiding van Nuria Jordana-Mitjans van de Universiteit van Bath (VK), wijst erop dat niet alle korte gammaflitsen hun energie ontlenen aan een pas gevormd zwart gat. In sommige gevallen fungeert een zware neutronenster als ‘motor’ (The Astrophysical Journal, 10 november). Gammaflitsen zijn uitbarstingen van energierijke straling uit de ruimte, die door om de aarde draaiende satellieten worden geregistreerd. Sommige duren slechts enkele milliseconden, andere minuten. De ‘flitsen’ zijn afkomstig van objecten in verre sterrenstelsels op miljarden lichtjaren van de aarde. Van korte gammaflitsen is bekend dat ze ontstaan wanneer twee om elkaar wentelende neutronensterren met elkaar in botsing komen. Neutronensterren zijn slechts enkele tientallen kilometers groot, maar hebben net zoveel massa als onze zon. Wat er precies overblijft na zo’n botsing is al lang een punt van discussie. Astronomen twijfelen tussen twee theorieën. Volgens de ene theorie fuseren de neutronensterren tot één extreem zware neutronenster, die vervolgens binnen een fractie van een seconde ineenstort tot een zwart gat. Volgens de andere theorie smelten de neutronensterren samen tot een minder zware neutronenster met een langere levensduur. Tot nu toe steunden de meeste astronomen de eerste theorie, en waren ze het erover eens dat om een gammaflits te produceren, de zware neutronenster vrijwel onmiddellijk moet instorten. Of dat inderdaad zo is, kun je afleiden uit de eigenschappen van de elektromagnetische straling die bij zo’n korte gammaflits vrijkomt: het ‘signaal’ van een zwart gat is anders dan dat van een achtergebleven neutronenster. Het onderzoek van Jordana-Mitjans en collega’s laat zien dat het gedrag van een specifieke korte gammaflits die in 2018 is geregistreerd (GRB 180618A) overeenkomt met de vorming van een een neutronenster in plaats van een zwart gat. De astronomen constateerden tot hun verbazing dat het zichtbare licht van de nagloeiende gammaflits al na 35 minuten uitdoofde, wat ongewoon snel is. Uit nader onderzoek is gebleken dat de materie die verantwoordelijk was voor deze kortstondige emissie zich met bijna de snelheid van het licht van de plek des onheils verwijderde. Nog verrassender was dat deze emissie de signatuur had van een pasgeboren, snel draaiende en sterk magnetische neutronenster had: een zogeheten magnetar. Het team ontdekte dat deze magnetar de afremmende uitgestoten materie opnieuw opwarmde. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat er tot zeker een dag na de oorspronkelijke botsing een magnetar heeft bestaan. (EE)
→ Black holes don’t always power gamma-ray bursts, new research shows

10 november 2022
Een middelzwaar zwart gat in een klein sterrenstelsel op ongeveer 850 miljoen lichtjaar heeft zijn bestaan verraden toen het een ster die te dichtbij kwam opslokte. De ‘sloop’ van de ster – een zogeheten tidal disruption event met de aanduiding AT 2020neh – ging gepaard met een intense uitbarsting van licht, die het gezamenlijke licht van alle sterren in het dwergsterrenstelsel even overtrof (Nature Astronomy, 10 november). De uitbarsting werd in oktober 2020 opgemerkt door astronomen van het Young Supernova Experiment, een survey die als doel heeft om kosmische explosies en andere hemelverschijnselen van tijdelijke aard op te sporen. In de kernen van alle grote sterrenstelsels, waaronder ons eigen Melkwegstelsel, bevindt zich een kolossaal zwart gat dat miljoenen of zelfs miljarden keren zoveel massa heeft als onze zon. Het vermoeden bestaat dat deze ‘monsters’ zijn ontstaan uit kleinere zwarte gaten van middelbare massa, d.w.z. duizenden tot honderdduizenden zonsmassa’s. Het idee is dat het vroege heelal wemelde van de kleine sterrenstelsels, die mettertijd met elkaar zijn gefuseerd of zijn opgeslokt door grotere sterrenstelsels. Daarbij voegden de kernen van de betrokken stelsels zich samen tot steeds groter wordende zwarte gaten. De vraag is echter of alle dwergsterrenstelsels ook daadwerkelijk een middelzwaar zwart gat in hun kern hebben. De gebruikelijke techniek om zwarte gaten op te sporen – bijvoorbeeld via de röntgenstraling die ze uitzenden wanneer ze materie uit hun omgeving opslokken – zijn veelal niet gevoelig genoeg. Hierdoor is in nog maar weinig dwergsterrenstelsels een middelzwaar zwart aangetroffen. De hoop bestaat dat waarnemingen van tidal disruption events zoals AT 2020neh uiteindelijk meer duidelijkheid zullen geven over de aanwezigheid van middelzware zwarte gaten in kleine sterrenstelsels. Daarbij is het wel van belang om zo’n gebeurtenis in een zo vroeg mogelijk stadium op te merken. De duur van de uitbarsting kan namelijk worden gebruikt om de massa van het centrale zwarte gat te meten. (EE)
→ Death of a star reveals midsize black hole lurking in a dwarf galaxy

10 november 2022
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, drie stadia kunnen bekijken van de catastrofale explosie van een zware ster die zich meer dan 11 miljard jaar geleden in een ver sterrenstelsel heeft afgespeeld. Het zwakke licht van de supernova werd versterkt door het zwaartekrachtveld van de nabijere cluster Abell 370, die als ‘kosmische lens’ fungeerde. Deze lens versterkte het licht van de supernova niet alleen, maar splitste het ook in drieën. (Nature, 10 november). Op de Hubble-opname, gemaakt in december 2010, staan dus niet één maar drie afbeeldingen van dezelfde supernova. De beelden zijn niet identiek: doordat ze ons langs paden van uiteenlopende lengte hebben bereikt, tonen ze de supernova op drie verschillende momenten. Volgens onderzoeksleider Wenlei Chen van de University of Minnesota (VS) is het voor het eerst dat een compleet beeld is verkregen van een supernova-explosie die zich zo vroeg in de geschiedenis van het heelal heeft afgespeeld. Op het moment van de explosie was het heelal nog geen drie miljard jaar oud. Chen en zijn collega’s hebben de supernova overigens niet ‘live’ waargenomen: de beelden zijn met behulp van geavanceerde software opgespoord in het data-archief van de Hubble-ruimtetelescoop. Dat een supernova in zo’n vroeg stadium is vastgelegd is bijzonder. Het begin van de fatale explosie van een zware ster verloopt namelijk snel en hectisch. De kern van de ster stort ineen, er ontstaat een schokgolf die de ster verhit, en vervolgens koelt de boel binnen een week weer af. Op de Hubble-opnamen zien we de supernova daardoor van kleur veranderen: eerst is hij blauw (heet), later roder (koeler). Op basis van de helderheid van de supernova en het tempo van afkoeling, die beide afhankelijk zijn van de grootte van de betrokken ster, hebben de astronomen ook kunnen berekenen hoe groot laatstgenoemde moet zijn geweest. Het was een rode superreus die ongeveer vijfhonderd keer zo groot was als onze zon. (EE)
→ Hubble Captures 3 Faces of Evolving Supernova in Early Universe

9 november 2022
Een onderzoeksteam onder leiding van Daniela Galdeano van de Nationale Universiteit van San Juan (Argentinië) heeft aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een grote extragalactische structuur die verstoppertje speelt achter de ‘bulge’ – het bolle centrale deel – van ons Melkwegstelsel. Dit resultaat zal binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics worden gepubliceerd, maar op arXiv is al een preprint ervan te vinden. Astronomen weten dat een deel van de nachthemel grotendeels aan het zicht wordt onttrokken door de centrale uitstulping van de Melkweg. Dit gebied, dat de ‘vermijdingszone’ wordt genoemd, beslaat ongeveer tien procent van de nachthemel en wordt vanwege het slechte ‘zicht’ vaak overgeslagen. Hierdoor is er weinig bekend over wat er achter de bulge zou kunnen schuilgaan. Bij hun onderzoek hebben Galdeano en haar team gebruik gemaakt van bestaande waarnemingen van de bulge, waaronder die van de zogeheten VVV-survey: een hemelverkenning met een telescoop die gevoelig is voor nabij-infraroodstraling – straling die door het gas en stof in de bulge heen gaat. Al met al leverde dit een oogst op van 58 mogelijke sterrenstelsels, waarvan er vervolgens vijf spectroscopisch onder de loep zijn genomen met de 8,1-meter Gemini-South-telescoop in Chili. De vijf stelsels blijken zich op afstanden van ruwweg 3 miljard lichtjaar te bevinden – ver buiten ons Melkwegstelsel dus. Van de overige kandidaten zijn nog geen spectra vastgelegd, maar hun kleuren wijzen erop dat zij zich op vergelijkbaar grote afstanden bevinden. De astronomen vermoeden dan ook dat ze een nog onbekende opeenhoping van extragalactische stelsels hebben opgespoord, die de boeken in gaat als ‘VVVGCl-B J181435-381432’. (EE)
→ Huge extragalactic structure found hiding behind the Milky Way (Phys.org)

4 november 2022
Het IceCube Neutrino Observatory op Antarctica heeft een tweede bron van hoogenergetische neutrino’s uit de ruimte ontdekt. Deze deeltjes zijn enorm lastig te detecteren en nog moeilijker terug te voeren naar hun bronnen, maar het heelal wemelt ervan. De nieuwe detectie helpt om beter te begrijpen waar de ‘spookdeeltjes’ vandaan komen (Science, 3 november). De IceCube-onderzoekers, onder leiding van de Belgische deeltjesfysicus Francis Halzen van de Universiteit van Wisconsin-Madison, ontdekten in 2017 voor het eerst een hoogenergetisch kosmisch neutrino waarvan ze de bron konden achterhalen. Het deeltje was afkomstig van de blazar TXS 0506+056, die een enorme bundel van energierijke deeltjes in de richting van de aarde blaast. En nu is er dus een tweede bron van hoogenergetische kosmische neutrino’s ontdekt: het actieve sterrenstelsel NGC 1068, ook wel bekend als Messier 77. Met behulp van een geavanceerde analyse van bijna tien jaar aan IceCube-gegevens hebben Halzen en zijn team een stuk of tachtig van deze bijna ongrijpbare deeltjes terug kunnen voeren naar dit sterrenstelsel, dat met een afstand van ongeveer 47 miljoen lichtjaar relatief dichtbij is. Kosmische neutrino’s ontstaan wanneer een proton in botsing komt met een ander deeltje. Daarbij ontstaat een ‘lawine’ van fundamentele deeltjes, waarvan sommige later vervallen onder uitzending van een neutrino. In NGC 1068 vinden dat soort deeltjesbotsingen frequent plaats. In het centrum van het sterrenstelsel bevindt zich een superzwaar zwart gat dat materie opslokt uit zijn omgeving en daarbij energierijke straling produceert. Dat centrum is echter gehuld in een mêlee van gas en stof, die het zwarte gat aan het oog onttrekt en tegelijkertijd als ‘schietschijf’ voor protonen fungeert. Een ideale ‘neutrinofabriek’ dus. NGC 1068 behoort tot de zogeheten Seyfertstelsels – een soort sterrenstelsels die veel talrijker zijn dan blazars. De detectie van neutrino’s van dit stelsel kan dus helpen verklaren waarom er zoveel neutrino’s door het heelal rondzwerven. NGC 1068 lijkt goed te zijn voor ongeveer één procent van de stroom neutrino’s die ons vanuit het heelal bereikt. Er moeten dus nog meer bronnen van deze deeltjes zijn, en Halzen en zijn team hopen ook die te kunnen opsporen. (EE)
→ UW–Madison researchers key in revealing neutrinos emanating from galactic neighbor with a gigantic black hole

2 november 2022
Een Nederlands-Italiaans-Duits team van sterrenkundigen heeft een enorme gloed van radiostraling waargenomen rond een cluster van duizenden sterrenstelsels. Ze bundelden de gegevens van duizenden LOFAR-antennes die achttien nachten waren gericht op een gebied ter grootte van vier volle manen. Het is voor het eerst dat sterrenkundigen zo lang en zo gedetailleerd van zo'n groot gebied radiostraling konden opvangen (Science Advances, 2 november). De sterrenkundigen bestudeerden Abell 2255. Dat is een cluster van duizenden sterrenstelsels op ongeveer een miljard lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Draak. De nieuwe beelden zijn 25 keer scherper en hebben zestig keer minder ruis dan beelden die met een voorloper van LOFAR waren gemaakt. Het team moest nieuwe technieken ontwikkelen om de grote hoeveelheid gegevens te verwerken. Clusters van sterrenstelsels zijn de ‘dichtstbevolkte’ gebieden van het heelal. Ze bestaan uit honderden tot duizenden sterrenstelsels. Tussen de sterrenstelsels bevinden zich ijl gas van hoog-energetische deeltjes en magnetische velden. Er is weinig bekend over de herkomst van dit gas en hoe de deeltjes en de magnetische velden elkaar beïnvloeden. ‘Op basis van de nieuwe beelden en onze berekeningen, denken we dat de radiostraling bij Abell 2255 al is vrijgekomen tijdens het ontstaan van de cluster’, zegt onderzoeksleider Andrea Botteon (Universiteit Leiden en Università di Bologna/INAF, Italië). Hij voegt daaraan toe dat het de eerste keer is dat ze deze processen ver van het centrum van het cluster konden bestuderen. ‘In onze theorie gaan we ervan uit dat de deeltjes versnellen door de enorme turbulentie en schokken tijdens de vorming van de cluster. De bewegingen kunnen op hun beurt dan weer de magnetische velden versterken.’ In de toekomst willen de onderzoekers de LOFAR-telescopen en nog te bouwen radiotelescopen zoals de Square Kilometer Array langere tijd richten op andere clusters van sterrenstelsels. Daarnaast willen ze gedetailleerder naar Abell 2255 kijken. Ze hopen dan bijvoorbeeld meer te weten te komen over het zogeheten kosmische web dat clusters van sterrenstelsels met elkaar verbindt. 
→ Oorspronkelijk persbericht

24 oktober 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van XU Cong van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC), heeft de verdeling van atomair waterstofgas in en rond het zogeheten Kwintet van Stephan in kaart gebracht. Daarbij is een reusachtige atomaire gasstructuur met een lengte van ongeveer 2 miljoen lichtjaar ontdekt (Nature, 19 oktober). Atomaire waterstof is de grondstof waaruit alle sterrenstelsels ontstaan. Dit gas laat zich het gemakkelijkst opsporen met een radiotelescoop, zoals in dit geval de Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (FAST) – de grootste enkelvoudige radioschotel ter wereld. FAST is voorzien van een gevoelige detector waarmee de 21cm-straling van atomair waterstofgas in verre sterrenstelsels kan worden gedetecteerd. Het Kwintet van Stephan is een groepje van vijf sterrenstelsels, op een afstand van ongeveer 300 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Pegasus. Het vijftal is in 1877 ontdekt door de Franse astronoom Edouard Stephan. Eén van de vijf is een toevallig ‘voorgrondstelsel’, dat veel dichterbij staat. Maar de overige vier zijn verwikkeld in complexe onderlinge interacties. Uit de nieuwe waarnemingen blijkt dat zich ver van het centrum van de groep een grootschalige structuur van ijl waterstofgas bevindt, die waarschijnlijk al ongeveer een miljard jaar bestaat. Hoe deze structuur de interacties tussen de stelsels van het ‘Kwintet’ zo lang heeft kunnen doorstaan, is nog onduidelijk. (EE)
→ FAST Discovers Largest Atomic Gas Structure Around a Galaxy Group

20 oktober 2022
Astronomen die het vroege heelal onderzoeken, hebben met behulp van de Webb-ruimtetelescoop een verrassende ontdekking gedaan: een cluster van zware sterrenstelsels-in-wording rond een extreem rode quasar. Dit resultaat zal worden gepubliceerd in het vakblad Astrophysical Journal Letters (preprint). Een quasar, een speciaal soort actieve galactische kern (AGN), is een compact gebied met een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel. Gas dat naar het zwarte gat toe valt, maakt de quasar dermate helder dat de rest van het stelsel daarbij verbleekt. Het licht van de quasar die met Webb is onderzocht – SDSS J165202.64+172852.3 of kortweg J1652 – heeft er 11,5 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. De quasar bestond dus 11,5 miljard jaar geleden al, en moet kort na de oerknal zijn ontstaan. Het object is buitengewoon rood – niet alleen van zichzelf, maar ook omdat het licht van het sterrenstelsel door de enorme afstand sterk roodverschoven is. Dat maakt dat Webb, met zijn ‘infraroodogen’, heel geschikt is om het stelsel te onderzoeken. J1652 is een van de helderste galactische kernen die op zo’n extreem grote afstand is waargenomen. Om de beweging van het gas, het stof en het stellaire materiaal in het omringende sterrenstelsel te onderzoeken, hebben de astronomen gebruik gemaakt van Webb’s Near Infrared Spectrograph (NIRSpec). Met dit instrument kunnen de zogeheten jets en sterrenwinden rond de quasar in kaart worden gebracht. NIRSpec verzamelt in één klap spectra over het hele beeldveld van de ruimtetelescoop, in plaats van punt voor punt. Daardoor kan Webb tegelijkertijd de quasar, het sterrenstelsel en de wijdere omgeving onderzoeken. Eerdere onderzoeken met de Hubble-ruimtetelescoop en diverse telescopen op aarde hadden al aan het licht gebracht dat de quasar een krachtige jet uitstoot. Ook was al de indruk ontstaan dat zijn moederstelsel bezig was om met een onzichtbare soortgenoot samen te smelten. Maar vooraf was niet verwacht dat Webb dit object zo duidelijk in beeld zou kunnen brengen. Op de nieuwe opname is goed te zien dat er minstens nóg drie stelsels om de quasar zwermen. Mogelijk vormen zij de kern van een jonge cluster van sterrenstelsels, waarvan het bestaan nu pas aan het licht is gekomen. De drie bevestigde sterrenstelsels draaien met ongelooflijk hoge snelheden om elkaar heen, wat erop wijst dat er veel massa in het spel is. In combinatie met het feit dat ze dicht opeengepakt zitten rond de quasar, is dit volgens de astronomen een van de meest compacte ‘bouwplaatsen’ van sterrenstelsels in het vroege heelal. ‘Zelfs één sterke opeenhoping van donkere materie is niet voldoende om dit te verklaren,’ zegt onderzoeksleider Dominika Wylezalek van de Universiteit van Heidelberg (Duitsland). ‘We denken dat we een gebied zien waar twee massarijke halo’s van donkere materie samensmelten.’ Donkere materie is een onzichtbaar bestanddeel van het heelal dat sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels bijeenhoudt. (EE)
→ NASA’s Webb Uncovers Dense Cosmic Knot in the Early Universe

17 oktober 2022
Een team van onderzoekers heeft door slim gebruik van twee soorten telescopen, prachtige beelden geproduceerd van clusters van sterrenstelsels. Het levert niet alleen mooie plaatjes op, maar geeft ook meer informatie over de enorme hoeveelheden energie die vrijkomen rond superzware zwarte gaten in clusters. De astronomen, geleid door promovendus Roland Timmerman (Universiteit Leiden), publiceren hun werkwijze binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Sterrenkundigen weten al langer dat superzware zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels enorme straalstromen, oftewel jets, produceren. Deze jets schieten weg van het zwarte gat en verwarmen het omringende gas in de wijde omgeving. Als de jets botsen met gas vormen ze enorme lobben van tienduizenden lichtjaren in diameter. Het kan honderden miljoenen jaren duren voordat deze lobben uitdoven. Daarmee geven ze sterrenkundigen, in theorie althans, veel informatie over wat er is gebeurd in een cluster. Het probleem is dat de informatie lastig uit de lobben te halen valt. Een internationaal team van sterrenkundigen heeft daar nu iets op gevonden. De astronomen combineren metingen van de radiotelescoop LOFAR, waarvan het hart zich in Drenthe bevindt, met die van de röntgensatelliet Chandra. ‘Deze combinatie levert een veel beter idee van wat er gebeurt,’ legt onderzoeker Roland Timmerman (Universiteit Leiden) uit. ‘Het is een cliché, maar de som is hier echt meer dan het geheel der delen. Chandra en LOFAR kunnen individueel een vrij redelijke gok wagen over de hoeveelheid energie die door het zwarte gat wordt geïnjecteerd in de clusteromgeving, maar samen staan ze nog veel sterker. Voorheen was deze combinatie niet haalbaar, omdat er geen radiobeelden beschikbaar waren met voldoende kwaliteit om Chandra’s röntgenbeelden te matchen. Omdat er nu LOFAR-antennestations door heel Europa staan, is de resolutie hoog genoeg.’ De sterrenkundigen beschikken nu over radiobeelden die qua scherpte te vergelijken zijn met de opnamen in zichtbaar licht van de Hubble-ruimtetelescoop. Ter illustratie hebben ze de Perseus-cluster in beeld gebracht – een verzameling van meer dan duizend sterrenstelsels op meer dan 240 miljoen lichtjaar afstand. Van andere clusters zullen vergelijkbare combinatie-opnamen worden gemaakt.
→ Oorspronkelijk persbericht

14 oktober 2022
Op 9 oktober jl. waren astronomen getuige van een ongewoon heldere en langdurige puls van hoogenergetische straling. Het ging om een zogeheten gammaflits, afkomstig van een van de heftigste explosies in het heelal. Telescopen over de hele wereld werden op de plek aan de hemel gericht waar de straling vandaan kwam. De gammaflits, die de aanduiding GRB 221009A heeft gekregen, kwam uit de richting van het sterrenbeeld Pijl. Hij heeft er naar schatting 1,9 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Astronomen vermoeden dat de gammaflits het gevolg was van een supernova-explosie, waarbij de kern van een zware ster onder zijn eigen gewicht ineenstortte tot een zwart gat. Bij dit proces ontstaat een krachtige jet van deeltjes die bijna de lichtsnelheid bereiken en röntgen- en gammastraling uitzenden. GRB 221009A is de eerste die eendrachtig met twee instrumenten aan boord van het internationale ruimtestation ISS werd gedetecteerd: de NICER-röntgentelescoop van NASA en de Japanse Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI). Sinds april staan de twee in verbinding met elkaar, waardoor NICER snel kan reageren op uitbarstingen die door MAXI zijn gedetecteerd – acties die voorheen door wetenschappers op de grond moesten worden uitgevoerd. Volgens een voorlopige analyse is GRB 221009A meer dan tien uur lang gezien door de Large Area Telescope van de Fermi-ruimtetelescoop. De grote helderheid en lange duur van het verschijnsel wijzen erop dat de uitbarsting zich relatief dicht bij de aarde heeft afgespeeld. Het zal misschien wel tientallen jaren duren voordat er weer zo’n heldere gammaflits te zien is. (EE) 
→ NASA’s Swift, Fermi Missions Detect Exceptional Cosmic Blast

13 oktober 2022
In oktober 2018 werd een kleine ster aan flarden gescheurd toen hij te dicht bij een zwart gat in een sterrenstelsel op 665 miljoen lichtjaar van de aarde kwam. Nu, drie jaar later, lijkt datzelfde zwarte gat resten van de ster terug de ruimte in te blazen (Astrophysical Journal, 11 oktober). Een onderzoeksteam, onder leiding van Yvette Cendes van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) heeft ontdekt dat het zwarte gat momenteel materiaal uitstoot met de helft van de lichtsnelheid. Maar onduidelijk is waarom deze uitstroom zo laat op gang is gekomen. Het team ontdekte de verrassende uitbarsting bij een verkenning van diverse zwarte gaten die de afgelopen jaren sterren hebben opgeslokt. Een tidal disruption event noemen astronomen dat, of kortweg TDE. Uit radiogegevens van de Very Large Array (VLA) in New Mexico (VS) bleek dat het zwarte gat in juni 2021 om onduidelijke redenen weer was opgeleefd. Na deze ontdekking verzamelden de astronomen gegevens van de TDE, met de aanduiding AT2018hyz, op verschillende golflengten met onder meer de VLA, de ALMA-radiosterrenwacht in Chili, de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika en de Chandra-ruimtetelescoop. De radiowaarnemingen van AT2018hyz bleken het opvallendst. Na drie jaar ‘radiostilte’ was het object opgebloeid tot een van de helderste TDE’s die ooit zijn waargenomen. Het was al bekend dat TDE’s af en toe wat van het opgeslokte stermateriaal terug de ruimte in blazen. Astronomen beschouwen zwarte gaten dan ook als slordige eters – niet alles wat ze proberen te verorberen komt in hun ‘mond’ terecht. Maar zo’n uitstroom ontwikkelt zich normaal gesproken kort na een TDE – niet jaren later. De vraag is nu hoe normaal zo’n late oprisping is. Volgens de astronomen is het best mogelijk dat zoiets vaker voorkomt, maar dat tot nu toe niet lang genoeg naar TDE’s is gekeken om dat te kunnen vaststellen. (EE)
→ Black Hole Spews Out Material Years After Shredding Star

12 oktober 2022
Met de hulp van burgerwetenschappers heeft een team van astronomen een uniek zwart gat ontdekt dat een naburig sterrenstelsel met een ‘jet’ bestookt. Het zwarte gat bevindt zich in het sterrenstelsel RD12, op ongeveer een miljard lichtjaar van de aarde (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Letters), 12 oktober). Sterrenstelsels worden op basis van hun vorm ingedeeld in twee grote klassen: spiraalstelsel en elliptische stelsels. Spiraalstelsels worden gekenmerkt door opvallende, blauwachtige spiraalarmen die veel koud gas en stof bevatten. Ze produceren nieuwe sterren in een tempo van ongeveer één per jaar. Elliptische stelsels zien er juist gelig uit en hebben geen spiraalarmen. In elliptische sterrenstelsels worden al miljarden jaren maar heel weinig nieuwe sterren gevormd. En astronomen vragen zich af waarom dat zo is. Er zijn aanwijzingen dat superzware zwarte gaten daarvoor verantwoordelijk kunnen zijn. Deze objecten schieten reusachtige bundels van elektronen, ook wel jets genoemd, de ruimte in die soms met hoge snelheid op een naburig sterrenstelsel stuiten. Daarbij raakt zo’n stelsel veel van het koude gas dat anders voor de vorming van sterren zou zijn gebruikt kwijt. Het unieke karakter van RAD12 is in 2013 ontdekt op foto’s van de Sloan Digitised Sky Survey (SDSS) en radiogegevens van de Very Large Array (FIRST-survey). Er waren echter vervolgwaarnemingen met de Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT) in India nodig om het object beter te kunnen bekijken. Normaal gesproken produceert een superzwaar zwart gat twee jets die tegengesteld aan elkaar zijn gericht. Bij RAD12 lijkt het echter om slechts één jet te gaan. Waarom dat zo is, is onduidelijk. Maar hoe dan ook: die jet wijst precies in de richting van het naburige sterrenstelsel RAD12-B. (EE)
→ Black hole discovered firing jets at neighbouring galaxy

6 oktober 2022
Een team van Arizona State University, onder leiding van de Nederlander Rogier Windhorst, heeft een nieuwe fraaie opname gepresenteerd die met de Webb—ruimtetelescoop is gemaakt. De foto toont VV191: een tweetal sterrenstelsels op ongeveer 700 miljoen lichtjaar afstand. Het duo bestaat uit een helder elliptisch stelsel dat deels schuilgaat achter een groot spiraalstelsel. In combinatie met beeldgegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben de astronomen kunnen vaststellen hoeveel licht het elliptische stelsel van zichzelf produceert, en hoeveel roder dat licht geworden is door het vele stof in het spiraalstelsel. Dit stof is geproduceerd door opeenvolgende generaties van sterren. De gecombineerde gegevens van Hubble en Webb brachten ook een verrassing aan het licht. Achter het elliptische stelsel is een merkwaardig boogvormig object te zien. Dat is een sterrenstelsel dat zo ver van ons verwijderd is, dat zijn licht er meer dan 10 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Hierdoor zien we dit stelsel zoals het er enkele miljarden jaren na de oerknal uitzag. Het verre stelsel bevindt zich in feite bijna recht achter het centrum van het elliptische stelsel, maar zijn licht wordt door de zwaartekracht van laatstgenoemde in twee richtingen afgebogen. Door dit zogeheten zwaartekrachtlenseffect zijn op de foto twee afbeeldingen van het verre stelsel te zien: de opvallende boog en een zwakker afbeelding aan de andere kant van het centrum van het elliptische stelsel. (EE)
→ Webb images reveal interstellar discovery

5 oktober 2022
Net als ons eigen Melkwegstelsel bestaan de meeste sterrenstelsels uit twee componenten: een brede schijf waarin gaswolken samentrekken tot nieuwe sterren, en een centrale uitstulping of bulge van voornamelijk oudere sterren die geleidelijk in omvang toeneemt. Uit nieuw onderzoek, onder leiding van Stefania Barsanti van de Australian National University, blijkt dat er een verband bestaat tussen de grootte van de centrale uitstulping en de stand van de rotatie-as van het sterrenstelsel ten opzichte van het zogeheten kosmische web – het kolossale netwerk van filamenten dat grote groepen sterrenstelsels met elkaar verbindt. De onderzoeksresultaten van Barsanti en haar team laten zien dat de rotatie-assen van sterrenstelsels met grotere uitstulpingen vaak haaks op het filament staan waar de stelsels deel van uitmaken. De stelsels met kleinere uitstulpingen draaien juist vaak evenwijdig aan deze filamenten. Volgens de astronomen hangt dit samen met de massa van de uitstulping. Sterrenstelsels die uit niet veel meer dan een schijf bestaan hebben de neiging hun rotatie-as evenwijdig aan het meest nabije filament te oriënteren. Dat komt doordat ze voornamelijk ontstaan uit gas dat op dit filament valt en als het ware wordt ‘opgerold’. Centrale uitstulpingen groeien wanneer sterrenstelsels met elkaar samensmelten. De kans op zo’n fusie is het grootst wanneer stelsels langs het filament naar elkaar toe bewegen. Hierdoor hebben de samensmeltingen de neiging om de stand van de rotatie-as van het stelsel ten opzichte van het filament te doen kantelen. Hoewel zulke ‘spin-flips’ al door computersimulaties werden gesuggereerd, is het volgens de astronomen voor het eerst dat deze nu ook met waarnemingen zijn onderbouwd. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van een spectroscoop, SAMI genaamd, die is gekoppeld aan de 3,9-meter Anglo Australian Telescope in Siding Spring. Met deze combinatie hebben de onderzoekers tussen 2013 en 2020 de draaibewegingen van ruim drieduizend sterrenstelsels gemeten. Het onderzoek krijgt een vervolg in de vorm van de Hector Galaxy Survey. Hector is de geavanceerde opvolger van SAMI, waarmee de astronomen ongeveer 30.000 sterren willen onderzoeken. (EE)
→ Spin flips show how galaxies grow from the cosmic web

5 oktober 2022
Afgelopen zomer werden de eerste opnamen van de nieuwe Webb-ruimtetelescoop gepresenteerd. De spectaculaire foto’s haalden de openingspagina’s van talloze nieuwssites. Webb onderzoekt het heelal echter niet in zijn eentje. Hij is ontworpen om samen te werken met twee andere grote ruimtetelescopen: Hubble (van NASA en ESA) en Chandra (NASA). Deze laatste maakt röntgenopnamen van het heelal. Met behulp van deze röntgendata heeft NASA de eerste opnamen van Webb, die in het infrarood zijn gemaakt, een ander aanzien gegeven. De Chandra-opnamen zijn als een lichtblauwe laag over de Webb-foto’s heen gelegd. Op die manier worden structuren zichtbaar, die door zeer energierijke processen zijn ontstaan. Een voorbeeld daarvan is de schokgolf in het zogeheten Kwintet van Stephan, die is ontstaan doordat een van de vier (!) sterrenstelsels van deze groep zich met hoge snelheid een weg baant tussen zijn metgezellen. Daarbij is het gas tussen de stelsels verhit tot een temperatuur van tientallen miljoenen graden. (EE)
→ NASA’s Chandra Adds X-ray Vision to Webb Images

29 september 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Lamiya Mowla van de Universiteit van Toronto (Canada), heeft – met behulp van de Webb-ruimtetelescoop – de verste bolvormige sterrenhopen opgespoord die ooit zijn waargenomen. Ze bevatten miljoenen sterren, waaronder mogelijk de oudste sterren in het heelal (Astrophysical Journal Letters, 29 september). Mowla en haar team hebben zich gebogen over de eerste ‘diep field’-opname van de nieuwe ruimtetelescoop, en dan met name het zogeheten Sparklerstelsel dat daarop te zien is. Dit negen miljard lichtjaar verre sterrenstelsel dankt zijn naam aan de compacte objecten die er als kleine geel-rode stipjes omheen staan. De astronomen vermoedden dat deze ‘vonkjes’ ofwel jonge actieve sterrenhopen zijn waarin nieuwe sterren ontstaan, of juist oude bolvormige sterrenhopen – verzamelingen van oude sterren. Uit hun eerste analyse van twaalf van deze compacte objecten blijkt dat vijf ervan onder de laatste categorie vallen. Ze behoren tot de oudste bolvormige sterrenhopen die we kennen. Ons eigen Melkwegstelsel telt ongeveer 150 bolvormige sterrenhopen, maar hoe en wanneer deze zijn gevormd, is niet goed bekend. Astronomen weten dat deze compacte sterrenhopen extreem oud kunnen zijn, maar het is heel moeilijk om hun leeftijden te bepalen. Bij het verre Sparklerstelsel is dat paradoxaal genoeg eenvoudiger. Zijn licht heeft er immers negen miljard jaar over gedaan om ons te bereiken, waardoor we dit stelsel waarnemen zoals het er negen miljard jaar geleden uitzag. Op dat moment was het heelal nog maar ongeveer 4,5 miljard jaar oud. De daarin aanwezige bolhopen zijn dus nog relatief jong, waardoor hun leeftijden gemakkelijker te bepalen zijn. ‘Vergelijk het maar als het raden van iemands leeftijd op basis van zijn uiterlijk: het verschil tussen een 5-jarige en een 10-jarige is gemakkelijker te zien dan dat tussen een 50-jarige en een 55-jarige,’ aldus Mowla. Het Sparklerstelsel is bijzonder omdat het met een factor 100 wordt vergroot door het zwaartekrachtlenseffect van de cluster SMACS 0723, die zich tussen ons en het stelsel in bevindt. Deze cluster fungeert niet alleen als een reusachtig vergrootglas, maar produceert zelfs drie afzonderlijker beelden van het Sparklerstelsel, waardoor astronomen het gedetailleerder kunnen onderzoeken. (EE)
→ Webb reveals a galaxy sparkling with the universe’s oldest star clusters

29 september 2022
Om ons Melkwegstelsel cirkelen al miljarden jaren lange twee kleine metgezellen: de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk. Het tweetal draait niet alleen om de Melkweg, maar ook om elkaar. En ondertussen worden ze verscheurd door de zwaartekracht van ons sterrenstelsel. Desondanks slagen ze er nog steeds in om nieuwe sterren te produceren. Met dank aan een kolossaal ‘schild’ dat ervoor zorgt dat hun stervormingsgas niet richting Melkweg verdwijnt (Nature, 28 september). Het bestaan van dit schild – de zogeheten Magelhaense Corona – werd al vermoed op basis van computersimulaties, maar kon tot nu toe niet door waarnemingen worden bevestigd. Dankzij Hubble-opnamen van verre quasars, in het ultraviolette deel van het spectrum, is het astronomen nu toch gelukt om het in kaart te brengen. De Magelhaense Corona blijkt zich tot op meer dan 100.000 lichtjaar van de Grote Magelhaense Wolk uit te strekken en bestrijkt van ons uit gezien een groot deel van de zuidelijke hemel. Hij omhult zowel de Grote als de Kleine Wolk en voorkomt dat hun gasvoorraden naar de Melkweg worden overgeheveld. De Corona bestaat uit ‘supergeladen’ gas met een temperatuur van een half miljoen graden, dat als een soort airbag ervoor zorgt dat de beide dwergstelsels niet al te veel averij oplopen. De Magelhaense Corona is in feite onzichtbaar. Om zijn bestaan te kunnen aantonen, hebben de astronomen dertig jaar aan opgeslagen gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop moeten doorspitten. Ze hebben deze data uitgekamd op ultraviolet-waarnemingen van quasars die miljarden lichtjaren achter de Corona liggen. Hoewel deze wolk van heet gas zelf niet te zien is, absorbeert hij op specifieke golflengten wel wat licht van de quasars. Op dezelfde manier is aan de hand van Hubble-waarnemingen eerder ook de corona rond het grote Andromedastelsel in kaart gebracht. Zulke corona’s beschermen een sterrenstelsel op twee manieren. Op de eerste plaats moet alles wat door het stelsel heen wil gaan eerst door dit hete gas heen, wat de impact een beetje verzacht. Daarnaast is de corona de gemakkelijkste ‘prooi’: door een beetje van dit gas op te offeren, bescherm je het gas dat in het sterrenstelsel zelf zit en nieuwe sterren kan vormen. (EE)
→ Hubble Detects Protective Shield Defending a Pair of Dwarf Galaxies

28 september 2022
Astronomen hebben mogelijk de chemische overblijfselen ontdekt van een van de eerste sterren die het heelal hebben verlicht. Bij waarnemingen van een verre quasar met de Gemini-telescoop op Hawaï hebben ze een ongebruikelijk mengsel van elementen opgespoord dat alleen afkomstig kan zijn van het puin dat is achtergebleven na de catastrofale explosie van een ‘oerster’ met driehonderd keer zoveel massa als onze zon. De allereerste sterren werden waarschijnlijk gevormd toen het heelal nog maar 100 miljoen jaar oud was – ruim honderd keer zo jong als nu. Deze sterren, die bekendstaan als Populatie III, hadden zo kolossaal veel massa dat ze, toen ze uiteindelijk een supernova-explosie ondergingen, de interstellaire ruimte verrijkten met een karakteristiek mengsel van zware elementen. Bij het analyseren van het licht van een van de verste quasars hebben astronomen nu echter gaswolken met een heel ongebruikelijke samenstelling ontdekt. In vergelijking met onze zon bevatten ze meer dan tien keer zoveel ijzer als magnesium. De onderzoekers denken dat de meest waarschijnlijke verklaring voor deze afwijkende samenstelling is dat het materiaal afkomstig is van een zogeheten paarinstabiliteitssupernova. Zo’n extreem krachtige supernova-explosie treedt op wanneer fotonen in het hart van een ster van 150 tot 250 zonsmassa’s spontaan in elektronen en positronen (de positief geladen tegenhangers van elektronen) veranderen. Deze omzetting vermindert de stralingsdruk in de ster, waardoor deze onder invloed van zijn eigen zwaartekracht ineenstort en vervolgens explodeert. Anders dan bij ‘normale’ supernova’s blijven bij deze kolossale explosies geen stellaire restanten achter, zoals een neutronenster of een zwart gat. Al het stermateriaal wordt over de omgeving verspreid. Er kan daardoor slechts op twee manieren bewijs voor deze bijzondere supernova-explosies worden gevonden: via een rechtstreekse waarneming (hoogst onwaarschijnlijk) of – zoals nu is gebeurd – door het opsporen van het materiaal dat de zware ster heeft uitgestoten. Astronomen zijn al jaren op zoek naar dit karakteristieke materiaal. En bij onderzoek van sterren in de halo – het buitenste deel – van ons Melkwegstelsel hebben ze in 2014 ook mogelijke sporen ervan ontdekt. Maar de signatuur die Yuzuru Yoshii en Hiroaki Sameshima van de Universiteit van Tokio nu bij de verre quasar hebben opgespoord is duidelijker. (EE)
→ Potential First Traces of the Universe’s Earliest Stars

12 september 2022
Hoewel astronomen de restanten van tientallen geëxplodeerde sterren binnen en buiten ons Melkwegstelsel hebben ontdekt, blijft het vaak onduidelijk wanneer zo’n ster aan zijn einde is gekomen. Maar voor een ontplofte ster in de Grote Magelhaense Wolk – een kleine buur van de Melkweg op 160.000 lichtjaar van de aarde – is dat nu toch gelukt. Tot op zekere hoogte dan. In de Grote Magelhaense Wolk bevindt zich een supernovarest met de ‘naam’ SNR 0519-69.0 (kortweg SNR 0519). SNR 0519 is het restant van een geëxplodeerde witte dwergster. Nadat deze ster een kritische massa had bereikt – hetzij door materie aan te trekken van een begeleidende ster, hetzij door zich samen te voegen met een andere witte dwerg – onderging hij een catastrofale thermonucleaire explosie. Door gegevens van de ruimtetelescopen Chandra en Hubble met elkaar te combineren, is het astronomen gelukt om vast te stellen hoe lang geleden die explosie zich heeft voltrokken. De onderzoekers hebben Hubble-opnamen uit 2010, 2011 en 2020 met elkaar vergeleken, om de snelheden te meten van het materiaal dat bij de supernova-explosie werd weggeblazen. De resultaten laten zien dat deze snelheden uiteenliepen van 6 tot 9 miljoen kilometer per uur. Als het materiaal zich steeds op ‘topsnelheid’ heeft verplaatst, zou de ontploffing (volgen onze jaartelling) ongeveer 670 jaar geleden moeten hebben plaatsgevonden. De gegevens van Chandra, die röntgenstraling registreert, wijzen er echter op dat het uitgestoten materiaal sinds de explosie is vertraagd, doordat het in botsing kwam met dicht gas in de omgeving. Dat suggereert dat de explosie zich minder dan 670 jaar geleden heeft voltrokken. Aan de hand van vervolgwaarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop hopen de onderzoekers nog nauwkeuriger te kunnen vaststellen wanneer de fatale explosie van de ster heeft plaatsgevonden. (EE)
→ SNR 0519-69.0: Setting the Clock on a Stellar Explosion

8 september 2022
Astronomen hebben een spiraalvormig bewegingspatroon ontdekt in een stervormingsgebied in de Kleine Magelhaense Wolk, een kleine begeleider van ons eigen Melkwegstelsel. Het stervormingsgebied, NGC 346 geheten, heeft een diameter van ongeveer 150 lichtjaar, en een totale massa van zo'n 50.000 zonsmassa's. Door waarnemingen van de Hubble Space Telescope (in een baan om de aarde) en van de Europese Very Large Telescope (VLT, in Noord-Chili) met elkaar te combineren, konden sterrenkundigen de driedimensionale bewegingen achterhalen van sterren en gaswolken in NGC 346. Ondanks de afstand van circa 200.000 lichtjaar registreerde Hubble de minieme verplaatsing van de sterren aan de hemel (de nieuwste waarnemingen werden daartoe vergeleken met metingen tot dertig jaar geleden). Het MUSE-instrument van de VLT mat de radiale snelheid (langs de gezichtslijn) van zowel sterren als gaswolken. Uit de waarnemingen, gepubliceerd in twee artikelen in The Astrophysical Journal, blijkt dat de sterren met snelheden van zo'n 3200 kilometer per uur bewegen, in een spiraalvormig patroon richting het centrum van het stervormingsgebied. Het gas waaruit nieuwe sterren ontstaan volgt een vergelijkbaar bewegingspatroon. Volgens de onderzoekers is een spiraalvormige beweging een natuurlijke en efficiënte manier om de stervormingsactiviteit van de buitenrand naar het centrum van de kosmische kraamkamer te verplaatsen. De Kleine Magelhaense Wolk bevat verhoudingsgewijs veel minder zware elementen dan ons eigen Melkwegstelsel. In die zin is het stelsel vergelijkbaar met de sterrenstelsels in de jeugd van het heelal. Vanwege de relatieve nabijheid is het echter in veel meer detail te bestuderen dan 'jonge' stelsels op miljarden lichtjaren afstand. Onderzoek aan de stervormingsprocessen in de Kleine Magelhaense Wolk kan daardoor veel inzicht opleveren in vergelijkbare processen in het vroege heelal. (GS)
→ Origineel persbericht

6 september 2022
Met de Near-Infrared Camera (NIRCam) van de James Webb Space Telescope is een gedetailleerde infraroodfoto gemaakt van de Tarantulanevel, een gigantisch stervormingsgebied in de Grote Magelhaense Wolk, op ongeveer 170.000 lichtjaar afstand van de aarde. De foto beslaat een gebied van ca. 340 lichtjaar breed. Hij toont tienduizenden pasgeboren sterren die op eerder foto's (gemaakt in zichtbaar licht) niet zichtbaar waren omdat ze door donkere stofwolken worden omgeven. Met NIRCam zijn die sterren wel te zien. Linksboven de opvallende sterrenhoop van zware, jonge sterren (blauwgekleurd op deze foto) is een heldere, oudere ster zichtbaar. De bovenste diffractiepiek van deze ster (deze 'stralen' worden veroorzaakt door de structuur van de telescoop) wijzen in de richting van een opvallende bel in de nevel, die geleidelijk wordt schoongeblazen door pasgeboren sterren. Koelere gaswolken op grotere afstand van de kern van de Tarantulanevel hebben op de NIRCam-foto een enigszins roestkleurige tint. Deze wolken bevatten veel koolwaterstofverbindingen. Uit dit koelere gas, met een relatief hoge dichtheid, zullen in de toekomst nieuwe sterren ontstaan. (GS)
→ Origineel persbericht

6 september 2022
De gammastraling die afkomstig is uit het Sagittarius-dwergsterrenstelsels lijkt niet geproduceerd te worden door de annihilatie van donkere materie, zoals eerder wel is geopperd, maar door snel roterende pulsars - de zeer compacte restanten van geëxplodeerde sterren. Die conclusie trekken sterrenkundigen (onder wie Oscar Macias van de Universiteit van Amsterdam) in een artikel in Nature Astronomy. Met de Fermi-ruimtetelescoop zijn zo'n tien jaar geleden twee grote 'bellen' van energierijke gammastraling ontdekt, boven en onder het centrum van ons Melkwegstelsel. In de zuidelijke bel bevindt zich een opvallend helder gebied (helder in gammastraling), dat eerder is toegeschreven aan een explosie in het Melkwegcentrum. De onderzoekers laten nu echter zien dat dit gebied samenvalt met het Sagittarius-dwergstelsel, dat momenteel door ons Melkwegstelsel wordt 'opgeslokt' en al vrijwel volledig uiteengerukt is door getijdenkrachten. Gezien vanaf de aarde bevindt dit dwergstelsel zich achter de zuidelijke Fermi-bel. Analyse van metingen van Fermi en van de Europese ruimtemissie Gaia laten nu zien dat die gammastraling vermoedelijk afkomstig is van een populatie van millisecondepulsars in het dwergstelsel. Millisecondepulsars zijn extreem snel roterende pulsars in dubbelstersystemen die energierijke deeltjes de ruimte in blazen. Die deeltjes treden in wisselwerking met de fotonen van de kosmische achtergrondstraling, die daardoor 'opgezweept' worden tot hoge gamma-energieën. Eerder is geopperd dat gammastraling ook geproduceerd zou kunnen worden door annihilatie van donkere-materiedeeltjes. Een grote concentratie van gammastraling zou dan kunnen wijzen op de aanwezigheid van donkere materie. Die verklaring lijkt nu in elk geval voor het Sagittarius-dwergstelsel minder waarschijnlijk. (GS)
→ Origineel persbericht

31 augustus 2022
Astronomen hebben een sterrenstelsel ontdekt waarin - na een geboortegolf die zo'n 70 miljoen jaar geleden plaatsvond - geen nieuwe sterren meer ontstaan. Dat blijkt uit onderzoek aan de leeftijden van de sterren in het stelsel - er zitten geen jongere exemplaren meer tussen. Algemeen wordt aangenomen dat de stervormingsactiviteit in een sterrenstelsel tot stilstand kan komen als gevolg van heftige supernova-uitbarstingen, die koud gas (de 'brandstof' voor nieuwe sterren) naar buiten blazen. In het geval van SDSS J1448+1010, een stelsel op circa 7 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boötes, blijkt de oorzaak echter te liggen in een recente botsing met een ander sterrenstelsel. Waarnemingen die verricht zijn met de Hubble Space Telescope en met het ALMA-observatorium in Noord-Chili laten zien dat het stelsel een opvallende 'getijdenstaart' vertoont. Zo'n langgerekte structuur, bestaande uit gas en sterren, ontstaat als gevolg van getijdenkrachten tussen twee samensmeltende sterrenstelsels. De ALMA-metingen wijzen uit dat de getijdenstaart van SDSS J1448+1010 kolossale hoeveelheden koud gas bevat: ongeveer de helft van de totale gasvoorraad van het oorspronkelijke sterrenstelsel (in totaal zo'n tien miljard zonsmassa's) is bij de botsing de intergalactische ruimte in geslingerd. Het gevolg is dat er in het sterrenstelsel zelf nauwelijks meer nieuwe sterren kunnen ontstaan. De resultaten, verkregen door een team onder leiding van Justin Spilker (Texas A&M University) waar ook Mariska Kriek van de Leidse Sterrewacht deel van uitmaakt, zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. De ontdekking werpt nieuw licht op de relatie tussen botsende (en versmeltende) sterrenstelsels en de geboorte van sterren. Kennelijk kunnen ook veel rustiger verlopende processen ertoe leiden dat de stervormingsactiviteit in een sterrenstelsel vrijwel volledig dooft. De onderzoekers wijzen er wel op dat het hier slechts om één voorbeeld gaat; momenteel is onbekend hoe vaak een dergelijk scenario zich afspeelt in het heelal. (GS)
→ Origineel persbericht

29 augustus 2022
Met de James Webb Space Telescope is een gedetailleerde infraroodopname gemaakt van M74 (ook wel het 'Phantom Galaxy' genoemd). M74 is een groot spiraalstelsel op 32 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Vissen waar we vanaf de aarde ongeveer loodrecht op kijken. Op de Webb-foto, gemaakt met het in Europa ontwikkelde MIRI-instrument (Mid-InfraRed Instrument) zijn filamenten van gas en stof in beeld gebracht waarin nieuwe sterren ontstaan. Ook de grote sterrenhoop in de kern van het stelsel is door MIRI goed in beeld gebracht. M74 is eerder ook al in detail bestudeerd door de Hubble Space Telescope. Door de ultraviolette en optische waarnemingen van Hubble en de infraroodwaarnemingen van Webb met elkaar te combineren, krijgen astronomen een beter beeld van de stervormingsactiviteit en de verdeling van gas- en stofwolken in het stelsel. (GS)
→ Origineel persbericht

19 augustus 2022
Met behulp van de 8,1-meter Gemini South-telescoop in Chili, hebben astronomen de scherpste opname ooit gemaakt van R136a1 – voor zover bekend de zwaarste ster in het heelal. Onderzoek wijst erop dat deze ster minder massa heeft dan tot nu toe werd gedacht. Astronomen begrijpen nog steeds niet helemaal hoe de zwaarste sterren – sterren met meer dan honderd keer zoveel massa als de zon – ontstaan. Een van de grootste obstakels bij het oplossen van dit vraagstuk is het verkrijgen van detailrijk beeldmateriaal. De kolossale sterren bevinden zich doorgaans in de dichtbevolkte centra van stofrijke sterrenhopen. Bovendien bestaan ze reuzen maar kort: ze jagen hun brandstofvoorraad er in slechts een paar miljoen jaar doorheen. Ter vergelijking: onze zon bestaat al bijna vijf miljard jaar en is nog niet eens halverwege haar verwachte levensduur. Ook over de zwaarste ster die we kennen, R136a1, is nog relatief weinig bekend. Hij maakt deel uit van de sterrenhoop R136, die zich op een afstand van ongeveer 160.000 lichtjaar in het centrum van de Tarantulanevel in de Grote Magelhaense Wolk bevindt. Eerdere waarnemingen suggereerden dat R136a1 een massa van 250 tot 320 zonsmassa’s had. Maar uit nieuwe waarnemingen met het Zorro-instrument van Gemini South-telescoop blijkt dat de reuzenster mogelijk ‘maar’ 170 tot 230 keer zo zwaar is als de zon. Daarmee blijft hij overigens de zwaarste de ster die we kennen. Astronomen kunnen de massa van een ster schatten door zijn waargenomen helderheid en temperatuur te vergelijken met theoretische modellen. Dankzij de nieuwe scherpe opnamen heeft een team onder leiding van NOIRLab-astronoom Venu M. Kalari het licht van R136a1 nauwkeuriger kunnen scheiden van de rest van de sterrenhoop waar deze ster deel van uitmaakt. En dat resulteerde in een lagere geschatte helderheid en daarmee ook in een geringere massa. Volgens de wetenschappers wijst dit erop dat de bovengrens van stermassa’s lager ligt dan gedacht. Het nieuwe resultaat heeft mogelijk implicaties voor de oorsprong van elementen zwaarder dan helium in het heelal. Deze elementen ontstaan tijdens de cataclysmische supernova-explosies van sterren die meer dan 150 keer zo zwaar zijn als de zon. Als R136a1 en vergelijkbare sterren inderdaad minder zwaar zijn, komen deze extreme supernova-explosies minder vaak voor. De sterrenhoop waar R136a1 deel van uitmaakt, is eerder waargenomen met onder meer de Hubble-ruimtetelescoop. Maar de betreffende beelden waren niet scherp genoeg om de sterrenhoop volledig in afzonderlijke sterren te scheiden. Dankzij een techniek die speckle imaging wordt genoegd, is het Zorro wel gelukt. Met deze techniek kan de beeldvertroebelende werking van de aardatmosfeer worden overwonnen door duizenden korte opnamen van een helder object te maken. (EE)
→ Sharpest Image Ever of Universe’s Most Massive Known Star

17 augustus 2022
Toen wetenschappers drie jaar geleden de eerste opname van een zwart gat presenteerden – een donkere kern omringd door een vurige aura van materie die daarnaartoe valt – bestond al het vermoeden dat er achter die diffuse oranje gloed een dunne, heldere ring van licht schuil zou moeten gaan, veroorzaakt door fotonen (lichtdeeltjes) die achter het zwarte gat langs worden geslingerd door diens intense zwaartekracht. Met behulp van een geavanceerde beeldreconstructietechniek is het een team onder leiding van astrofysicus Avery Broderick van de Universiteit van Waterloo (Canada) nu gelukt om deze ring zichtbaar te maken (Astrophyical Journal, 16 augustus). De aura op de historische foto van het superzware zwarte gat in de kern van het sterrenstelsel M87 die in 2019 wereldnieuws werd, bestaat in feite uit twee ringvormige componenten. De meest opvallende component wordt veroorzaakt door hete gassen die met bijna de snelheid van het licht naar het zwarte gat toe vallen. De andere component – een veel scherpere ring – bestaat uit fotonen die dicht langs het oppervlak van het zwarte gat zijn gescheerd en recht op ons af komen. Het bestaan van deze ‘fotonring’ was theoretisch voorspeld, maar was op de foto niet te zien. Uitgaande van de verwachte locatie van de fotoring, en met behulp van nieuwe softwaretechnieken, is het Broderick en zijn team nu gelukt om de gloed van de hete gassen rond het zwarte gat te temperen, zoals je ook het felle schijnsel van de zon kunt temperen door een zonnebril op te zetten [video]. De daaruit voortkomende afbeelding toont de fotonring, die bestaat uit een reeks van steeds scherpere subringen. Voor het uiteindelijke beeld heeft het team deze subringen bij elkaar opgeteld. De nieuwe analyse bevestigt niet alleen het bestaan van de fotonring, maar heeft onder meer ook een nieuwe nauwkeurigere bepaling opgeleverd van de massa van het centrale zwarte gat in M87: 7,13 miljard zonsmassa’s. (EE)
→ The photon ring: a black hole ready for its close-up

5 augustus 2022
De nieuwe Webb-ruimtetelescoop is nog maar ruim een maand in bedrijf, maar breekt nu al records. Bij een analyse van de eerste gegevens van de ruimtetelescoop is een ver sterrenstelsel opgespoord dat al 235 miljoen jaar na de oerknal heeft bestaan. Het licht van het sterrenstelsel, met de aanduiding CEERS-93316, heeft er meer dan 13,5 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. (De afkorting CEERS staat voor Cosmic Evolution Early Release Science Survey.) De ontdekking is gedaan door een team van instituten in het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, Denemarken en de VS. Naast CEERS-93316 hebben de astronomen nog vijf andere extreem verre sterrenstelsels ontdekt. Hun resultaten zullen binnenkort worden gepubliceerd in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, maar op arXiv is al een ‘preprint’ beschikbaar. In een interview met Universe Today benadrukken de ontdekkers overigens dat de afstand van CEERS-93316 nog moet worden bevestigd met behulp van spectroscopische vervolgwaarnemingen. Maar tegelijkertijd verwachten ze dat Webb in staat is om sterrenstelsels op te sporen die minder dan 200 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Heel erg lang zal het nieuwe record dus waarschijnlijk niet standhouden. (EE)
→ Edinburgh astronomers find most distant galaxy

29 juli 2022
Britse wetenschappers hebben een nieuwe verklaring gevonden voor het feit dat zogeheten actieve galactische kernen grote onderlinge verschillen vertonen (The Astrophysical Journal Supplement, 15 juli). Astronomen vermoeden dat zich in het centrum van bijna alle grote sterrenstelsels een superzwaar zwart gat bevindt. Deze objecten slokken gas, stof en sterren uit hun omgeving op en nemen daardoor gestaag in massa toe. Tijdens deze groeifase genereert de kern van het sterrenstelsel enorm veel energie en wordt hij een actieve galactische kern (AGN) genoemd. Het licht uit de naaste omgeving van zo’n AGN kan uiteenlopende kleuren hebben. Ook verschillen deze objecten in helderheid en spectrale signatuur. Tot nu toe dachten astronomen dat deze verschillen afhingen van de hoek waaronder we tegen het zwarte gat aan keken, en van de mate waarin dit object verscholen zit in een ‘torus’ – de donutvormige ring van gas en stof die AGNs doorgaans omgeeft. Nieuw onderzoek door Tonima Tasnim Ananna en Ryan Hickox, beiden verbonden aan de Universiteit van Dartmouth, trekt dit model echter in twijfel. De Britse onderzoekers hebben bewijs gevonden dat AGNs grote onderlinge verschillen vertonen, omdat ze zich in verschillende ontwikkelingsstadia bevinden. Uit de nieuwe studie blijkt dat de hoeveelheid stof en gas rond een superzwaar zwart gat rechtstreeks verband houdt met hoe snel het groeit. De energie die vrijkomt wanneer een zwart gat zich in hoog tempo voedt, blaast het stof en gas uit diens omgeving weg, waardoor het zicht op het zwarte gat verbetert. Volgens Ananna en Hickox worden de waargenomen verschillen tussen actieve kernen dus niet veroorzaakt door de hoek waaronder we tegen de torus van het centrale superzware zwart gat aan kijken, maar door verschillen tussen de torussen zelf. En deze verschillen houden verband met de snelheid waarmee het superzware zwarte gat ‘groeit’. De ontdekking komt voort uit onderzoek van nabije AGNs met behulp van Swift-BAT, een NASA-ruimtetelescoop die hoogenergetische röntgenstraling registreert. (EE)
→ Space Study Offers Clearer Look at Black Holes

27 juli 2022
Sommige gammaflitsen – kortstondige uitbarstingen van intense gammastraling – lijken uit het niets te komen. Nieuw onderzoek met telescopen op aarde en in de ruimte heeft hun waarschijnlijke oorsprong blootgelegd: een populatie van verre sterrenstelsels, sommige op bijna 10 miljard lichtjaar afstand. Veel korte gammaflitsen komen uit de richting van heldere sterrenstelsels op relatief kleine afstanden van de aarde. Maar sommige leken geen ‘thuis’ te hebben. Op zoek naar een verklaring hiervoor heeft een internationaal team van astronomen de gegevens van grote telescopen op aarde en in de ruimte doorgekamd. Daarbij is ontdekt dat in de richtingen waaruit de ‘eenzame’ gammaflitsen afkomstig waren wel degelijk een zwakke lichtgloed te zien is. Dat bewijst dat de betreffende gammaflitsen afkomstig waren uit sterrenstelsels die gewoon niet waren opgemerkt, omdat ze zo ver weg zijn. De ontdekking suggereert bovendien dat korte gammaflitsen, die ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren, in een ver verleden wellicht vaker voorkwamen dan gedacht. Dit resultaat kan astronomen helpen om de chemische evolutie van het heelal beter te begrijpen. Samensmeltende neutronensterren veroorzaken namelijk een reeks nucleaire reacties die cruciaal zijn voor de productie van zware metalen, zoals goud, platina en thorium. Als deze productie vroeger op gang is gekomen dan doorgaans wordt aangenomen, betekent dit dat het jonge heelal veel rijker was aan zware elementen dan tot nu toe werd vermoed. (EE)
→ Gemini Telescopes Help Uncover Origins of Castaway Gamma-Ray Bursts

25 juli 2022
Een internationaal team van 23 onderzoekers onder leiding van Maria Dainotti, assistent-professor aan de Nationale Astronomische Sterrenwacht van Japan (NAOJ), heeft archiefgegevens geanalyseerd van zogeheten gammaflitsen. Het onderzoek laat zien dat deze hevige kosmische explosies kunnen worden gebruikt om grote afstanden in het heelal te meten (Astrophysical Journal Supplement, 22 juli). Bij de bepaling van afstanden buiten ons Melkwegstelsel maken astronomen doorgaans gebruikt van zogeheten ‘standaardkaarsen’. Dat zijn objecten of verschijnselen waarvan de onderliggende natuurkunde dicteert dat ze altijd de zelfde absolute helderheid (de helderheid die je van dichtbij zou waarnemen) hebben. Door deze berekende absolute helderheid te vergelijken met de schijnbare helderheid (de helderheid zoals we die vanaf de aarde waarnemen), kan de afstand tot de standaardkaars worden bepaald. Op afstanden van meer dan 11 miljard lichtjaar ontstaat echter een gebrek aan standaardkaarsen. De meest gangbare objecten en verschijnselen zijn dan simpelweg niet helder genoeg meer om waarneembaar te zijn. Een uitzondering daarop zijn de zogeheten gammaflitsen. Deze heftige uitbarstingen van straling, die onder meer ontstaan bij de explosie van een zware ster, zijn helder genoeg, maar hun helderheid hangt af van de specifieke kenmerken van de explosie. Dainotti en haar collega’s hebben nu bestaande gegevens, verkregen met diverse telescopen en satellieten, van vijfhonderd gammaflitsen geanalyseerd. Door de ‘lichtkrommen’ (het helderheidsverloop) van deze verschijnselen te onderzoeken, hebben ze daarbij een klasse van 179 gammaflitsen geïdentificeerd met gemeenschappelijke kenmerken die waarschijnlijk één en dezelfde oorzaak hebben: een extreem sterk magnetisch veld. Aan de hand van de lichtkrommen van de onderzochte gammaflitsen hebben de astronomen voor elk geval een unieke helderheid kunnen berekenen. Ze verwachten dan ook dat gammaflitsen van dit type in de toekomst als standaardkaarsen kunnen worden gebruikt. (EE)
→ Measuring the Universe with Star-Shattering Explosions

20 juli 2022
Bijna een eeuw geleden berekende astronoom Fritz Zwicky voor het eerst de massa van de Coma-cluster, een opeenhoping van krap duizend sterrenstelsels op 320 miljoen lichtjaar afstand. Zijn metingen, en die van latere onderzoekers, werden echter geplaagd door allerlei foutbronnen die de massa hoger of lager deden uitvallen. Een team onder leiding van natuurkundigen van de Carnegie Mellon University (VS) heeft nu een methode ontwikkeld om de massa van de Coma-cluster nauwkeurig te schatten met behulp van ‘machinaal leren’ – een techniek die op allerlei terreinen met succes wordt toegepast om patronen op te sporen in complexe gegevens. Sinds een jaar of tien wordt machinaal leren ook toegepast op kosmologische gegevens. Bij hun berekening van de massa van de Coma-cluster maakten Zwicky en anderen gebruik van dynamische massametingen. Daarbij worden de bewegingen van objecten die in en rond de cluster cirkelen bestudeerd, om vervolgens met behulp van de wet van de zwaartekracht de massa van de cluster te berekenen. Deze methode is echter gevoelig voor allerlei fouten. Clusters van sterrenstelsels komen geregeld in botsing met elkaar en smelten samen, waardoor de bewegingen van de betrokken sterrenstelsels aan verstoringen onderhevig zijn. En omdat astronomen zo’n cluster van grote afstand waarnemen, bevinden zich nog tal van andere objecten tussen ons en de cluster in die zich gedragen alsof ze tot de cluster behoren. Ook dat heeft invloed op de massabepaling. Postdoc Matthew Ho en zijn collega’s hebben nu een nieuwe methode ontwikkeld die gebaseerd is op convolutionele neurale netwerken – een deep-learning algoritme dat wordt toegepast bij beeldherkenning. De wetenschappers ‘trainden’ hun model door het te voeden met uitkomsten van kosmologische simulaties van het heelal. Het model leerde door te kijken naar de waarneembare kenmerken van duizenden clusters waarvan de massa al bekend is. Vervolgens paste Ho het model toe op een cluster waarvan de werkelijke massa nog niet niet goed bekend is: de Coma-cluster dus. De uitkomst is in goede overeenstemming met de meeste massaschattingen die sinds de jaren 80 zijn gedaan. Volgens Ho toont dat aan dat machine learning een heel nuttig hulpmiddel kan zijn in de kosmologie. Hij zal zijn waarde vooral gaan bewijzen wanneer de resultaten van toekomstige instrumenten zoals het Dark Energy Spectroscopic Instrument, het Vera C. Rubin Observatory en de Euclid-satelliet een enorme stroom aan spectroscopische gegevens gaan produceren. (EE)
→ Hey Siri: How Much Does This Galaxy Cluster Weigh?

20 juli 2022
Een internationaal team van astronomen heeft sterrenstelsels weten op te sporen in een hemelgebied dat vrijwel geheel aan het zicht onttrokken is. Het gaat om het stuk zuidelijke hemel waar de Magelhaense Wolken (twee nabije begeleiders van ons Melkwegstelsel) te vinden zijn.  De Magelhaense Wolken nemen een flink stuk van het firmament in beslag en blokkeren zo het zicht op verder weg gelegen sterrenstelsels. Astronomen die geïnteresseerd zijn in verre stelsels vermijden dit deel van de hemel daarom meestal. Met behulp van de VISTA-surveytelescoop in Chili hebben de astronomen de twee nabije sterrenstelsels nu met een zodanig hoge resolutie gefotografeerd, dat ze door de openingen tussen de sterren van beide stelsels heen konden kijken. Op die manier hebben ze verder weg gelegen sterrenstelsels opgespoord, die zwakker en roder lijken dan ze in werkelijkheid zijn vanwege het stof dat zich nog voor hen bevindt. Bij hun onderzoek hebben de astronomen sterren van sterrenstelsels kunnen onderscheiden door de minieme verplaatsingen te meten die sterren mettertijd vertonen, terwijl de veel verder weg gelegen sterrenstelsels op hun plek blijven staan. De verzamelde gegevens worden nu gebundeld om een grote 3D-kaart te maken van de naar schatting één miljoen sterrenstelsels die zich tot nu toe achter de Magelhaense Wolken wisten te verschuilen. (EE)
→ Keele Astronomers Creating Largest-Ever Map of Hidden Galaxies

18 juli 2022
Een team van internationale deskundigen, befaamd om het ontkrachten van diverse ontdekkingen van zwarte gaten, heeft een zwart gat van stellaire massa opgespoord in de Grote Magelhaense Wolk, een buurstelsel van ons eigen Melkwegstelsel. De ontdekking is het resultaat van zes jaar van waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Zwarte gaten van stellaire massa worden gevormd wanneer zware sterren het einde van hun bestaan bereiken en onder hun eigen zwaartekracht ineenstorten. Wanneer zo’n ster deel uitmaakt van een dubbelster – een systeem van twee om elkaar wentelende sterren – resulteert dit proces in een zwart gat dat om een helder stralende begeleidende ster draait. Zo’n zwart gat wordt ‘slapend’ genoemd als het geen grote hoeveelheden röntgenstraling uitzendt – de manier waarop zwarte gaten doorgaans hun bestaan verraden. Slapende zwarte gaten zijn bijzonder moeilijk te vinden, omdat ze bijna geen interacties aangaan met hun omgeving. Om VFTS 243 op te sporen, heeft het team bijna duizend zware sterren in de Tarantulanevel in de Grote Magelhaense Wolk onderzocht, op zoek naar exemplaren die een zwart gat als begeleider zouden kunnen hebben. Het daarbij ontdekte zwarte gat heeft minstens negen keer zoveel massa als onze zon en draait rond een hete, blauwe ster die 25 keer zwaarder is dan de zon. De ster waaruit het zwarte gat is voortgekomen lijkt volledig te zijn ingestort, zonder dat daarbij een krachtige (supernova)explosie heeft plaatsgevonden. (EE)
→ Volledig persbericht

13 juli 2022
Astronomen van onder meer het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een persistent radiosignaal uit een ver sterrenstelsel ontdekt dat met verrassende regelmaat opflitst. Het signaal wordt gerekend tot de snelle radioflitsen – sterke uitbarstingen van radiostraling die doorgaans hooguit enkele duizendsten van een seconde duren. Het nieuwe signaal, dat de aanduiding FRB 20191221A heeft gekregen, houdt echter tot wel drie seconden aan, en vertoont onderwijl uitbarstingen die zich om de 0,2 seconde herhalen (Nature, 13 juli). De bron van FRB 20191221A bevindt zich in een sterrenstelsel op enkele miljarden lichtjaren van de aarde. Wat die bron is, staat nog niet vast, maar astronomen denken dat het signaal afkomstig kan zijn van een radiopulsar of een magnetar – twee soorten neutronensterren. Sinds de ontdekking van de eerste snelle radioflitsen in 2007 zijn honderden vergelijkbare bronnen in het heelal ontdekt, de laatste jaren vaak met het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) – een grote radiotelescoop in British Columbia, Canada. De overgrote meerderheid van de snelle radioflitsen die tot nu toe zijn waargenomen, zijn eenmalige extreem heldere stoten van radiostraling die binnen een paar milliseconden uitdoven. In 2020 zijn echter ook snelle radioflitsen ontdekt die zich om de zoveel tijd herhalen. FRB 20191221A lijkt tot deze laatste categorie te behoren, maar vertoont opmerkelijk lange pulsen, die op hun beurt weer heel regelmatige variaties vertonen. Bij het analyseren van het patroon van de radio-uitbarstingen van FRB 20191221A ontdekten de MIT-astronomen overeenkomsten met de emissies van radiopulsars en magnetars in ons eigen Melkwegstelsel. Radiopulsars zijn neutronensterren die – al ronddraaiend – bundels radiogolven uitzenden. Magnetars produceren een soortgelijke emissie als gevolg van hun extreme magnetische velden. Er bestaat echter een groot verschil tussen FRB 20191221A en de radio-emissies van de pulsars en magnetars in onze Melkweg: die van eerstgenoemde zijn een miljoen keer zo sterk. Voor dit grote verschil in intensiteit bestaat nog geen goede verklaring. Wel kan uit de eigenschappen van het nieuwe signaal worden afgeleid dat de bron ervan omgeven is door een wolk van plasma (geïoniseerd gas) die heel turbulent moet zijn. Door nog meer uitbarstingen van FRB 20191221A te registreren, hopen de astronomen meer te weten te komen over de regelmatige ‘hartslagen’ van deze bron, en over neutronensterren in het algemeen. (EE)
→ Astronomers detect a radio ‘heartbeat’ billions of light-years from Earth

1 juli 2022
Astronomen hebben tekenen van rotatie waargenomen bij een sterrenstelsel dat al minder dan 500 miljoen jaar na de oerknal is ontstaan. Daarmee is het verreweg het vroegste sterrenstelsel waarbij een (mogelijke) draaiing is waargenomen. Uit de waarnemingen blijkt wel dat het onderzochte stelsel trager rondwentelt dan ‘moderne’ sterrenstelsels, wat erop wijst dat het nog bezig is om op toeren te komen (The Astrophysical Journal Letters, 1 juli). Veel sterrenstelsels in het huidige heelal, waaronder ook ons eigen Melkwegstelsel, draaien om hun middelpunt. Wanneer en hoe die rotatie op gang kwam is een belangrijk vraagstuk in de astronomie, omdat deze waarschijnlijk van invloed is op de latere vorming van sterren en planeten. Een team onder leiding van postdoc Tsuyoshi Tokuoka van de Waseda Universiteit in Tokio heeft, met behulp van de ALMA-telescoop, gedurende twee maanden waarnemingen gedaan van een sterrenstelsel dat bekendstaat als MACS1149-JD1 of kortweg JD1. JD1 bestond al toen het heelal nog maar 500 miljoen jaar oud was. Aan de hand van modelberekeningen hebben Tokuoka en zijn collega’s ontdekt dat hun waarnemingen het beste passen bij een klein, langzaam roterend sterrenstelsel. Hun model geeft aan dat JD1 een diameter van 3000 lichtjaar heeft en een rotatiesnelheid van slechts 50 kilometer per seconde. Ter vergelijking: ons Melkwegstelsel heeft een middellijn van 100.000 lichtjaar en een draaisnelheid van 220 kilometer per seconde. Uit de omvang en draaisnelheid van JD1 kan worden afgeleid dat de totale massa van het sterrenstelsel één à twee miljard zonsmassa’s bedraagt. Dat laatste is in goede overeenstemming met de jeugdige leeftijd van JD1. Dat JD1 veel langzamer ronddraait dan latere sterrenstelsels, waaronder de Melkweg, wijst er volgens de onderzoekers op dat zijn draaiing nog bezig is om op gang te komen. Het team is nu van plan om de structuur van JD1 nader te onderzoeken met de recent gelanceerde Webb-ruimtetelescoop. (EE)
→ Galaxy Revving-up in the Early Universe

7 juli 2022
Het vraagstuk van de vorming van de eerste quasars in het heelal, waar wetenschappers al bijna twintig jaar meer worstelen, is mogelijk opgelost. Een onderzoeksteam onder leiding van Daniel Whalen van de Universiteit van Portsmouth heeft aan de hand van computersimulaties vastgesteld dat de eerste quasars zijn ontstaan in kolossale turbulente gasreservoirs die in het vroege heelal hebben bestaan (Nature, 6 juli). Een quasar is de extreem heldere, actieve kern van een sterrenstelsel. Het object ontleent zijn energie aan een zwart gat van miljoenen tot miljarden zonsmassa’s, dat omgeven is door een schijf van gas. Gas dat vanuit deze zogeheten accretieschijf naar het zwarte gat valt, wordt door wrijving enorm heet en zendt daardoor energierijke straling uit die tot op miljarden lichtjaren waarneembaar is. In de centra van bijna alle grote sterrenstelsels die het ‘nabije’ heelal bevolken zijn van deze superzware zwarte gaten te vinden. Lang is gedacht dat deze kolossen zijn ontstaan uit zware sterren die geen brandstof meer hadden en onder hun eigen gewicht zijn ineengestort. De geleidelijke aantrekking van materie – in de vorm van sterren, gaswolken en kleinere zwarte gaten – zou voor verdere aangroei hebben gezorgd. De afgelopen twintig jaar hebben astronomen echter ook enkele honderden verre quasars ontdekt die al minder dan een miljard jaar na de oerknal moeten zijn ontstaan. En niemand begreep hoe die zo snel zijn gegroeid. Vroege computersimulaties lieten zien dat deze quasars konden zijn ontstaan op de knooppunten van krachtige koude gasstromen die deel uitmaakten van het zogeheten kosmische web. Maar voorwaarde was wel dat het zwarte gat bij zijn geboorte al 100.000 zonsmassa’s zwaar moest zijn geweest – uitzonderlijk veel zwaarder dan normale stellaire zwarte gaten. De computersimulaties van Whalen en zijn collega’s geven aan dat dit niet onmogelijk is. Ze laten zien dat de koude, dichte gasstromen die in staat waren om in slechts een paar miljoen jaar een zwart gat van een miljard zonsmassa’s te laten ‘groeien’, hun eigen superzware sterren creëerden. De koude stromen veroorzaakten turbulentie in het omringende gas die verhinderde dat zich normale sterren konden vormen, totdat de gaswolk zoveel massa had dat hij onder zijn eigen gewicht ineenstortte en twee reusachtige sterren vormde: één van 30.000 zonsmassa’s en één van 40.000 zonsmassa’s. De eerste quasars lijken dus te zijn voortgekomen uit oerwolken die hun eigen massarijke ‘zaden’ vormden. Volgens Whalen verklaart dit resultaat niet alleen de oorsprong van de eerste quasars, maar ook hun demografie: hun (betrekkelijk geringe) aantallen in vroege tijden. (EE)
→ Scientists Discover How First Quasars in Universe Formed

30 juni 2022
Dankzij een opmerkzame amateur-astronoom hebben beroepsastronomen een merkwaardig, uiterst zwak dwergsterrenstelsel kunnen opsporen aan de rand van het bekende Andromedastelsel. Het kleine sterrenstelsel, dat de aanduiding Pegasus V heeft gekregen, bevat heel weinig elementen zwaarder dan helium en lijkt een fossiel overblijfsel te zijn uit de tijd dat de eerste sterrenstelsels in het heelal werden gevormd (MNRAS, 30 juni). Pegasus V werd ontdekt in het kader van een systematische zoektocht naar dwergstelsels in de omgeving van het Andromedastelsel, onder leiding van Martinez-Delgado van het Instituto de Astrofísica de Andalucía (Spanje). Op een van de opnamen van deze survey ontdekte de Italiaanse amateur-astronoom Giuseppe Donatiello een intrigerende ‘veeg’. Vervolgwaarnemingen met de 8,1 meter Gemini North-telescoop op Hawaiï lieten zien dat Pegasus V uit afzonderlijke sterren bestaat, wat aantoonde dat het om een kleine, zwakke begeleider van het Andromedastelsel gaat. Ook bleek uit de waarnemingen dat het dwergstelsel in vergelijking met de overige zwakke begeleiders van het Andromedastelsel extreem weinig ‘metalen’ bevat – de verzamelnaam die astronomen gebruiken voor alle elementen zwaarder dan helium. Dat betekent dat de stervorming in Pegasus V op een heel laag pitje staat en dat het stelsel voornamelijk uit oude sterren bestaat. Op theoretische gronden verwachten astronomen dat het heelal wemelt van de zwakke sterrenstelsels zoals Pegasus V, maar tot nu toe zijn er nog niet veel ontdekt. Als er werkelijk veel minder van deze stelsels bestaan dan voorspeld, zou dat in strijd zijn met de huidige inzichten over de evolutie van ons heelal. Er is astronomen dus alles aan gelegen om deze zwakke stelsels op te sporen, maar dat valt nog niet mee. Objecten als Pegasus V zijn uiterst moeilijk waarneembaar: ze bevatten weinig heldere sterren en vallen daardoor nauwelijks op. Door de chemische eigenschappen van Pegasus V nader te bestuderen, onder meer met het toekomstige Vera C. Rubin Observatory, hopen de astronomen meer te weten te komen over de vroegste periode van stervorming in het heelal en de rol die donkere materie daarbij heeft gespeeld. (EE)
→ NSF’s NOIRLab facilities reveal a relict of the earliest galaxies

30 juni 2022
Vijftig jaar na de ontdekking van een sterk verband tussen de stervorming in sterrenstelsels en hun infrarood- en radiostraling, hebben onderzoekers van het Leibniz-Instituut für Astrophysik (AIP) in Potsdam, Duitsland) nu een fysische onderbouwing voor dit verband gevonden. Daarbij hebben zij gebruik gemaakt van nieuwe computersimulaties van de vorming van sterrenstelsels, die rekening houden met de effecten van kosmische straling. Om de vorming en evolutie van sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel te begrijpen, is het van belang om de hoeveelheid pasgevormde sterren in zowel nabije als verre sterrenstelsels te kennen. Daarbij maken astronomen vaak gebruik van een verband tussen de infrarood- en radiostraling van sterrenstelsels. De energierijke straling van jonge, zware sterren die in de dichtste delen van sterrenstelsels worden gevormd, wordt geabsorbeerd door omringende stofwolken en opnieuw uitgezonden als laag-energetische infraroodstraling. Wanneer hun brandstofvoorraad opraakt, exploderen deze zware sterren uiteindelijk als supernova’s. Bij de explosie wordt de buitenste schil van de ster de ruimte in geblazen, en worden sommige deeltjes van het interstellaire medium tot zeer hoge snelheden versneld. Zo ontstaat de zogeheten kosmische straling. In het magnetische veld van het sterrenstelsel zenden deze snelle deeltjes zeer laag-energetische radiostraling uit met een golflengte van enkele centimeters tot meters. Door deze keten van processen zijn pasgevormde sterren, infraroodstraling en radiostraling van sterrenstelsels nauw met elkaar verbonden. Hoewel in de astronomie vaak gebruik wordt gemaakt van dit verband, waren de fysische details niet helemaal duidelijk. Eerdere pogingen om het verband te verklaren strandden veelal op één specifieke voorspelling: als energierijke kosmische straling inderdaad verantwoordelijk is voor de radiostraling van deze sterrenstelsels, voorspelt de theorie zeer steile radiospectra – een sterke emissie bij lage radiofrequenties – die niet overeenkomen met de waarnemingen. Om dit raadsel op te lossen hebben onderzoekers van het AIP nu voor het eerst de processen van een sterrenstelsel-in-wording op een computer nagebootst en de energiespectra van de daaruit voortkomende kosmische straling berekend. De simulaties laten zien dat gedurende de vorming van de schijf van een sterrenstelsel de kosmische magnetische velden zodanig worden versterkt, dat ze overeenkomen met de sterke waargenomen magnetische velden. Maar doordat kosmische stralingsdeeltjes in magnetische velden radiostraling uitzenden, verliest deze onderweg naar ons een deel van haar energie. Hierdoor vlakt het radiospectrum bij lage frequenties af. Bij hoge frequenties draagt, naast de radio-emissie van kosmische straling, ook de radio-emissie van het interstellaire medium bij, dat een vlakker spectrum heeft. De som van deze twee processen kan daardoor de waargenomen vlakke radiostraling van het volledige sterrenstelsel perfect verklaren, evenals de emissie van diens kern. En dit verklaart ook waarom de infrarood- en radiostraling van sterrenstelsels zo sterk met elkaar verbonden zijn. (EE)
→ The puzzling link between star formation and radio emission in galaxies

17 juni 2022
Deze week (van 13 t/m 16 juni) vindt in Pasadena (Californië) het 240ste congres van de American Astronomical Society (AAS) plaats. Hieronder een beknopte weergave van verschillende nieuwe resultaten die gepresenteerd zijn op donderdag 15 juni. Christopher Clark van het Space Telescope Science Institute presenteerde nieuwe, zeer gedetailleerde infraroodbeelden van de verdeling van stof en gas in andere nabije sterrenstelsels: de Grote en Kleine Magelhaense Wolk, het Andromedastelsel en het Driehoekstelsel (M33). De opnamen werden verkregen door waarnemingen te combineren van de ruimtemissies IRAS, COBE, Herschel en Planck. Clark ontdekte dat er zeer grote variaties zijn in de verhouding stof/gas - van 0,01% tot 1%. Arnab Sarkar van de Universiteit van Kentucky ontdekte met behulp van het Chandra X-ray Observatory een schokfront van 70 miljoen graden halverwege twee clusters van sterrenstelsels die op elkaar af bewegen en in de toekomst met elkaar zullen botsen en versmelten. Zulke 'axiale schokken' waren theoretisch al voorspeld, maar nog nooit eerder waargenomen. Michael Foley van de Harvard-universiteit gebruikte o.a. gegevens van de Europese Gaia-missie om een driedimensionale 'kaart' te maken van de uitgestrekte, donkere moleculaire gaswolken in het Orion-stervormingsgebied (waarvan de Orionnevel het centrum vormt). Uit de 3D-metingen blijkt dat de structuur van het gebied - inclusief de gigantische Barnard Loop - voornamelijk is ontstaan onder invloed van supernova-explosies in de afgelopen paar miljoen jaar. Jacob Bernal van de Universiteit van Arizona deed laboratoriumproeven waaruit blijkt dat complexe koolsofhoudende moleculen (zoals 'buckyballs' en koolstof-nanobuisjes) kunnen ontstaan op het oppervlak van siliciumcarbidekorreltjes, wanneer die plotseling verhit worden tot temperaturen van boven de 1000 graden Celsius. Het proces treedt waarschijnlijk ook op in het interstellaire medium rond stervende sterren; mogelijk is dit het belangrijkste mechanisme voor de vorming van die moleculen in de ruimte. (GS)
→ Persbericht over de nieuwe infraroodbeelden van nabije sterrenstelsels

16 juni 2022
Deze week vindt in Pasadena (Californië) het 240ste congres van de American Astronomical Society (AAS) plaats. Hieronder een beknopte weergave van verschillende nieuwe resultaten die gepresenteerd zijn op woensdag 15 juni. Michael Jones van de Universiteit van Arizona maakte de ontdekking bekend van raadselachtige 'blue blobs': groepen van hooguit enkele honderdduizenden voornamelijk jonge sterren in de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels van de Virgocluster. Vanwege de aanwezigheid van heet, ijl 'intraclustergas' zou je daar geen koud gas verwachten waaruit nieuwe sterren ontstaan. Vermoedelijk zijn de blue blobs ontstaan uit materiaal dat eerder is 'weggeveegd' uit de grotere stelsels in de cluster; hun relatief hoge gehalte aan zware elementen wijst daar ook op. Evan Rich van de Universiteit van Michigan gebruikte de Gemini Planet Imager om de protoplanetaire stofschijven in beeld te brengen rond relatief zware jonge sterren. In tegenstelling tot de schijven rond pasgeboren lichtere sterren blijken die geen duidelijke ringvormige structuren te vertonen. Hoe dat komt is nog onduidelijk. Het betekent overigens niet dat er rond zwaardere sterren geen planeten ontstaan, maar het proces wordt mogelijk beïnvloed door de hogere temperatuur. Adina Feinstein van de Universiteit van Chicago presenteerde Hubble-waarnemingen van de jonge rode dwergster AU Microscopium, die vergezeld wordt door minstens twee planeten. In vijf uur tijd registreerde Hubble maar liefst dertien extreem krachtige stervlammen op AU Mic. Zulke supervlammen kunnen een sterk eroderende werking hebben op de dampkringen van pasgeboren reuzenplaneten. Dat is mogelijk de verklaring waarom de allerjongste exoplaneten in het Melkwegstelsel (minder dan 100 miljoen jaar oud) zwaarder zijn dan de meeste exoplaneten rond (dwerg-)sterren-op-leeftijd. Rafael Luque van de Universiteit van Chicago presenteerde de ontdekking (in archiefdata) van twee rotsachtige exoplaneten in een baan rond de nabije dwergster HD 260655, op slechts 32 lichtjaar afstand van de aarde. Het gaat om het dichtstbijzijnde meervoudige planetenstelsel rond een 'rustige' dwergster. De twee planeten vormen potentieel interessante waarnemingsobjecten voor de James Webb Space Telescope, die mogelijk metingen kan doen aan de samenstelling van hun dampkring. Dillon Dong van Caltech heeft met de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico een veranderlijke bron van radiostraling ontdekt die zo goed als zeker de zogeheten 'pulsarwindnevel' is van een supernova-explosie in een dwergsterrenstelsel op 400 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Uit de waarnemingen blijkt dat die explosie slechts enkele tientallen jaren geleden plaatsgevonden moet hebben. Curtis McCully van het Las Cumbres Observatory ontdekte dat de ster die in 2012 als supernova explodeerde in het sterrenstelsels NGC 1309 die catastrofe op de een of andere manier heeft overleefd. Vermoedelijk was er sprake van de ontploffing van een zware witte dwergster, die bij de supernova-uitbarsting niet volledig uit elkaar is gespat. Xi Long en Paul Plucinsky van het Center for Astrophysics|Harvard & Smithsonian hebben voor het eerst direct de verplaatsing aan de hemel gemeten van een pulsar in een supernovarest op 20.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Centaur. PSR J1124-5916 blijkt zich met een snelheid van ruim 600 kilometer per seconde te verplaatsen, waarschijnlijk doordat de supernova waarbij de pulsar ontstond erg asymmetrisch was. Ted Johnson van de Universiteit van Californië in Los Angeles ontdekte aanwijzingen dat het oppervlak van de witte dwerg G238-44 verontreinigd is met 'neergeregend' materiaal van twee verschillende uiteengerukte hemellichamen: een ijsachtig object en een metaalrijk rotsachtig object. Dat wijst erop dat het planetenstelsel rond de ster flink is 'opgeschud' toen die ster eerst opzwol tot rode reus en daarna ineenkromp tot een witte dwerg. (GS)
→ Persbericht over 'blue blobs' in de Virgo-cluster

15 juni 2022
Astronomen hebben met behulp van de ALMA-telescopen nieuwe details onthuld over het stervormingsgebied 30 Doradus, ook wel bekend als de Tarantulanevel. De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) publiceert vandaag afbeeldingen in hoge resolutie waarin we de nevel in nieuw licht zien. De ijle gaswolken bieden inzicht in hoe in dit gebied zware sterren vorm krijgen. “Deze fragmenten kunnen overblijfselen zijn van grotere wolken die uit elkaar getrokken zijn door de enorme energieën van jonge, zware sterren. Dat proces wordt ook wel feedback of terugkoppeling genoemd,” zegt Tong Wong. Hij leidde het onderzoek, publiceerde met zijn team in The Astrophysical Journal en presenteerde de afbeeldingen vandaag op een bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS). Sterrenkundigen dachten vroeger dat de zwaartekracht geen vat op het ijle, turbulente gas kon krijgen. Het gas, zo was het idee, kon niet worden samengebracht en kon geen nieuwe sterren vormen. Maar de nieuwe gegevens laten zien dat er dichte gasgordijnen bestaan waar de zwaartekracht wel een rol speelt. “Onze resultaten impliceren dat zelfs als er heel sterke feedback is, de zwaartekracht toch veel invloed kan uitoefenen en dat de stervorming toch kan doorgaan,” zegt Wong, die hoogleraar is aan de University of Illinois bij Urbana-Champaign, Verenigde Staten. De Tarantulanevel bevindt zich midden in de Grote Magelhaense Wolk, een satellietstelsel van onze Melkweg. Het is een van de helderste en meest actieve stervormingsregio’s. De nevel bevindt zich op slechts 170.000 lichtjaar van ons vandaan. In het centrum van de nevel bevinden zich enkele van de zwaarste sterren die we kennen. Sommigen zijn 150 keer zo zwaar als onze zon. De regio is een perfecte plek om te onderzoeken hoe gaswolken onder de invloed van de zwaartekracht in elkaar zakken en nieuwe sterren vormen. "Wat 30 Doradus zo uniek maakt, is dat het dichtbij genoeg is om stervorming in detail te bestuderen. Tegelijkertijd heeft het eigenschappen die lijken op verre sterrenstelsels uit de tijd dat het heelal nog jong was,” zegt Guido De Marchi, een wetenschapper van het Europese ruimteagentschap ESA, en mede-auteur van de wetenschappelijke paper waar het onderzoek in verschijnt. “Dankzij 30 Doradus kunnen we bestuderen hoe sterren zich vormden 10 miljard jaar geleden, toen de meeste sterren werden geboren." Eerdere studies van de Tarantulanevel richtten zich meestal op het centrum, al weten onderzoekers al langer dat de vorming van zware sterren ook op andere plekken gebeurt. Om het stervormingsproces beter te begrijpen, deed het onderzoeksteam waarnemingen in hoge resolutie aan een groot gebied van de nevel. Ze gebruikten ALMA en maten de emissie van licht van koolmonoxide-gas. Daardoor konden ze grote, koude gaswolken in de nevel in kaart brengen die bezweken en waar nieuwe sterren gevormd werden. Ook konden ze zien hoe het gebied veranderde als er veel energie vrijkomt bij deze jonge sterren. “We hadden verwacht dat in de delen van de wolk die zich het dichtst bij jonge, zware sterren bevinden, de duidelijkste signalen zouden vertonen van zwaartekracht die onderdrukt werd door feedback,” zegt Wong. “Maar we vinden juist dat de zwaartekracht daar nog steeds belangrijk is, in ieder geval voor delen van de wolk die een voldoende hoge dichtheid hebben.” In de afbeelding die vandaag door ESO is vrijgegeven, zien we de nieuwe ALMA-gegevens gelegd over een eerdere infraroodafbeelding van hetzelfde gebied. Er zijn heldere sterren zichtbaar en lichtroze wolken van heet gas. De infraroodafbeelding is gemaakt met ESO’s Very Large Telescope (VLT) en met ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). De samengestelde afbeelding toont een duidelijke, spinnenwebachtige vorm van de gaswolken waaraan de Tarantulanevel zijn naam ontleent. De nieuwe ALMA-gegevens bevatten heldere roodgele strepen. Dat is erg koud en dicht gas dat mogelijk op een dag in elkaar stort en nieuwe sterren vormt. Het nieuwe onderzoek bevat dan wel gedetailleerde aanwijzingen over hoe zwaartekracht zich gedraagt in de stervormingsregio’s van de Tarantulanevel, maar het werk is nog lang niet klaar. “Er is nog veel informatie uit deze fantastische dataset te halen. We openbaren de gegevens zodat andere wetenschappers ook onderzoek kunnen doen,” besluit Wong.
→ Origineel persbericht

8 juni 2022
Met het Chandra X-ray Observatory, de grote röntgenruimtetelescoop van NASA, is een extreem 'diepe' opname gemaakt van twee botsende clusters van sterrenstelsels (samen Abell 2146 genoemd) op 2,8 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Op de röntgenopname, met een belichtingstijd van in totaal 23 dagen (!) zijn duidelijk concentrische schokgolven zichtbaar in het extreem hete gas dat zich tussen de afzonderlijke sterrenstelsels in de twee clusters bevindt. Die schokgolven, met afmetingen van ruim anderhalf miljoen lichtjaar, ontstaan niet doordat gasdeeltjes met elkaar botsen (daarvoor is het intergalactische gas veel te ijl), maar door de elektromagnetische wisselwerking van de geladen gasdeeltjes en de magnetische velden in de clusters. Sterrenkundigen spreken van collisionless shocks ('botsingsloze schokgolven'). De waarnemingen aan Abell 2146 zijn verricht door een groep astronomen onder leiding van Helen Russell van de Universiteit van Nottingham. De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Dergelijke waarnemingen bieden sterrenkundigen veel inzicht in het botsingsproces van clusters van sterrenstelsels. Overigens spelen vergelijkbare collisionless shocks (zij het op enorm veel kleinere schaal) ook een rol in ons eigen zonnestelsel, waar ze soms optreden in de zonnewind - de ijle stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in wordt geblazen. (GS)
→ Origineel persbericht

4 juni 2022
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili zijn nieuwe gedetailleerde waarnemingen verricht aan 3C273, de eerst ontdekte en helderste quasar aan de hemel, op 2,4 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Maagd. Quasars zijn de heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels die een superzwaar zwart gat herbergen; de waargenomen straling is afkomstig van de accretieschijf rond het zwarte gat - de rondwervelende schijf van zeer heet gas dat op het punt staat door het zwarte gat verzwolgen te worden. Quasars zenden vooral ook veel radiostraling uit (de term 'quasar' is een samentrekking van 'quasi-stellar radio source'). Zó veel dat zwakkere bronnen van radiostraling in de onmiddelllijke omgeving worden overstraald. Een groep van voornamelijk Japanse astronomen onder leiding van Shinya Komugi is er nu echter in geslaagd een tot dusver onbekende structuur van radiostraling in 3C273 te detecteren. Dat lukte door het zogeheten dynamisch bereik van ALMA (een maat voor het helderheidscontrast tussen de helderste en zwakste waargenomen structuren) op te schroeven tot 85.000. Veel quasars blazen straalstromen ('jets') van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in, in twee tegenovergestelde richtingen langs de draaiingsas van het zwarte gat. De radiostraling van die jets ontstaat doordat elektronen spiraalvormige banen beschrijven rond de veldlijnen van een sterk magnetisch veld. In het geval van de nieuw ontdekte structuur in 3C273 gaat het echter niet om zulke synchrotronstraling, zo blijkt uit metingen op verschillende radiogolflengten. In plaats daarvan denken de sterrenkundigen dat de radiostraling geproduceerd wordt door gasatomen die 'aangeslagen' worden door de energierijke straling uit de kern van de quasar. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De hoop is dat soortgelijke structuren nu ook bij andere quasars gedetecteerd kunnen worden. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek

26 mei 2022
Een team van het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen (Denemarken), onder leiding van Albert Sneppen, heeft vastgesteld dat de sterren in verre sterrenstelsels meer massa hebben (zwaarder zijn) dan die in onze ‘naaste’ omgeving. De ontdekking wijst erop dat de verschillen tussen sterrenstelsels groter zijn dan doorgaans wordt aangenomen (Astrophysical Journal, 25 mei). Astronomen zijn er meer dan vijftig jaar gedwongen van uitgegaan dat de sterrenpopulaties van andere sterrenstelsels in het heelal vergelijkbaar zijn met die van de honderden miljarden sterren in ons eigen Melkwegstelsel: een mengsel van zware, middelzware en lichte sterren. ‘Gedwongen’, omdat ze met hun telescopen geen individuele sterren in verre sterrenstelsels kunnen waarnemen. Verre sterrenstelsels zijn miljarden lichtjaren van ons verwijderd. Daardoor kan alleen het licht van hun helderste sterren ons bereiken. Dit heeft astronomen jarenlang hoofdbrekens bezorgd, omdat daardoor de ‘initiële massafunctie’ – de oorspronkelijke verdeling van de massa’s binnen een populatie van sterren – van deze sterrenstelsels niet kon worden vastgesteld. Bij gebrek aan beter werd er daarom maar van uitgegaan dat de massaverdeling in andere sterrenstelsels vergelijkbaar is met die in ons Melkwegstelsel. Om deze aanname te toetsen, hebben de Deense astronomen het licht van 140.000 sterrenstelsels geanalyseerd met behulp van de COSMOS-catalogus – een grote internationale database van meer dan een miljoen waarnemingen van het licht van sterrenstelsels tot in de verste uithoeken van het waarneembare heelal. Bij deze analyse is gekeken naar hoeveel licht sterrenstelsels op verschillende golflengten uitzenden. Grote, zware sterren zijn blauwachtig, terwijl kleine, lichte sterren eerder geel of rood zijn. Uit de verdeling van blauwe en rode kleuren kan dus worden afgeleid hoeveel zware en lichte sterren een sterrenstelsel bevat. De resultaten tonen aan dat de sterren in verre sterrenstelsels doorgaans meer massa hebben dan die in ons eigen sterrenstelsel. En hoe verder een stelsel van ons verwijderd is, des te zwaarder zijn de daarin aanwezige sterren. Volgens de onderzoekers heeft het nieuwe onderzoek tal van implicaties. Het is bijvoorbeeld nog steeds onduidelijk waarom sommige sterrenstelsels ‘sterven’ – dat wil zeggen: stoppen met de vorming van nieuwe sterren – en andere niet. Het lijkt er nu op dat de sterrenstelsels met de minste massa nieuwe sterren blijven produceren, terwijl de sterproductie in zwaardere stelsels stilvalt. Er lijkt dus sprake te zijn van een universeel patroon, dat om nader onderzoek vraagt. (EE)
→ New discovery about distant galaxies: Stars are heavier than we thought

24 mei 2022
Een team onder leiding van onderzoekers van de University of North Carolina (UNC) heeft een tot nu toe onopgemerkt gebleven schat aan zware zwarte gaten ontdekt. Ze hielden zich schuil in dwergsterrenstelsels (Astrophysical Journal, 24 mei). Van grote spiraalstelsels zoals onze Melkweg wordt aangenomen dat ze het resultaat zijn van fusies van talrijke kleine sterrenstelsels. En elk van die dwergsterrenstelsels kan een zwart gat bevatten, dat tienduizenden of honderdduizenden keren zoveel massa heeft als onze zon. Onduidelijk was hoe vaak dwergsterrenstelsels zo'n zwart gat bevatten. Zwarte gaten zijn doorgaans alleen waarneembaar wanneer ze gas en stof uit hun omgeving opslokken. De materie die zich rond het zwarte gat verzamelt wordt daarbij extreem heet en gaat fel stralen. Het probleem is echter dat groeiende zwarte gaten niet de enige objecten zijn die hoogenergetische straling uitzenden: jonge, pasgeboren sterren doen dat ook. Om die twee soorten objecten uit elkaar te houden, maken astronomen gebruik van diagnostische tests die zijn gebaseerd op specifieke kenmerken in het spectrum van een sterrenstelsel. Onderzoek onder leiding van Mugdha Polimera en Sheila Kannappan (beiden van UNC) heeft nu laten zien dat sommige sterrenstelsels gemengde signalen afgeven: twee van de tests geven aan dat ze 'groeiende' zwarte gaten bevatten, terwijl een derde test alleen op stervorming duidt. Bij voorgaande onderzoeken werden dit soort dubbelzinnige gevallen simpelweg uit de statistieken verwijderd, maar Kannappan vermoedde dat juist die derde, soms ambivalente test bij dwergsterrenstelsels, die weinig elementen zwaarder dan helium bevatten en in hoog tempo nieuwe sterren vormen, de meest gevoelige is. Dit vermoeden werd bevestigd met computersimulaties door Chris Richardson van Elon University. De simulaties laten zien dat de resultaten van de 'gemengde signalen'-test precies overeenkomen met wat theoretisch wordt verwacht voor een sterren-vormend dwergstelsel dat een groeiend, zwaar zwart gat bevat. Naar aanleiding van dit resultaat startte Polimera een nieuwe telling van groeiende zwarte gaten onder duizenden sterrenstelsel van uiteenlopende afmetingen. Daarbij maakte ze gebruik van eerder gepubliceerde gegevens van twee surveys op ultraviolette en radio-golflengten die geknipt zijn voor het onderzoeken van stervorming. En anders dan de meeste andere astronomische surveys, lag daarbij niet de nadruk op grote, heldere sterrenstelsels, maar zijn ook de talrijke dwergsterrenstelsels geïnventariseerd. Toen ze de complete telling onder de loep nam, ontdekte Polimera dat het nieuwe type groeiende zwarte gaten bijna altijd in dwergsterrenstelsels opdook: meer dan tachtig procent van alle groeiende zwarte gaten die ze in de kleine sterrenstelsels aantrof behoorde tot deze categorie. Omdat het resultaat te mooi om waar te zijn leek, hebben de astronomen nog uitgebreid onderzocht of de straling van de stelsels niet tóch door stervorming kan zijn veroorzaakt. Maar uiteindelijk konden ze niet anders dan concluderen dat het om een grote populatie van zwarte gaten in dwergsterrenstelsels gaat. (EE)
→ Astronomers find hidden trove of massive black holes

19 mei 2022
Nieuw onderzoek wijst erop dat twee diffuse sterrenstelsels die bijzonder weinig donkere materie – de meest voorkomende materie in het heelal – lijken te bevatten het gevolg zijn van een intergalactische botsing (Nature, 18 mei). In 2018 en 2019 maakte een team onder leiding van de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum (Yale Universiteit) de ontdekking bekend van twee diffuse sterrenstelsels – DF2 en DF4 genaamd – die weinig of geen donkere materie bleken te bevatten. De bekendmaking leidde tot verhitte discussies, omdat astronomen ervan overtuigd zijn dat donkere materie een cruciaal ingrediënt is voor de vorming van sterrenstelsels. Uitgewoed zijn de discussies nog zeker niet. Maar wat tot nu toe een beetje onderbelicht is gebleven, is hoezeer DF2 en DF4 op elkaar lijken. Ze zijn ongeveer even groot, even helder en hebben dezelfde vorm. Ook bevatten beide een vreemde populatie van zeer heldere bolvormige sterrenhopen. Daarbij komt nog dat ze zich in de nabijheid bevinden van het heldere elliptische sterrenstelsel NGC 1052. In hun meest recente Nature-publicatie suggereren Van Dokkum en zijn medewerkers dat DF2 en DF4 niet alleen als twee druppels water op elkaar lijken, maar ook bij een en dezelfde gebeurtenis zijn ontstaan. Gek is die gedachte niet: vorig jaar hebben Koreaanse onderzoekers door middel van computersimulaties al laten zien dat bij een botsing tussen sterrenstelsels inderdaad vreemde ‘eenden’ als DF2 en DF4 kunnen ontstaan. Daarop voortbordurend hebben Van Dokkum en zijn team, aan de hand van de huidige snelheden en posities van de twee sterrenstelsels, gereconstrueerd waar en wanneer hun paden zich kunnen hebben gekruist. Daarbij zijn ze tot een scenario gekomen waarbij een klein satellietstelsel van NGC 1052 ongeveer 8 miljard jaar geleden in botsing is gekomen met een passerend sterrenstelsel. Bij deze botsing zou de donkere materie uit de sterrenstelsels zijn ontsnapt, en werd het uit normale materie bestaande gas in de stelsels afgeremd. Dat gas reeg zich vervolgens aaneen tot een snoer van klonters die onder invloed van hun eigen zwaartekracht ineenstortten en nieuwe sterrenstelsels vormden – exclusief de verloren gegane donkere materie. Volgens dit scenario zouden zich tussen DF2 en DF4 nog meer sterrenstelsels zonder donkere materie kunnen ophouden. En aan de uiteinden van het hypothetische snoer zouden zich dan mogelijk sterrenstelsels bevinden die juist een overdaad aan donkere materie bevatten. Ter verificatie heeft het team de catalogus van sterrenstelsels rond NGC 1052 doorzocht en daarbij naast DF2 en DF4 nog negen sterrenstelsels gevonden. Twee daarvan, RCP 32 en DF7, zouden inderdaad restanten van de oorspronkelijke botsing kunnen zijn. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen of het intrigerende snoer van sterrenstelsels bij NGC 1052 inderdaad een gemeenschappelijke oorsprong heeft. Van Dokkum en collega’s zijn van plan om vervolgwaarnemingen te doen met de Europese Very Large Telescope in Chili en de Hubble-ruimtetelescoop. Zo kunnen ze de snelheden en afstanden van de stelsels meten en ook nagaan of ze, net als DF2 en DF4, allemaal heldere bolvormige sterrenhopen bevatten. Ook hoopt het team de kans te krijgen om – met de nieuwe Webb-ruimtetelescoop – de massa’s van RCP 32 en DF7 te bepalen. (EE)
→ A Cosmic Collision Could Have Made Two Dark Matter–Less Galaxies

18 mei 2022
Met behulp van een geavanceerde spectrograaf, en een beetje hulp van Moeder Natuur, is het astronomen gelukt om een kijkje te nemen in twee galactische kraamkamers in het jonge heelal (Nature, 18 mei). Na de oerknal, zo’n 13,8 miljard jaar geleden, was het heelal gevuld met enorme wolken van neutraal diffuus gas die Damped Lyman-α systems of kortweg DLA’s worden genoemd. Deze wolken fungeerden als galactische kraamkamers, waarin de gassen geleidelijk condenseerden tot sterren en sterrenstelsels. Het opsporen van DLA’s is een lastige klus, omdat deze gaswolken heel diffuus zijn en van zichzelf geen licht uitstralen. Om dit probleem te omzeilen maken astronomen vaak gebruik van quasars – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels – die ‘van achteren’ door het gas heen schijnen. Op die manier kunnen zijn inderdaad DLA’s opgespoord, maar omdat de lichtbundels van quasars relatief smal zijn, kan zo niet gemakkelijk de totale omvang en massa van de gaswolk worden bepaald. Dankzij een gelukkig toeval is het Rongmon Bordoloi van North Carolina State University en John O'Meara, hoofdwetenschapper van de Keck-sterrenwacht op Hawaï nu toch gelukt om twee van deze verre gaswolken, en de daarin aanwezige sterrenstelsels, in kaart te brengen. Ze hebben daarbij gebruik kunnen maken van de lenswerking van een massarijke cluster van nabijere sterrenstelsels. Deze ‘zwaartekrachtlens’ buigt het licht van de verre sterrenstelsels zodanig af dat er een vergroot en versterkt beeld ontstaat. Bordoloi en O'Meara hebben de aldus versterkte beelden onderzocht met de Keck Cosmic Web Imager. Dat is een zogeheten integraal-veldspectrograaf – een instrument waarmee het spectrum kan worden verkregen van elke pixel binnen het beeldveld van de telescoop. Daarmee konden de onderzoekers niet alleen de omvang van de DLA’s bepalen, maar ook vaststellen dat beide een (jong) sterrenstelsel bevatten. De twee galactische kraamkamers zijn enorm groot: ze hebben diameters van meer dan 56.000 lichtjaar. Dat is driemaal zo groot als de toenmalige sterrenstelsels. Maar het meest opvallende is misschien nog wel dat de gaswolken zoveel op elkaar lijken. Ze vertonen dezelfde structuur en bevatten voldoende gas voor de vorming van een nieuwe generatie van sterren. (EE)
→ Researchers use galaxy as a ‘cosmic telescope’ to study heart of the young universe

17 mei 2022
Vroeg in de geschiedenis van het heelal produceerden de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels veel vaker en veel hevigere winden dan de superzware zwarte gaten die nu – zo’n 13 miljard jaar later – in de huidige sterrenstelsels worden waargenomen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van drie astronomen van het Italiaans Nationaal Instituut voor Astrofysica in Triëst (Nature, 13 mei). Het onderzoek is gebaseerd op waarnemingen van dertig quasars met de Europese Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. Quasars zijn extreem heldere, puntvormige bronnen in de kernen van verre sterrenstelsels. Het intense licht dat deze objecten uitzenden wordt veroorzaakt door superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels, die materie uit hun omgeving opslokken. Als gevolg daarvan stoten ze materie uit met snelheden tot 17 procent van de lichtsnelheid en pompen ze enorme hoeveelheden enerhie in hun gaststelsels. Het licht van de onderzochte quasars heeft er dermate lang over gedaan om ons te bereiken, dat we ze waarnemen zoals ze eruitzagen toen het heelal tussen de 500 miljoen en 1 miljard jaar oud was. Ongeveer de helft van deze quasars vertonen winden die tot wel twintig keer krachtiger zijn dan de winden van nabijere quasars, die actief waren toen het heelal ongeveer 4 miljard jaar oud was. De waarnemingen laten zien dat de superzware zwarte gaten in het jonge heelal veel sneller groeiden dan hun gaststelsels, terwijl de groei van zwarte gaten en sterrenstelsels in het lokale heelal ongeveer gelijk opgaat. Volgens de astronomen impliceert dit dat er op een bepaald moment in het heelal een mechanisme in werking moet zijn getreden dat de groei van zwarte gaten afremt. Dat mechanisme lijkt de door de superzware zwarte gaten zelf uitgestoten energie te zijn geweest. Deze zette een rem op de toevoer van materie, waardoor de ‘groei’ van de zware gaten werd vertraagd. (EE)
→ Black hole winds are no longer as they used to be

5 mei 2022
Op de plek waar negen jaar geleden een supernova-explosie te zien was, hebben astronomen een ster ontdekt die in het felle licht van de supernova onopgemerkt was gebleven. De ontdekking is een primeur voor een bepaald type supernova – eentje waarbij de ster al vóór de explosie zijn buitenste gaslaag verliest. Voordat ze als supernova exploderen vertonen zware sterren doorgaans een gelaagde structuur, vergelijkbaar met die van een ui. De buitenste laag van zo’n ster is normaal gesproken rijk aan waterstof, dus als er in de nasleep van de explosie geen waterstof wordt aangetroffen, betekent dit dat de ster deze al vóór de explosie was kwijtgeraakt. De oorzaak van dit waterstofverlies was een mysterie, maar nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, door een team onder leiding van Ori Fox van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS), bieden mogelijk uitkomst. Ze laten zien dat het verdwenen waterstof voor de explosie naar een begeleidende ster kan zijn overgeheveld. Fox en zijn team gebruikten de Wide Field Camera 3 van de Hubble-ruimtetelescoop om de omgeving van supernova SN 2013ge te onderzoeken in ultraviolet licht. Daarnaast hebben ze oudere Hubble-opnamen bestudeerd. Op de beelden zagen de astronomen het licht van de supernova tussen 2016 en 2020 vervagen, maar tegelijkertijd dook op bijna dezelfde plek een bron van ultraviolet licht op die zijn helderheid behield. Volgens de onderzoekers is dat een begeleider van de ontplofte ster. Op eerdere Hubble-beelden van SN 2013ge waren twee pieken in de uv-straling van de explosie te zien in plaats van één, zoals bij de meeste supernova’s. Volgens Fox is de eerste piek veroorzaakt door de supernova-explosie zelf en is de tweede ontstaan op het moment dat de schokgolf van de explosie de begeleidende ster bereikte. De recente Hubble-waarnemingen laten zien dat deze ster weliswaar flink is opgeschud, maar dat hij niet is vernietigd. Het betreft een zware ster die uiteindelijk zelf ook een supernova-explosie zal ondergaan. Van zijn voormalige metgezel resteert nu waarschijnlijk slechts een compact restant, in de vorm van een neutronenster of zwart gat. Fox en zijn medewerkers willen nu met de Hubble-ruimtetelescoop gaan speuren naar meer voorbeelden van supernova-explosies waarbij een begeleidende ster betrokken was. Vooralsnog zien ze in hun ontdekking steun voor het al bestaande vermoeden dat de meeste zware sterren als dubbelsterren ontstaan en evolueren. (EE)
→ Hubble Reveals Surviving Companion Star in Aftermath of Supernova

25 april 2022
Nieuwe gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) wijzen erop dat sterrenstelsels die een zogeheten starburst – een ‘geboortegolf’ van sterren – hebben doorgemaakt hun gas niet uitstoten, maar juist vasthouden. Vreemd genoeg gebruiken de sterrenstelsels dat materiaal niet voor de productie van meer sterren (The Astrophysical Journal, 25 april). In de meeste sterrenstelsels is gas min of meer op dezelfde manier verdeeld als het sterlicht. Maar bij post-starburststelsels (PSBs) is dat anders. PSBs verschillen van andere sterrenstelsels omdat ze zijn ontstaan in de nasleep van fusies tussen sterrenstelsels. Zo’n samensmelting van stelsels resulteert doorgaans in een enorme opleving van de stervormingsactiviteit, maar bij PSBs komt daar al snel een einde aan. Daarom dachten astronomen tot nu toe dat er in de kernen van deze stelsels simpelweg geen ‘brandstof’ voor de vorming van nieuwe sterren meer te vinden is. De hele voorraad aan moleculair gas zou onder invloed van sterrenwinden en de jets van zwarte gaten de ruimte in zijn geblazen. De nieuwe gegevens weerleggen deze theorie. Met ALMA zijn aanzienlijke hoeveelheden gas binnen de sterrenstelsels ontdekt, en dat overgebleven gas is zelfs sterk geconcentreerd. Desondanks ontstaan er in deze gaswolken relatief weinig sterren. Een andere opvallende eigenschap van het gas is dat het verrassend turbulent is. Volgens hoofdonderzoeker Adam Smercina van de Universiteit van Washington (VS) is het denkbaar dat de stervorming in de onderzochte stelsels door de turbulenties wordt geremd, net zoals een harde wind een vuur(tje) kan doven. Maar stervorming kan ook worden versterkt door turbulentie, net zoals wind vlammen kan aanwakkeren. De grote vraag is nu hoe deze turbulentie is ontstaan en hoe zij bijdraagt aan het stilleggen van de stervormingsactiviteit. Een definitief antwoord hebben de astronomen nog niet. Maar het is denkbaar dat de energie voor de turbulentie wordt geleverd door de hete accretieschijven rond de superzware zwarte gaten in de centra van de slapende sterrenstelsels. (EE)
→ Scientists Find Elusive Gas From Post-starburst Galaxies Hiding in Plain Sight

25 april 2022
Een team van astrofysici van Northwestern University (VS) heeft een nieuw model gepresenteerd voor een bijzondere klasse van kosmische explosies: de FBOTs – een afkorting die staat voor Fast Blue Optical Transients. Volgens de wetenschappers zou de oorsprong van deze extreem heldere en hete objecten kunnen liggen bij de afkoelende cocons rond de ‘jets’ van stervende sterren. Als een zware ster ineenstort, kan hij twee bundels van materie uitstoten die bijna de snelheid van het licht bereiken. Deze energierijke bundels komen in botsing met de instortende lagen van de stervende ster waardoor zich een cocon om de jet vormt. Het nieuwe model laat zien dat naarmate de jet de cocon verder naar buiten duwt - weg van de kern van de instortende ster - deze afkoelt. De hitte die daarbij vrijkomt, vertoont op optische golflengten een opvallend blauwe gloed (vandaar de ‘B’ in FBOTs). FBOTs zijn supernova-achtige explosies die aanvankelijk op zichtbare golflengten werden waargenomen. De eerste werd in 2018 opgemerkt en voorlopig is de teller blijven steken bij vijf. Dat er zo weinig FBOTs worden opgemerkt, komt doordat ze zo kort duren: ze bereiken binnen enkele dagen hun piekhelderheid en doven dan snel uit – veel sneller dan ‘gewone’ supernova’s. Na de ontdekking van de eerste FBOT vroegen astrofysici zich af of de mysterieuze explosies wellicht verband hielden met een andere klasse van explosieve verschijnselen: de gammaflitsen. Gammaflitsen zijn de hevigste en helderste explosies die we kennen, en ook zij worden in verband gebracht met stervende sterren. Beide zijn van korte duur en stoten jets van energierijke deeltjes uit. Maar opvallend genoeg bevatten de sterren die een gammaflits produceren geen waterstof, terwijl FBOTs juist waterstofrijk zijn. Het nieuwe model biedt een verklaring voor dit verschil. De meeste waterstof in een waterstofrijke ster bevindt zich in diens buitenste schil – een laag die dermate dik is dat de jet er niet doorheen komt. De jet zal de ster dus nooit echt kunnen verlaten, en dat is de reden waarom er geen gammaflits optreedt. De verpieterende jet draagt echter al zijn energie over aan de cocon – de enige component die wél aan de ster kan ontsnappen. De cocon, die waterstof bevat, zou dan de bron van het karakteristieke FBOT-licht zijn. FBOTs zenden niet alleen helder zichtbaar licht uit, maar ook radio- en röntgenstraling. Ook dat kan het model verklaren. Wanneer de cocon in aanraking komt met het dicht gas rond de ster, warmt dit gas op en zendt het radiostraling uit. En wanneer de cocon maar ver genoeg is uitgedijd, kan ook de röntgenstraling ontsnappen die wordt uitgezonden door de ziedend hete materie rond het zwarte gat dat uit de ineenstortende ster is ontstaan. (EE)
→ Dying stars’ cocoons might explain fast blue optical transients

14 april 2022
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van astrofysici van het Niels Bohr-Instituut van de Universiteit van Kopenhagen en de Technische Universiteit van Denemarken heeft – met behulp van archiefopnamen van de Hubble-ruimtetelescoop – een ver object ontdekt met eigenschappen die het midden houden tussen die van een sterrenstelsel en die van een zogeheten quasar. Het object, dat 750 miljoen jaar na de oerknal is ontstaan, zou de voorloper kunnen zijn van een superzwaar zwart gat (Nature, 13 april). De ontdekking van het verre object, dat de aanduiding GNz7q heeft gekregen, houdt verband met een specifiek type quasars. Quasars, ook wel quasi-stellaire objecten genoemd, zijn extreem heldere objecten die zich – zoals opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop en andere geavanceerde telescopen hebben laten zien – in de centra van sterrenstelsels bevinden. In het geval van GNz7q is dat een actief sterrenstelsel dat in een 1600 keer zo hoog tempo nieuwe sterren produceert als ons eigen Melkwegstelsel. De gevormde sterren genereren en verwarmen op hun beurt weer kosmisch stof, waardoor het stelsel een sterke bron van infraroodstraling is. De afgelopen jaren is gebleken dat heldere quasars worden aangedreven door superzware zwarte gaten die miljoenen tot miljarden keren zoveel massa hebben als onze zon, en zijn omgeven door enorme hoeveelheden gas. Terwijl dit gas naar het zwarte gat toe stroomt, wordt het door wrijving verhit en gaat het fel stralen. Theoretici hadden al voorspeld dat deze superzware zwarte gaten hun bestaan beginnen in de in stof gehulde kernen van actieve sterrenstelsels, om vervolgens het omringende gas en stof te verdrijven en tevoorschijn te komen als extreem heldere quasars. Hoewel uiterst zeldzaam, zijn in het vroege heelal inderdaad zowel sterren-vormende sterrenstelsels als heldere quasars waargenomen. De onderzoekers denken nu dat GNz7q weleens de ontbrekende schakel tussen beide soorten objecten zou kunnen zijn. GNz7q vertoont namelijk zowel kenmerken van een stofrijk sterren-vormend sterrenstelsel als die van een quasar waarvan het licht door stof is ‘roodverkleurd’. Ook mist GNz7q kenmerken die gewoonlijk bij normale zeer heldere quasars te zien zijn, zoals de intense röntgenstraling van het gas dat zich rond een superzwaar zwart gat verzamelt. Dit komt waarschijnlijk doordat het zwarte gat in GNz7q nog in een vroege ontwikkelingsfase verkeert. (EE)
→ Breaking news from the dawn of the universe

7 april 2022
Een internationaal team van astronomen heeft het verste astronomische object ooit ontdekt. Het sterrenstelsel, dat de naam HD1 heeft gekregen, is zo’n 13,5 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Vanwege de enorme afstand is het nog niet precies duidelijk wat voor type sterrenstelsel het is (Astrophysical Journal & Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, 7 april). HD1 is extreem helder in ultraviolet licht. Om dit te verklaren moeten daar energetische processen aan de gang zijn, of beter gezegd: moeten die daar miljarden jaren geleden hebben plaatsgevonden. In eerste instantie gingen de onderzoekers ervan uit dat HD1 een zogeheten starburststelsel was: een sterrenstelsel dat in hoog tempo sterren aanmaakt. Maar toen ze berekenden hoeveel sterren HD1 dan zou moeten produceren, kwamen ze uit op het ongelooflijk hoge aantal van meer dan honderd sterren per jaar. Dat is minstens tien keer hoger dan wat voor sterrenstelsels van dit type wordt verwacht. Daarom vermoeden de astronomen nu dat HD1 wellicht geen normale, alledaagse sterren vormt, maar zogeheten populatie III-sterren - de allereerste sterren die in het heelal zijn gevormd en die vermoedelijk zwaarder, helderder en heter waren dan de huidige sterren. Als de sterren die zich in HD1 hebben gevormd inderdaad populatie III-sterren zijn, laten de eigenschappen van het stelsel zich gemakkelijker begrijpen. Populatie III-sterren kunnen meer uv-licht produceren dan normale sterren, wat de uitzonderlijk grote ultraviolette helderheid van HD1 zou verklaren. Maar de extreme helderheid van het ontdekte sterrenstelsel kan ook te danken zijn aan een superzwaar zwart gat in zijn centrum. In de omgeving van een zwart gat dat enorme hoeveelheden gas opslokt, worden grote hoeveelheden energierijke fotonen geproduceerd. Mocht dit inderdaad de verklaring zijn, dan zou het zwarte gat in HD1 veruit het vroegste superzware zwarte gat zijn dat tot nu toe is opgespoord. Deze kolos moet dan wel ongekend snel zijn ‘gegroeid’. HD1 werd ontdekt na meer dan 1200 uur waarnemen met de Subaru-telescoop op Hawaï, de Europese VISTA-telescoop in Chili, de Britse infraroodtelescoop UKIRT op Hawaï en de Spitzer-ruimtetelescoop. Na de ontdekking hebben de astronomen vervolgwaarnemingen gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) om de enorme afstand van het stelsel, dat 100 miljoen verder weg lijkt te staan dan de vorige recordhouder (GN-z11), te bevestigen. De astronomen zullen HD1 binnenkort opnieuw waarnemen met de Webb-ruimtetelescoop om zijn afstand nader te preciseren. Pas als de nu gepubliceerde berekeningen ook deze test hebben doorstaan, zal HD1 definitief de nieuwe houder van het kosmische afstandsrecord zijn. (EE)
→ Scientists have spotted the farthest galaxy ever

4 april 2022
Het heelal bevatte de eerste paar miljard jaar na de oerknal veel meer zogeheten starburststelsels dan de modellen voorspellen. Maar liefst zestig tot negentig procent van de sterren blijkt in het vroege heelal geproduceerd te zijn door sterrenstelsels die een groeispurt ondergaan. Dat laat een door Groningse astronomen geleide analyse van meer dan 20.000 verre sterrenstelsels zien. Het team publiceert zijn bevindingen binnenkort in The Astrophysical Journal. Starburststelsels produceren in relatief korte tijd veel meer sterren dan normaal. Zo’n stellaire groeispurt duurt 10 tot 100 miljoen jaar. Sterrenstelsels bestaan vaak miljarden jaren en kunnen meerdere groeispurts ondergaan. Om een groeispurt op gang te brengen, moet er een plotselinge toevloed van gas plaatsvinden, want anders raken de ‘bouwstenen’ voor nieuwe sterren snel op. Deze toevloed van gas kan bijvoorbeeld ontstaan als twee sterrenstelsels dicht bij elkaar in de buurt komen. Een onderzoeksteam onder leiding van Pierluigi Rinaldi, promovendus aan de Rijksuniversiteit Groningen, bestudeerde de gegevens van meer dan 20.000 verre sterrenstelsels. Deze gegevens zijn de afgelopen jaren verzameld met de Hubble-ruimtetelescoop, het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope in Chili en de Spitzer-ruimtetelescoop. De telescopen keken zo ver terug in de tijd dat de onderzoekers sterrenstelsels konden bestuderen die 11 tot 13 miljard jaar geleden zijn ontstaan. Uit de analyse blijkt dat in de eerste paar miljard jaar na de oerknal (13,7 miljard jaar geleden) zo’n twintig tot veertig procent van alle stervormende sterrenstelsels uit starburststelsels bestond. Deze sterrenstelsels waren goed voor zestig tot negentig procent van de nieuwe aanwas aan sterren. Ter vergelijking: nu is het heelal een stuk rustiger en ontstaat maar zo’n tien procent van de nieuwe sterren in starburststelsels. De analyse laat verder zien dat groeispurts bij kleinere sterrenstelsels vaker voorkomen dan bij grotere stelsels. Het lijkt er zelfs op dat veel kleine starburststelsels door de telescopen zijn vastgelegd juist op het moment dat ze zich aan het vormen zijn. ‘In die zin kun je het wel wat vergelijken met de groeispurt bij de mens. Die is ook het sterkst in de babytijd’, aldus Rinaldi. De resultaten kwamen als een verrassing, omdat starburststelsels tot voor kort als ongewoon en van ondergeschikt belang werden beschouwd voor het ontstaan en de groei van sterrenstelsels. ‘Zelfs de nieuwste en meest verfijnde modellen voor de vorming van sterrenstelsels hadden dit niet voorspeld’, aldus Rinaldi. ‘Waarschijnlijk spelen de natuurkundige processen die de stervorming aandrijven op een te kleine schaal voor de modellen.’
→ Oorspronkelijk persbericht

30 maart 2022
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een bijzonder record gevestigd: hij heeft het licht gedetecteerd van een ster die al bestond toen het heelal nog maar ongeveer een miljard jaar oud was. Daarmee is het de verste individuele ster die tot nu toe is waargenomen (Nature, 30 maart). De ontdekking is een enorme sprong verder terug in de tijd ten opzichte van de vorige recordhouder, die in 2018 door Hubble is opgespoord. Die ster bestond toen het heelal ongeveer vier miljard jaar oud was. De nu ontdekte ster, die de naam Earendel heeft gekregen, staat zo ver weg dat zijn licht er 12,9 miljard jaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken. Hierdoor zien we hem zoals hij er uitzag toen het heelal nog maar zeven procent van zijn huidige leeftijd had. De kleinste objecten die eerder op zo’n grote afstand zijn waargenomen, zijn sterrenhopen die deel uitmaken van vroege sterrenstelsels. Dat de ruimtetelescoop de ster heeft kunnen ontdekken, berust op toeval. Normaal gesproken zien zelfs complete sterrenstelsels er op deze afstand uit als kleine veegjes waarin geen afzonderlijke sterren kunnen worden onderscheiden. Maar het sterrenstelsel waar Earendel deel van uitmaakt is door het gravitatielenseffect uitvergroot en vervormd tot een lange boog. Bij nadere inspectie van deze boog viel een extreem uitvergrote ster op: Earendel dus. De naam komt uit het oud-Engels en betekent ‘morgenster’. Zijn ontdekkers schatten dat de ster vijftig keer zoveel massa heeft als onze zon en miljoenen keren zo helder is. Daarmee is hij vergelijkbaar met de zwaarste sterren die we kennen. Zelfs zo’n grote heldere ster zou op deze afstand onmogelijk te zien zijn zonder de hulp van een grote cluster van sterrenstelsels, die tussen ons en hem in staat. Met zijn grote massa vervormt deze cluster de ruimte op een zodanige manier dat hij als een enorme ‘lens’ fungeert, die het licht van verre achtergrondobjecten vervormt en versterkt. Het feit dat de cluster en Earendel van ons uit gezien toevallig op één lijn staan zorgt ervoor dat de ster maximaal wordt uitvergroot en boven de gemiddelde gloed van zijn moederstelsel uitspringt. Zijn helderheid is met een factor duizend of meer versterkt. Astronomen verwachten dat Earendel nog jaren sterk vergroot zal blijven. Dat biedt de mogelijkheid om hem ook te bekijken met de nieuwe Webb-ruimtetelescoop. (EE)
→ Hubble Spots Farthest Star Ever Seen

29 maart 2022
Met behulp van gegevens van de VISTA survey of the Magellanic Clouds system (VMC) hebben astronomen van het Leibniz-Instituut voor Astrofysica Potsdam (AIP) de baanbewegingen van sterren in het centrale deel van de Grote Magelhaense Wolk in kaart gebracht. Daarbij hebben ze aangetoond dat deze sterren langwerpige in plaats van cirkelvormig banen doorlopen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 29 maart). De Grote Magelhaense Wolk is de grootste en helderste ‘satelliet’ van ons Melkwegstelsel. Hij is rijk aan sterren van sterk uiteenlopende leeftijden en word gekenmerkt door een enkelvoudige spiraalarm en een stellaire balkstructuur die niet precies gecentreerd is. Dergelijke ‘balken’ komen in veel spiraalvormige sterrenstelsels voor – óók in het Melkwegstelsel. Vermoed wordt dat ze ontstaan door kleine verstoringen die ertoe leiden dat de omloopbanen van sterren in het centrale deel van het sterrenstelsel geleidelijk langwerpiger worden. Een bijzonder type van deze banen zijn die welke zijn uitgelijnd met de hoofdas van de balk. Ze worden beschouwd als de ‘ruggengraat’ van de balk en helpen deze in stand te houden. Met behulp van de VISTA-telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili hebben de astronomen deze banen nu voor het eerst ontdekt in de balk van de Grote Magelhaense Wolk. Dat is gebeurd in het kader van een langlopend onderzoeksproject, uitgevoerd tussen 2010 en 2018, dat tot doel heeft de stellaire inhoud en dynamica van de Grote Magelhaense Wolk en zijn kleinere soortgenoot, de Kleine Magelhaense Wolk, te bestuderen. Voor dit doel hebben de astronomen een geavanceerde methode ontwikkeld om de eigenbewegingen van sterpopulaties binnen de beide Magelhaense Wolken nauwkeurig te bepalen. Ze hebben deze methode toegepast op de centrale delen van de Grote Magelhaense Wolk, en aan de hand daarvan gedetailleerde ‘snelheidskaarten’ van de lokale sterpopulatie gemaakt. Tot verbazing van de onderzoekers zijn op deze kaarten sterbewegingen te zien die de structuur en oriëntatie van de centrale balk van het stelsel volgen. Dankzij hun relatief geringe afstand van 163.000 lichtjaar zijn met telescopen zoals VISTA afzonderlijke sterren waarneembaar binnen de Magelhaense Wolken. Tot nu toe kon van deze sterren echter alleen de snelheidscomponent langs de gezichtslijn (d.w.z. naar ons toe of van ons weg) worden gemeten. Om de volledige driedimensionale snelheden van de sterren te kunnen bepalen, moeten echter ook hun uiterst geringe bewegingen in het hemelvlak bekend zijn. Deze laatste worden verkregen door dezelfde sterren verspreid over een lange periode herhaaldelijk waar te nemen. Hun verplaatsingen worden dan gemeten ten opzichte van (schijnbaar) naastgelegen vergelijkingsobjecten, zoals heel verre sterrenstelsels, waarvan kan worden aangenomen dat zij, gezien hun grote afstanden, geen eigenbeweging vertonen. De Magelhaense Wolken zijn momenteel de enige sterrenstelsels waarbij de eigenbewegingen van afzonderlijke sterren te zien zijn. In totaal heeft het negen jaar gekost om genoeg beelden te verzamelen om deze kleine verplaatsingen te kunnen meten. (EE)
→ Stellar motions reveal backbone of the Large Magellanic Cloud

26 maart 2022
De zwakke ringen van radiostraling die recent rond verre sterrenstelsels zijn ontdekt, zouden een teken kunnen zijn van ingrijpende gebeurtenissen in de evolutie van deze stelsels. Maar het fijne weten astronomen er nog niet van (Sky&Telescope, 26 maart). ‘Vreemde radiocirkels’, alias ORC’s, zijn spookachtige ringen van radiostraling die pas vorig jaar voor het eerst zijn opgemerkt. Ze blijken vrij zeldzaam te zijn: tot nu toe zijn er nog maar een handjevol van gezien. Elk van deze zwakke cirkels is meer dan een miljoen lichtjaar groot en omspant meerdere sterrenstelsels. Geen van deze stelsels zendt iets anders uit dan radiogolven. In een nieuwe studie die in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zal worden gepubliceerd, doet een team onder leiding van Ray Norris (Western Sydney University, Australië) – de ontdekker van de eerste ORC – verslag van waarnemingen van deze radiocirkel met de grote MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. Met zijn 64 onderling verbonden schotelantennes heeft MeerKAT een ongekend scherpe opname van ORC 1 gemaakt. Met behulp van de nieuwe gegevens hebben Norris en zijn collega’s overtuigend kunnen aantonen dat ORC 1 zich ver buiten ons Melkwegstelsel bevindt – iets wat tot nu toe niet vaststond. Uit archiefbeelden blijkt namelijk dat de vreemde radiocirkel precies samenvalt met een groot elliptisch sterrenstelsel. Dit stelsel heeft een superzwaar zwart gat in zijn centrum dat gas opslokt en tevens een bron van radiostraling is. Volgens de astronomen is dit sterrenstelsel waarschijnlijk de bron van de veel grotere ORC 1-cirkel. Het is mogelijk dat het centrale zwarte gat in de kern van dit sterrenstelsel het product is van een botsing tussen twee kleinere zwarte gaten. Daarbij zou een schokgolf zijn ontstaan die zich een weg baant door omringend gas. Een andere mogelijke verklaring die Norris en zijn team aandragen is dat er in het sterrenstelsel een ‘starburst’ heeft plaatsgevonden – een grote ‘geboortegolf’ waarbij miljoenen nieuwe sterren zijn ontstaan. De ‘wind’ van deeltjes en het gas die deze sterren uitstoten zou eveneens een schokgolf kunnen veroorzaken. Wat de schokgolf of wind ook heeft aangewakkerd, hij lijkt inmiddels zo ver te zijn uitgedijd dat hij zo goed als transparant is geworden – net als een zeepbel. Hierdoor vallen alleen de randen van de ORC op. De boogstructuren binnen deze schil zouden het gevolg kunnen zijn van interacties met naburige sterrenstelsels. Geschat wordt dat de waarschijnlijk nog steeds uitdijende schil ruwweg 100 miljoen jaar geleden is ontstaan. (EE)
→ New Image Reveals Possible Origins of ‘Odd Radio Circles’

9 maart 2022
Wetenschappers hebben een plausibele verklaring voor het feit dat een van de zwaarste zwartegatenparen die tot nu toe via zwaartekrachtgolven zijn waargenomen, in een niet-cirkelvormige baan leken samen te smelten. De oorzaak wordt gezocht in de reusachtige gasschijf rond een superzwaar zwart gat (Nature, 9 maart). Zwarte gaten behoren tot de meest fascinerende objecten in het heelal, maar onze kennis erover is nog beperkt - vooral omdat ze geen licht uitzenden. Tot een paar jaar geleden was licht onze belangrijkste bron van kennis over ons heelal en zijn zwarte gaten, totdat de Amerikaanse LIGO-detector in 2015 voor het eerst zwaartekrachtgolven registreerde die afkomstig waren van een samensmelting van twee zwarte gaten. Vier jaar later deed LIGO, inmiddels bijgestaan door zijn Europese tegenhanger Virgo, een onverwachte ontdekking. Het betrof een fusie van twee zwarte gaten die niet alleen zwaarder waren dan mogelijk werd geacht, maar waarbij bovendien een lichtflits was geproduceerd. Uit een analyse van de gebeurtenis, die de aanduiding GW190521 kreeg, bleek bovendien dat de beide zwarte gaten tot aan de samensmelting in niet-cirkelvormige banen om elkaar wentelden. Dat laatste was een verrassing, omdat het uitzenden van zwaartekrachtgolven de zwarte gaten niet alleen dichter bij elkaar brengt, maar ook hun banen cirkelvormiger maakt. Een team onder leiding van Johan Samsing van het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen zoekt de oorzaak van het afwijkende karakter van GW190521 nu in de omgeving waarin de twee samensmeltende zwarte gaten zich bevonden. Ze zouden zich hebben bevonden in de platte schijf van gas rond het miljoenen malen zwaardere zwarte gat in het centrum van hun sterrenstelsel. In de omgeving van zo’n superzwaar zwart gat kan het wemelen van de kleinere zwarte gaten die als biljartballen ‘rondstuiteren’. Dat leidt tot frequente ontmoetingen tussen zwarte gaten, waarbij ook paarvorming kan optreden. Maar eerdere berekeningen hadden laten zien dat dit bijna nooit leidt tot de vorming van een zwartegatenpaar dat in niet-cirkelvormige banen om elkaar wentelt. Toch was dat precies wat bij GW190521 was waargenomen. Volgens Samsing waren al deze berekeningen gebaseerd op de gedachte dat de interacties tussen de zwarte gaten in drie dimensies plaatsvinden, zoals in de meeste gevallen ook daadwerkelijk lijkt te zijn gebeurd. Maar wat nu als de interacties tussen zwarte gaten zich afspelen in de platte accretieschijf rond een superzwaar zwart gat, die meer op een tweedimensionale omgeving lijkt? De berekeningen van Samsing en zijn team laten zien dat in zo’n platte schijf de kans op het ontstaan van een excentrische fusie van zwarte gaten honderd keer zo groot is. Hierdoor zou ongeveer de helft van alle samensmeltende zwarte gaten excentrische banen volgen. De nieuwe theorie kan ook de grote massa’s van de zwarte gaten van GW190521 verklaren. Deze zouden het gevolg zijn van opeenvolgende fusies binnen de gasschijf. En de lichtflits die bij GW190521 vrijkwam zou afkomstig kunnen zijn geweest van het hete gas in hun omgeving. (EE)
→ Black hole billiards in the centers of galaxies

1 maart 2022
Astronomen hebben mogelijk de ‘supersone knal’ waargenomen van een krachtige explosie die bekendstaat als een kilonova. Deze gebeurtenis is waargenomen bij GW170817: een samensmelting van twee neutronensterren, en het eerste object waarvan zowel zwaartekrachtgolven als elektromagnetische straling (‘licht’) is waargenomen (The Astrophysical Journal Letters, 28 februari). Een kilonova ontstaat wanneer twee om elkaar draaiende neutronensterren naar elkaar toe spiralen en uiteindelijk met elkaar fuseren. Op 17 augustus 2017 registreerden de dectoren LIGO en Virgo zwaartekrachtgolven van zo’n fusie. En tegelijkertijd pikten twee satellieten een uitbarsting van gammastraling op. Sindsdien hebben astronomen tal van telescopen – op aarde en in de ruimte – gebruikt om de nasleep van GW170817 over het hele elektromagnetische spectrum te bestuderen. De enige satelliet die meer dan vier jaar na de oorspronkelijke botsing nog straling van deze gebeurtenis kan waarnemen is de röntgensatelliet Chandra. Onmiddellijk na de LIGO-detectie registreerde Chandra geen röntgenstraling van de bron, maar op 26 augustus kwam daar verandering in. Dat de ‘nul-detectie’ zo snel door een positieve detectie werd gevolgd, bewijst volgens astronomen dat er bij de fusie een smalle bundel of ‘jet’ van energierijke deeltjes is uitgestoten. Astronomen denken dat deze bundel niet recht naar de aarde wijst, zodat Chandra direct na de detectie van de zwaartekrachtgolven geen röntgenstraling opmerkte. Maar mettertijd werd de jet breder doordat deze tegen materiaal in de omgeving van de fuserende neutronensterren botste. Hierdoor kwam er alsnog röntgenstraling van de rand van bundel onze kant op. Sinds 2018 is de door de jet veroorzaakte röntgenstraling steeds zwakker geworden, maar in 2020 kwam daar vrij abrupt een einde aan. Astronomen vermoeden nu dat er op de plek van de neutronensterfusie nog een tweede bron van röntgenstraling aanwezig is. Mogelijk gaat het daarbij om straling die afkomstig is van een schokgolf die door het uitdijende puin van de fusie is veroorzaakt, vergelijkbaar met de supersone knal van een vliegtuig dat door de geluidsbarrière is gegaan. Bij zo’n schok wordt het materiaal dermate heet, dat het röntgenstraling uitzendt. Een alternatieve verklaring is dat de röntgenstraling afkomstig is van materiaal dat naar het zwarte gat dat zich bij de fusie van de neutronensterren heeft gevormd toe valt. Om onderscheid te kunnen maken tussen beide verklaringen, zullen astronomen GW170817 blijven volgen. In het eerste scenario zou het object naar verwachting de komende maanden of jaren een bron van radiostraling moeten worden. In het andere geval zou de röntgenstraling constant moeten blijven of snel moeten afnemen, en ontstaat er geen radio-emissie. (EE)
→ The Unfolding Story of a Kilonova Told in X-rays

25 februari 2022
Gedurende een periode van zeven jaar heeft een internationaal team van wetenschappers meer dan een kwart van de noordelijke hemel in kaart gebracht met behulp van de Low Frequency Array (LOFAR), een pan-Europese radiotelescoop. Het levert een verbluffend gedetailleerd radiobeeld op van meer dan 4,4 miljoen objecten en een zeer dynamisch beeld van ons heelal. Nu deze schat aan gegevens openbaar is gemaakt, kan iedereen de meest exotische wonderen van ons intrigerende heelal in een gloednieuw licht bekijken. De overgrote meerderheid van de objecten bevindt zich op miljarden lichtjaren afstand en bestaat uit sterrenstelsels die enorme zwarte gaten herbergen of uit snelgroeiende nieuwe sterren bestaan. Onder de zeldzamere objecten behoren onder andere botsende groepen van verre sterrenstelsels en opvlammende sterren binnen ons Melkwegstelsel. Dat de kaarten een schat aan nieuwe informatie bevatten, blijkt uit een golf van recente wetenschappelijke publicaties waarin gebruik wordt gemaakt van de radiobeelden. Astronomen van talrijke instituten hebben met deze gegevens allerlei soorten objecten onderzocht. Zo publiceerde het team vandaag de grootste studies ooit van botsende clusters van honderden tot duizenden sterrenstelsels, die nieuwe inzichten bieden in magnetische velden en hoogenergetische deeltjes in de grootste structuren van het heelal. Bij het maken van de kaart zijn geavanceerde algoritmen gebruikt op krachtige computers in heel Europa om 3500 uur aan waarnemingen te verwerken die 8 petabytes aan schijfruimte in beslag nemen - het equivalent van ruwweg 20 000 laptops. Deze gegevens, verreweg de grootste van de LOFAR Two-metre Sky Survey, bevatten ongeveer een miljoen objecten die nog nooit eerder met een telescoop zijn waargenomen en bijna vier miljoen objecten die nieuwe ontdekkingen zijn op radiogolflengten. 
→ Flurry of new discoveries as incredible new image revealing 4.4 million galaxies is made public

23 februari 2022
Een team van astronomen, onder leiding van Caltech, heeft sterke aanwijzingen gevonden dat er in het hart van een sterrenstelsel op 9 miljard lichtjaar afstand twee kolossale zwarte gaten om elkaar wentelen. De twee objecten hebben elk honderden miljoenen keer zoveel massa als onze zon en spiralen geleidelijk naar elkaar toe. Naar verwachting zullen ze over ruwweg 10.000 jaar met elkaar in botsing komen (The Astrophysical Journal Letters, 23 februari). Bovenstaand scenario speelt zich af in de blazar PKS 2131-021 – de actieve kern van een sterrenstelsel. Daar is een superzwaar zwart gat bezig om materie uit zijn omgeving aan te trekken en deels in de vorm van een bundel of ‘jet’ terug de ruimte in te blazen. Bij toeval is de jet van PKS 2131-021 min of meer op de aarde gericht, waardoor deze als een heldere bron van radiostraling waarneembaar is. Uit waarnemingen die de afgelopen 45 jaar met diverse radiotelescopen zijn gedaan blijkt echter dat de helderheid van deze blazar periodieke veranderingen vertoont. Dat wijst erop dat de jet enigszins heen en weer zwiept. De meest voor de hand liggende verklaring daarvoor is dat het zwarte gat dat de jet van radiostraling uitzendt door een nabije soortgenoot aan het schommelen wordt gebracht. Het is niet voor het eerst dat astronomen aanwijzingen hebben gevonden voor het bestaan van zo’n duo om elkaar wentelende zwarte gaten. Ook de blazar OJ 287 vertoont dit gedrag, maar daarbij zijn de twee zwarte gaten wat verder van elkaar verwijderd: ze draaien in ongeveer negen jaar om elkaar, terwijl de omlooptijd van de kolossen in PKS 2131-021 ruwweg twee jaar bedraagt. De meeste, zo niet alle, sterrenstelsels hebben kolossale zwarte gaten in hun kern – ook ons eigen Melkwegstelsel. Wanneer twee sterrenstelsels samensmelten, ‘zinken’ hun zwarte gaten naar het centrum van het nieuwe, grotere sterrenstelsel dat zich daarbij vormt. En naarmate deze zwarte gaten dichter naar elkaar toe spiralen, verstoren zij in toenemende mate het weefsel van ruimte en tijd, en zenden ze zwaartekrachtgolven uit. Voor de detectie van deze zwaartekrachtgolven bestaan weliswaar speciale detectoren zoals LIGO en Virgo. Deze kunnen echter alleen zwaartekrachtgolven detecteren van paren zwarte gaten die slechts enkele tientallen malen zoveel massa hebben als onze zon. De superzware zwarte gaten in de centra van melkwegstelsels produceren zwaartekrachtgolven van veel lagere frequenties die buiten hun bereik vallen. (EE)
→ Colossal Black Holes Locked in Dance at Heart of Galaxy

23 februari 2022
Astronomen hebben mysterieuze radioflitsen waargenomen die afkomstig zijn van een onverwachte bron: een bolvormige sterrenhoop in het sterrenstelsel M81. Het is de dichtstbijzijnde bron van snelle radioflitsen die tot nu toe is gelokaliseerd.Snelle radioflitsen (Engels: fast radio bursts oftewel FRBs) zijn onvoorspelbare, extreem korte flitsen van radiostraling uit de ruimte. Astronomen proberen ze al te begrijpen sinds ze in 2007 voor het eerst werden ontdekt. Elke flits duurt slechts een duizendste van een seconde, maar toch komt daarbij evenveel energie vrij als onze zon in een dag afgeeft. Elke dag zijn er wel enkele honderden flitsen, verspreid over de hele hemel. De meeste komen van ver, uit sterrenstelsels op miljarden lichtjaren van de aarde.In twee artikelen die deze week gelijktijdig in Nature en Nature Astronomy verschijnen, presenteert een internationaal team van astronomen waarnemingen die de oplossing van het mysterie een stap dichterbij brengen, terwijl ze ook nieuwe raadsels opwerpen. Het team wordt geleid door Franz Kirsten (Chalmers, Zweden, en het Nederlands instituut voor radioastronomie ASTRON, Nederland) en Kenzie Nimmo (ASTRON en Universiteit van Amsterdam).Het team registreerde repeterende radioflitsen aan de rand van het relatief nabije spiraalvormige sterrenstelsel Messier 81 (M81), op ongeveer 12 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Daarmee is dit de dichtstbijzijnde bron van FRBs die tot nu toe is opgespoord. De radioflitsen kwamen verrassend genoeg uit de richting van een bolvormige sterrenhoop: een compacte cluster van zeer oude sterren, terwijl de meeste snelle radioflitsen juist afkomstig zijn van plekken waar zich veel jongere sterren bevinden.De wetenschappers vermoeden dat de bron van de radioflitsen een object is dat wel is voorspeld, maar nog nooit eerder is waargenomen: een neutronenster met een uitzonderlijk sterk magnetisch veld (‘magnetar’), die is ontstaan nadat een witte dwergster onder zijn eigen gewicht is ingestort.Veel sterren in sterrenhopen vormen dubbelsterren, die uit twee witte dwergen kunnen bestaan. Soms naderen de sterren van zo’n dubbelster elkaar zo dicht dat de ene ster materiaal van de andere aantrekt. Zodra een van de witte dwergen genoeg extra massa van zijn begeleider heeft opgevangen, eindigt deze zijn bestaan als een neutronenster. Tot grote verrassing van de astronomen duurden sommige radioflitsen korter dan verwacht: slechts enkele tientallen nanoseconden (een nanoseconde is een miljardste van een seconde). Dat betekent dat ze afkomstig moeten zijn uit een stukje ruimte dat kleiner is dan een voetbalveld, en misschien zelfs maar enkele tientallen meters groot is. Toekomstige waarnemingen van de bolvormige sterrenhoop in M81 zullen moeten uitwijzen of de bron echt een bijzondere magnetar is of iets anders, bijvoorbeeld een zwart gat dat om een zware ster cirkelt. 
→ Oorspronkelijk persbericht

16 februari 2022
De Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft in het centrum van het sterrenstelsel Messier 77 een wolk van kosmisch stof waargenomen die een superzwaar zwart gat aan het zicht onttrekt. De ontdekking bevestigt voorspellingen die zo’n dertig jaar geleden zijn gedaan en geeft astronomen nieuw inzicht in de ‘actieve galactische kernen’, die tot de helderste en meest raadselachtige objecten in het heelal behoren (Nature, 16 februari). Actieve galactisch kernen (Engelse afkorting: AGNs) zijn extreem energetische bronnen, aangedreven door superzware zwarte gaten, die zich in het centrum van sommige sterrenstelsels bevinden. Deze zwarte gaten voeden zich met grote hoeveelheden kosmisch stof en gas. Voordat dit materiaal wordt opgeslokt, spiraalt het naar het zwarte gat, en daarbij komen enorme hoeveelheden energie vrij. Daardoor straalt een actieve kern vaak feller dan alle sterren in het omringende sterrenstelsel bij elkaar. Al vanaf het moment dat ze deze heldere objecten in de jaren vijftig voor het eerst opmerkten, zijn astronomen nieuwsgierig naar AGNs. Dankzij ESO’s VLTI heeft een team van onderzoekers, onder leiding van Violeta Gámez Rosas van de Universiteit Leiden, nu een belangrijke stap gezet om te begrijpen hoe ze werken en hoe ze er van dichtbij uitzien. Door buitengewoon gedetailleerde waarnemingen te doen van het centrum van het sterrenstelsel Messier 77, ook bekend als NGC 1068, hebben Gámez Rosas en haar team een dikke ring van kosmisch stof en gas ontdekt die een superzwaar zwart gat verbergt. De ontdekking levert cruciaal bewijs voor een dertig jaar oude theorie die het ‘Unified Model of AGNs’ wordt genoemd. Astronomen weten dat er verschillende soorten AGNs zijn. Sommige AGNs produceren bijvoorbeeld uitbarstingen van radiostraling en andere niet; en sommige AGNs zijn heldere bronnen van zichtbaar licht, terwijl andere – zoals Messier 77 – meer getemperd zijn. Volgens het Uniform Model zijn de verschillende verschijningsvormen van AGNs simpelweg het gevolg van de hoek waaronder we het zwarte gat en de dikke ring vanaf de aarde waarnemen. Het soort AGN hangt af van de mate waarin de ring het zwarte gat aan het zicht onttrekt en in sommige gevallen zelfs helemaal verbergt. Door de veranderingen in de temperatuur van het stof (van ongeveer kamertemperatuur tot circa 1200 °C), veroorzaakt door de intense straling van het zwarte gat, te combineren met de absorptiekaarten, heeft het team een gedetailleerd beeld van het stof opgebouwd en nauwkeurig vastgesteld waar het zwarte gat zich moet bevinden. Het stof – verdeeld over een dikke binnenring en een bredere schijf – met het zwarte gat in het centrum ervan ondersteunt het Uniform Model. (EE)
→ Volledig persbericht

16 februari 2022
Een team onder leiding van de Leidse promovendus Martijn Oei heeft bij toeval een radiostelsel ontdekt van minstens 16 miljoen lichtjaar lang. Het sterrenstelsel, vergelijkbaar met honderd Melkwegen op een rij, vormt de grootste structuur die tot nu toe is ontdekt. De vondst trekt gangbare ideeën over de groei van radiostelsels in twijfel. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. In het midden van veel sterrenstelsels huist een superzwaar zwart gat, dat het ontstaan van nieuwe sterren remt en zo grote invloed uitoefent op de levensloop van het gehele stelsel. Soms gaat dat er onstuimig aan toe: het zwarte gat creëert dan twee straalstromen, die het bouwmateriaal voor babysterren met bijna de lichtsnelheid het stelsel uit slingeren. Het sterrenstof warmt daarbij zo sterk op dat het uiteenvalt in plasma en ‘radiolicht’ uitstraalt. Het team van onderzoekers uit Leiden, Hertfortshire, Oxford en Parijs heeft dát licht nu opgevangen met de pan-Europese LOFAR-telescoop, waarvan het hart in Nederland staat. De foto van de twee plasmapluimen is bijzonder, want nog nooit werd zo’n grote structuur gezien die door één enkel sterrenstelsel voortgebracht is. De ontdekking toont aan dat de invloedssfeer van sommige sterrenstelsels tot ver buiten hun directe omgeving reikt. Tot hoe ver precies? Dat is moeilijk vast te stellen. Astronomische foto’s bevatten geen diepte. Daardoor kan alleen een ondergrens voor de lengte van het radiostelsel worden gegeven. Maar zelfs deze ondergrens, van ruim 16 miljoen lichtjaar, is gigantisch. De ‘radioreus’ is drie miljard lichtjaar van ons verwijderd. Ondanks deze duizelingwekkende afstand lijkt hij aan de hemel bijna even groot als de maan. Dat op zich was al een aanwijzing dat de structuur een recordlengte moest hebben. Dat de radio-ogen van de LOFAR-telescoop de reus nu pas opmerken, heeft te maken met het feit dat de plasmapluimen relatief lichtzwak zijn. De onderzoekers hebben de reusachtige structuur Alcyoneus genoemd, naar de zoon van Ouranos, de Griekse oergod van de hemel. Deze mythologische Alcyoneus was een gigant die tegen Heracles en andere Olympiërs vocht om de heerschappij over de kosmos. Waar Alcyoneus zijn recordgrootte aan te danken heeft, blijft vooralsnog een mysterie. 
→ Volledig persbericht

10 februari 2022
Een internationaal team van astronomen onder Nederlandse leiding heeft ontdekt dat ook een zwakke straalstroom van een weinig actief zwart gat als een soort bladblazer een sterrenstelsel schoon kan blazen. Het waargenomen zwarte gat verplaatst in een paar miljoen jaar zo'n 75% van het koude gas naar de buitengebieden van het sterrenstelsel. Daardoor stopt waarschijnlijk de vorming van nieuwe sterren (Nature Astronomy, 10 februari). Astronomen gingen er tot nu toe altijd van uit dat alleen zwarte gaten met sterke straalstromen ervoor zorgen dat de stervorming in een sterrenstelsel stopt. Dergelijke zwarte gaten blazen namelijk gas weg, en dat is het bouwmateriaal voor nieuwe sterren. Het probleem was echter dat ook sterrenstelsels zónder sterk stralende zwarte gaten geremd zijn in hun groei. En nu hebben sterrenkundigen dus een weinig actief zwart gat ontdekt dat ook zijn omgeving lijkt schoon te blazen. Het betreffende zwarte gat bevindt zich in het sterrenstelsel B2 0258+35 in het sterrenbeeld Perseus. Het is een zogeheten radiostraler, die vooral straling van lage energie uitzendt – dus geen zichtbaar licht, ultraviolet- of röntgenstraling. Het gas bij B2 0258+35 wordt gestaag met een snelheid van ongeveer 500 kilometer per seconde weggeblazen. Het gaat om een hoeveelheid van ongeveer vijf tot tien zonsmassa’s per jaar. Het weggeblazen gas heeft niet genoeg snelheid om uit de greep van het sterrenstelsel te ontsnappen. Het valt uiteindelijk terug en komt terecht aan de randen van het stelsel, waar niet gemakkelijk nieuwe sterren worden gevormd. Het onderzoeksteam, onder leiding van Suma Murthy (tijdens het onderzoek werkzaam bij ASTRON en bij het Kapteyn Instituut van de Rijksuniversiteit Groningen), deed zijn waarnemingen in oktober en november 2020 met de telescopen van het NOEMA-netwerk. NOEMA – de afkorting staat voor Northern Extended Millimeter Array – is een verzameling radioschotels in de Franse Alpen op zo’n 2500 meter hoogte. Murthy verdedigde op 8 februari jl. haar proefschrift aan de Rijksuniversiteit Groningen. Ze werkt nu als postdoc bij JIVE, het Europese instituut in Dwingeloo, dat onder andere coördineert dat radiotelescopen over de hele wereld met elkaar samenwerken. 
→ Oorspronkelijk persbericht

9 februari 2022
Astronomen van de Sterrewacht Leiden hebben een nieuwe methode ontwikkeld om verre quasars te vinden en beter te onderscheiden van andere objecten die erop lijken, met behulp van technieken voor machinaal leren. Het onderzoeksresultaat is geaccepteerd voor publicatie in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Het is het laatste artikel waarop Maolin Zhang coauteur is, de veelbelovende Leidse promovendus van Chinese komaf die in 2019 om het leven kwam bij een brand in zijn woning. Een quasar is een extreem helder actief centrum van een sterrenstelsel, aangedreven door een superzwaar zwart gat, dat tot een miljard keer zwaarder kan zijn dan de zon. Sommige superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels zijn inactief, zoals het zwarte gat in onze Melkweg, maar vele zijn actief, omgeven door een wervelende schijf van oververhit gas. De zwarte gaten lanceren straalstromen (jets) die honderdduizenden lichtjaren ver de intergalactische ruimte in reiken. Ze versnellen geladen deeltjes met een snelheid die dicht bij de lichtsnelheid ligt, waardoor ze tot de krachtigste deeltjesversnellers in het heelal behoren. Het uitstoten van gas door jets is essentieel voor het reguleren van de massa en stervorming in sommige van de zwaarste sterrenstelsels, waardoor superzware zwarte gaten een belangrijke rol spelen in de vorming en evolutie van sterrenstelsels. Quasars zijn dan ook ideale objecten om de evolutie van het heelal te bestuderen, vooral de allervroegste stadia. Een van de grootste uitdagingen waar sterrenkundigen voor staan, is het vinden van deze objecten. Doordat ze zo ver weg staan, worden quasars gezien als zwakke rode punten aan de hemel. Ironisch genoeg lijken deze krachtpatsers aan de ‘rand’ van het heelal vanaf de aarde erg op objecten als rode dwergen, sterren die kleiner zijn dan onze zon en die astronomen alleen binnen een paar honderd lichtjaar kunnen waarnemen. Omdat er zoveel meer dwergsterren zijn dan quasars, zijn traditioneel de meeste steekproeven van veelbelovende quasar-kandidaten sterk vervuild met dwergsterren. De astronomen hebben de nieuwe methode losgelaten op een catalogus van bronnen uit de grote hemelsurvey van Pan-STARRS, een aantal optische telescopen in Hawaï, ondersteund door een catalogus van radiobronnen van LOFAR, de laagfrequente radiotelescoop van ASTRON in Nederland. Met de gecombineerde gegevens hebben ze bronnen geïdentificeerd die hoogstwaarschijnlijk quasars zijn. Om deze objecten goed te kunnen identificeren, hebben ze de spectra van een klein aantal kandidaten gemeten met de 2-meter Isaac Newton Telescoop op La Palma. Het onderzoek bevestigde dat een van de kandidaten inderdaad een quasar was, en bovendien een zeer heldere, op een moment dat het heelal minder dan een miljard jaar oud was. De ontdekking van deze nog nooit eerder waargenomen quasar toont aan dat de ontwikkelde techniek nieuwe wegen opent voor de ontdekking van meer quasars in het vroege heelal, zowel in bestaande als in toekomstige surveys. De onderzoekers verwachten dat er nog honderden andere quasars verborgen zouden kunnen zijn, omdat de nu ontdekte quasar in een relatief klein gebied aan de hemel is aangetroffen. 
→ Volledig persbericht

2 februari 2022
In het centrum van de meeste sterrenstelsels bevindt zich een superzwaar zwart gat. Sommige van deze gaten voeden zich actief met het omringende gas en stof en stoten overtollige energie uit in de vorm van krachtige ‘jets’ die in het hele waarneembare heelal te zien zijn als quasars. Astronomen van de Universiteit van Kopenhagen (Denemarken) hebben dit proces met behulp van nieuwe technieken onder de loep genomen, en hun resultaten kunnen onze kijk op het eetgedrag van deze kosmische kolossen veranderen (Monthly Notices of The Royal Astronomical Society, 1 februari). Superzware zwarte gaten zijn miljoenen of zelfs miljarden malen zwaarder dan onze zon. Met hun extreme zwaartekracht zijn ze in staat om enorme hoeveelheden gas, stof en soms zelfs complete sterren in hun omgeving op te slokken. De natuurkunde vertelt ons dat het materiaal dat naar het zwarte gat toe wordt getrokken de neiging heeft om een schijf te vormen – een verschijnsel dat ‘accretie’ wordt genoemd. De materie in zo’n schijf wordt veel heter dan het oppervlak van onze zon en zendt intens licht uit. De voedingspatronen van zwarte gaten zijn zeer uiteenlopend. Sommige, zoals dat in ons eigen Melkwegstelsel, zijn niet erg hongerig en lijken geen accretieschijven te hebben. Maar in andere sterrenstelsels bevinden zich superzware zwarte gaten die worden omringd door extreem hete accretieschijven die zo helder zijn dat de rest van het sterrenstelsel erbij verbleekt. Zulke accretieschijven zijn alleen bij relatief nabije sterrenstelsels rechtstreeks waarneembaar. Bij verre stelsels niet, omdat de schijven simpelweg te klein zijn – zelfs voor de grootste telescopen waarover astronomen kunnen beschikken. Gelukkig bestaat er een alternatieve methode om de omvang en structuur van zo’n verre accretieschijf te bepalen. Ondanks dat de schijf zelf vaak niet waarneembaar is, kunnen astronomen wel onderzoeken hoe zijn helderheid varieert in de tijd. Daar heeft promovendus John Weaver van het Cosmic Dawn Center van het Niels Bohr Institute van de Universiteit van Kopenhagen gebruik van gemaakt. Hij heeft bestaande waarnemingen van meer dan 9000 sterrenstelsels met heldere accretieschijven – zogeheten quasars – uit de Sloan Digital Sky Survey onder de loep genomen. Bij zijn analyse heeft Weaver het waargenomen licht van de accretieschijven gecorrigeerd voor de lichtbijdrage van hun moederstelsels – iets dat bij eerdere onderzoeken veelal is nagelaten. Met behulp van een nieuw model voor de variaties in het quasarlicht konden hij en zijn medewerker Keith Horne, hoogleraar astronomie aan de Universiteit van St Andrews (Schotland), het licht van de accretieschijven aldus scheiden van dat van de moederstelsels. Met andere woorden: het model stelde hen in staat om min of meer rechtstreeks naar het licht van de accretieschijven te kijken, zelfs die in sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. Daarbij ontdekten de astronomen dat het zicht op de accretieschijven waarschijnlijk wordt belemmerd door kosmisch stof. Door verschillende modellen voor dat stof te gebruiken, en het verduisterende effect ervan ‘weg te poetsen’, konden ze bepalen hoe heet de accretieschijf is, zowel dichtbij het zwarte gat als aan de rand van de schijf. Dat verschil in temperatuur tussen de hete binnenschijf en de koude buitenschijf was al theoretisch voorspeld. Weaver en Horne hebben echter ontdekt dat de schijven in de buurt van het zwarte gat nóg heter zijn dan verwacht. Deze onverwachte conclusie suggereert dat de bestaande modellen moeten worden herzien – met alle gevolgen van dien voor ons begrip van superzware zwarte gaten. (EE)
→ New analysis leads to a fundamentally different view of supermassive black holes

1 februari 2022
Met nieuwe algoritmen en supercomputers is het gelukt om een haarscherpe radiokaart van het heelal te maken. Nu kunnen sterrenkundigen de radiostraling van sterrenstelsels veel preciezer bekijken. Dat publiceerden de Leidse promovendus Frits Sweijen en collega’s in Nature Astronomy. Voor dit doel hebben de onderzoekers het probleem opgelost dat UV-straling in onze atmosfeer het zicht op de ‘radiohemel’ vertroebelt. Supercomputers in Leiden en Amsterdam zorgden er met hun enorme rekenkracht voor dat dit ook nog vrij snel ging. De hemelkaart is gemaakt op basis van radiostraling die is opgevangen met de Internationale LOFAR Telescoop. Dat is een opstelling van tienduizenden antennes, verspreid over een Europees gebied met een diameter van 2000 kilometer, waarmee kosmische radiostraling wordt opgevangen. De aldus verkregen data worden voor mensen inzichtelijk nadat ze door een computer zijn ‘vertaald’ tot een stralingskaart – een soort foto. Een probleem bij het maken van scherpe heelalfoto’s met LOFAR is de UV-straling van de zon. Die vertroebelt onze atmosfeer met geladen deeltjes, ionen geheten, die de radiogolven uit de ruimte verstoren voordat de telescoop ze opvangt. Met behulp van software die recent is ontwikkeld door het Nederlands Instituut voor Radio-Astronomie ASTRON is de gemeten straling hiervoor gecorrigeerd. Dat vereiste wel veel computerkracht. De datacorrectie van het LOFAR-beeldveld gebeurde in 25 gedeelten van elk één volle maan groot. Dat duurde zeven dagen per gebied. Op één computer zou het dus 7 keer 25, dus 175 dagen kosten om de hele kaart te maken. Maar met de snelle supercomputers in Leiden (ALICE) en Amsterdam (Spider/SURF) lukte het het in zeven dagen. Dat betekent dat er nu een snelle manier is om de komende jaren de gehele noordelijke hemel gedetailleerd in kaart te brengen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

25 januari 2022
Astronomen hebben een zwart gat ontdekt dat anders is dan andere. Met zijn honderdduizend zonsmassa’s is het kleiner dan de zwarte gaten die in de kernen van veel sterrenstelsels zijn aangetroffen, maar groter dan de zwarte gaten die ontstaan wanneer sterren exploderen. Het middelzware zwarte gat zat verborgen in B023-G078, een compacte verzameling sterren in de dichtstbijzijnde grote buur van onze Melkweg: het Andromedastelsel (M31). Lang is gedacht dat B023-G078 een forse bolvormige sterrenhoop was, maar het blijkt nu een ontmantelde kern te zijn – het restant van een klein sterrenstelsel dat in botsing is gekomen met M31 en daarbij zijn buitenste sterren is kwijtgeraakt. Het enige wat er van het kleine stelsel is overgebleven is diens kern, met in het centrum ervan een zwart gat. Het bijzondere karakter van B023-G078 is vastgesteld door een onderzoeksteam onder leiding van Renuka Pechetti van John Moores University in Liverpool (VK). Bekend was al dat B023-G078 ruim 6 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. En nu hebben Pechetti en haar collega’s, aan de hand van opnamen van de noordelijke Gemini-sterrenwacht en de Hubble-ruimtetelescoop, ook kunnen vaststellen hoe deze massa over het object is verdeeld. De astronomen hebben de door hen verkregen massaverdeling gebruikt om door middel van modelberekeningen te voorspellen hoe snel de sterren op een bepaalde plek in de sterrenhoop zouden moeten bewegen. Vervolgens hebben ze de uitkomsten van deze berekeningen vergeleken met daadwerkelijke snelheidsmetingen. De resultaten laten zien dat de sterren in een model zonder zwart gat te langzaam bewegen in vergelijking met de waarnemingen. Pas nadat een zwart gat was toegevoegd, rolden er snelheden uit die overeenkwamen met de werkelijkheid. De aanwezigheid van een zwart gat van honderdduizend zonsmassa’s bewijst dat B023-G078 geen bolvormige sterrenhoop is. Anders dan in sterrenstelsels kunnen zich in zo’n sterrenhoop namelijk maar heel moeilijk zwarte gaten van deze omvang vormen. (EE)
→ Extraordinary black hole found in neighboring galaxy

21 januari 2022
Wetenschappers denken voor het eerst een samensmelting te hebben waargenomen van twee zwarte gaten die in excentrische banen om elkaar wentelden. De ontdekking kan helpen verklaren waarom sommige samensmeltende zwarte gaten waarvan de zwaartekrachtgolven met detectoren zoals LIGO en Virgo worden geregistreerd veel zwaarder zijn dan voor mogelijk werd gehouden (Nature Astronomy, 19 januari). Zwaartekrachtgolven zijn uiterst geringe fluctuaties in de kromming van de ruimtetijd, die zich van de bron af naar buiten voortplanten als een golf. Ze worden onder meer opgewekt als twee zeer zware hemellichamen op korte afstand om elkaar heen draaien. Pas in 2015 is het voor het eerst gelukt om deze moeilijk waarneembare golven te detecteren. Bij het nu gepubliceerde onderzoek hebben de wetenschappers gekeken naar de zwaarste zwaartekrachtgolf die tot nu is waargenomen: GW190521. Deze zwaartekrachtgolf werd veroorzaakt door twee zwarte gaten die respectievelijk ongeveer 66 en 85 keer zo zwaar waren als onze zon – veel zwaarder dan de bestaande theorieën over de evolutie van sterren voorspellen. Aan de hand van honderden supercomputersimulaties hebben de onderzoekers vastgesteld dat de uiteindelijke samensmelting van zwarte gaten het best kan worden verklaard door een model waarbij de zwarte gaten banen met een hoge excentriciteit en precessie doorliepen. Excentrische banen zijn een teken dat zwarte gaten, tijdens toevallige ontmoetingen in het dichtbevolkte gebied rond het centrum van een sterrenstelsel, herhaaldelijk andere zwarte gaten opslokken. Op die manier kunnen ze, voordat ze ‘fuseren’, toch ‘onmogelijk’ grote massa’s bereiken. (EE)
→ RIT scientists confirm a highly eccentric black hole merger for the first time

19 januari 2022
Zwarte gaten worden vaak afgeschilderd als destructieve monsters die alles wat te dichtbij komt opslokken, maar bij nieuw onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop spelen ze een minder kwaadaardige rol. Een zwart gat in het hart van het 30 miljoen lichtjaar verre dwergsterrenstelsel Henize 2-10 draagt bij aan de vorming van nieuwe sterren in plaats van ze op te slokken (Nature, 19 januari). Met de ruimtetelescoop is een duidelijk verband ontdekt tussen het zwarte gat in dit kleine sterrenstelsel en een stervormingsgebied dat slecht 230 lichtjaar daarvan verwijderd is. Dat verband bestaat uit een uitstroom van gas die zich als een navelstreng uitstrekt tot aan een heldere stellaire kraamkamer. Op het moment dat de gasstroom daar arriveerde bevond zich op die plek al een dichte concentratie van gas. De spectroscopische gegevens die met Hubble zijn verkregen laten zien dat de gasstroom zich met een snelheid van ongeveer anderhalf miljoen kilometer per uur in dit ‘cocon’ heeft geboord. Daarbij hebben zich tal van jonge sterrenhopen gevormd. Wat zich in Henize 2-10 heeft afgespeeld is precies het omgekeerde van wat in grotere sterrenstelsels vaak te zien is. Daarin stroomt juist materie naar het zwarte gat toe, om vervolgens in de vorm van bundels van ziedend heet gas terug de ruimte in te worden geblazen. Eventuele gaswolken die op het pad van deze zogeheten plasmabundels bevinden, raken daarbij dermate verhit, dat het daarin aanwezige gas niet meer tot nieuwe sterren kan samentrekken. Het minder grote zwarte gat in Henize 2-10 produceert blijkbaar een veel minder intense uitstoot, die gaswolken net genoeg samendrukt om de vorming van sterren te stimuleren. Het zwarte gat in Henize 2-10 heeft ongeveer een miljoen keer zoveel massa als onze zon. De superzware zwarte gaten in grotere sterrenstelsels hebben vaak nog eens duizend keer zoveel massa. Doorgaans geldt dat het centrale zwarte gat van een sterrenstelsel zwaarder is naarmate het stelsel zelf een grotere massa heeft. (EE)
→ Hubble Finds a Black Hole Igniting Star Formation in a Dwarf Galaxy

13 januari 2022
Het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) heeft tijdens de eerste zeven maanden van zijn driedimensionale hemelsurvey meer sterrenstelsels in kaart gebracht dan alle voorgaande 3D-surveys bij elkaar. Dit heeft nu al geresulteerd in de grootste en meest gedetailleerde kaart van het heelal ooit, maar daar blijft het niet bij: DESI heeft namelijk nog vierenhalf jaar voor de boeg. De uiteindelijke 3D-kaart moet een beter inzicht geven in de mysterieuze donkere energie, en in het verleden - en de toekomst - van het heelal. DESI is in 2015 geïnstalleerd op de 4-meter Mayall-telescoop van de Kitt Peak-sterrenwacht in de buurt van Tucson, Arizona (VS). Het instrument ving al in 2019 zijn eerste licht op, maar door de coronapandemie kwam het project stil te liggen. Uiteindelijk is de DESI-survey pas in mei 2021 van start gegaan. DESI is een internationaal samenwerkingsverband waar onderzoekers uit onder meer de VS, China, Spanje, het VK en Frankrijk bij betrokken zijn. Als basis voor de nu gepresenteerde 3D-kaart diende de in januari 2021 gepresenteerde tweedimensionale Beijing-Arizona Sky Survey (BASS), die ongeveer een derde van de hemel beslaat. Van de vele miljoenen sterrenstelsels die bij de BASS-survey zijn vastgelegd worden nu spectra opgemeten. Door het licht van elk sterrenstelsel op te splitsen in zijn afzonderlijke kleuren, kan DESI bepalen hoe sterk het licht van het stelsel ‘roodverschoven’ is oftewel: hoe sterk de golflengte van dat licht is uitgerekt tijdens zijn lange reis naar de aarde. Hoe meer roodverschuiving het spectrum van een sterrenstelsel vertoont, des te verder is het van ons verwijderd. Tot nu toen heeft DESI al meer dan 7,5 miljoen sterrenstelsels opgemeten en daar komen er per maand meer dan een miljoen bij. Naar verwachting zal de teller aan het einde van de survey (2026) op meer dan 35 miljoen staan. Meer informatie over de DESI-samenwerking is te vinden op https://www.desi.lbl.gov/. (EE)
→ Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) creates largest 3d map of the cosmos

11 januari 2022
Astronomen hebben, met behulp van NASA’s röntgensatelliet Chandra, een zwart gat van ongeveer 200.000 zonsmassa’s ontdekt in het 110 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel Markarian 462. Dit stelsel bevat slechts enkele honderden miljoenen sterren en wordt daarom tot de dwergstelsels gerekend. Tot nog toe zijn in slechts enkele van deze kleine sterrenstelsels superzware gaten aangetroffen. In grotere sterrenstelsels kunnen astronomen vaak zwarte gaten opsporen door te kijken naar de snelle bewegingen van sterren in de centra van deze stelsels. Dwergsterrenstelsels zijn echter te klein en te zwak om deze sterbewegingen te kunnen waarnemen. Een alternatieve opsporingstactiek is het zoeken naar miljoenen graden heet gas dat röntgenstraling uitzendt terwijl het in de richting van een (verder onwaarneembaar) zwart gat valt. Bij hun onderzoek hebben de astronomen Chandra gebruikt om acht dwergstelsels te bekijken waarbij eerder al indicaties voor de aanwezigheid van groeiende zwarte gaten waren ontdekt met behulp van de optische telescoop van de Sloan Digital Sky Survey. Van deze acht vertoonde alleen Mrk 462 de gezochte röntgensignatuur. De verzamelde gegevens wijzen erop dat het zwarte gat van het dwergstelsel verscholen zit in grote hoeveelheden gas. Omdat zulke verborgen zwarte gaten nog moeilijker te detecteren zijn dan onverhulde zwarte gaten, zou de nieuwe ontdekking kunnen betekenen dat zich in andere dwergstelsels vergelijkbare zwarte gaten bevinden. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat toen het heelal nog geen miljard jaar oud was sommige zwarte gaten al waren uitgegroeid tot objecten van een miljard zonsmassa’s. Astronomen vermoeden dat deze kolossale objecten zijn voortgekomen uit ineenstortende sterren van ‘slechts’100 zonsmassa’s. Theoretische modellen kunnen de snelle gewichtstoename van deze zwarte gaten echter niet gemakkelijk verklaren. Een alternatieve verklaring is dat het jonge heelal bezaaid was met zwarte gaten van tienduizenden zonsmassa’s, die waren ontstaan door het ineenstorten van reusachtige wolken van gas en stof. Als zou blijken dat veel dwergstelsels een superzwaar zwart gat in hun centrum hebben, pleit dat voor het idee dat de kleine zwarte gaten van de eerste generatie van sterren verbazingwekkend snel zijn gegroeid. Maar als weinig dwergstelsels van een superzwaar zwart gat zijn voorzien, is het alternatieve scenario waarschijnlijker. (EE)
→ ‘Mini’ Monster Black Hole Could Hold Clues to Giant’s Growth

6 januari 2022
Voor het eerst hebben astronomen het dramatische einde van het leven van een rode superreus ‘live’ kunnen volgen. Ze hebben de laatste stuiptrekkingen van de zware ster waargenomen met de Pan-STARRS-telescoop op Haleakalā, Maui, en de Keck-sterrenwacht op Maunakea, Hawaï (The Astrophysical Journal, 6 januari). De gebeurtenis werd geregistreerd in het kader van het Young Supernova Experiment (YSE). Tijdens deze survey was een team van onderzoekers getuige van de laatste 130 levensdagen van de rode superreus, die uiteindelijk resulteerden in een catastrofale explosie: een supernova van type II. In de zomer van 2020 merkte Pan-STARRS als eerste op dat de ster opmerkelijk veel licht uitstraalde. De eigenlijke supernova-explosie, die de aanduiding SN 2020tlf kreeg, volgde een paar maanden later. De krachtige lichtflits werd snel geregistreerd met een spectrometer van de Keck-sterrenwacht. De verzamelde gegevens lieten onmiddellijk zien dat de ster niet lang voor zijn explosie aanzienlijke hoeveelheden gas heeft uitgestoten. Het team is supernova 2020tlf ook na de explosie blijven volgen. Op basis van gegevens die met twee andere instrumenten van de Keck-sterrenwacht zijn verzameld, stelden de astronomen vast dat de ontploffende rode superreus, die deel uitmaakte van het 120 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 5731, ongeveer tien keer zoveel massa moet hebben gehad als onze zon. De nieuwe bevindingen staan op gespannen voet met eerdere ideeën over hoe rode superreuzen evolueren vlak voordat ze zichzelf opblazen. Tot nu toe waren alle rode superreuzen die voorafgaand aan hun explosie werden waargenomen relatief rustig: ze vertoonden geen tekenen van hevige uitbarstingen of heldere straling, zoals de voorloper van supernova 2020tlf die liet zien. De helderheidsuitbarsting van de rode superreus wijst erop dat sterren van dit type tijdens hun laatste levensjaar aanzienlijke inwendige veranderingen kunnen ondergaan, die ervoor zorgen dat de ster grote hoeveelheden gas de ruimte in blaast voordat hij ineenstort en ten slotte explodeert. (EE)
→ Astronomers Witness A Dying Star Reach Its Explosive End

13 december 2021
In juni 2018 registreerden telescopen over de hele wereld een heldere blauwe flits in de spiraalarm van een sterrenstelsel op 200 miljoen lichtjaar afstand. De krachtige uitbarsting leek aanvankelijk een supernova te zijn, hoewel hij veel korter en helderder was dan alle sterexplosies die wetenschappers tot dan toen hadden gezien. De flits, die de aanduiding AT2018cow kreeg, wordt sindsdien simpelweg ‘the Cow’ (de koe) genoemd, en astronomen hebben hem ondergebracht in de categorie van de fast blue optical transients oftewel FBOTs – de verzamelnaam voor heldere, kortstondige gebeurtenissen van onbekende oorsprong. Een team onder leiding van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft nu ontdekt dat de lichtflits – honderd keer helderder dan een doorsnee supernova – gepaard ging met stroboscoop-achtige pulsen van hoogenergetische röntgenstraling. De regelmatige pulsen traden elke 4,4 milliseconden op – een frequentie van 225 hertz. Op basis van deze frequentie hebben de astronomen berekend dat de röntgenstraling afkomstig moet zijn geweest van een nog geen duizend kilometer groot object met een massa van hooguit 800 zonsmassa’s. De nieuwe bevindingen, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy, wijzen er sterk op dat AT2018cow waarschijnlijk is veroorzaakt door een stervende ster die instortte tot een compact object, in de vorm van een zwart gat of een neutronenster. Dit object ging daarbij door met het verslinden van materiaal uit zijn omgeving en at de ster van binnenuit op – een proces waarbij in korte tijd enorm veel energie vrijkwam. De berekende massa van het object is in strijd met het eerder geuite vermoeden dat AT2018cow weleens kon zijn veroorzaakt door een veel zwaarder zwart gat dat materiaal van een passerende ster opslokte. Bij hun onderzoek hebben hoofdauteur Dheeraj Pasham en zijn collega’s gebruik gemaakt van röntgengegevens die zijn verzameld door NASA’s Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), een röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS. NICER begon ‘de koe’ ongeveer vijf dagen na de eerste detectie door optische telescopen te observeren en bleef dat zestig dagen achtereen doen. De verzamelden gegevens werden opgeslagen in een openbaar toegankelijk archief, dat door Pasham’s team is geanalyseerd. (EE)
→ Super-bright stellar explosion is likely a dying star giving birth to a black hole or neutron star

8 december 2021
Aan de hand van waarnemingen met de Very Large Array (VLA), een grote opstelling van radioschotels in Californië (VS), hebben astronomen kunnen aantonen dat de jet van materie die door de kern van het elliptische reuzensterrenstelsel M87 wordt uitgestoten, tot op bijna 3300 lichtjaar afstand van diens centrale superzware zwarte gat wordt gekanaliseerd door een kurkentrekkervormig magnetisch veld. De materie in deze jet is georganiseerd in een dubbele helix, vergelijkbaar met de structuur van DNA (The Astrophysical Journal Letters, 7 december). In M87 bevindt zich een zwart gat dat 6,5 miljard jaar zoveel massa heeft als onze zon. Dat zwarte gat was in 2019 het eerste dat ooit in beeld is gebracht. Op de nieuwe VLA-opname, gemaakt door een team onder leiding van Alice Pasetto van de National Autonomous University of Mexico, is dit zwarte gat niet te zien, maar wel de door hem veroorzaakte ‘straalstroom’ van materie. Pasetto en haar collega’s hebben de VLA gebruikt om het magnetische veld in de omgeving van de zogeheten waarnemingshorizon van het zwarte gat in kaart te brengen. Daartoe hebben zij de polarisatie gemeten die de radiogolven in de verschillende delen van de jet van M87 vertonen. Daarbij is geconstateerd dat het spiraalvormige magnetische veld verrassend sterk is en zich tot ver van het zwarte gat uitstrekt. Verwacht was dat het magnetische veld op grotere afstand van het zwarte gat zou afzwakken, maar het lijkt erop dat instabiliteiten in de stroom van materie binnen de jet het magnetische veld meer geordend kunnen maken. De instabiliteiten fungeren als het ware als ‘hogedrukgebieden’ die de magnetische veldlijnen samendrukken. De astronomen denken dat deze interactie tussen de instabiliteiten in de materiestroom en het magnetische veld de oorzaak is van de dubbele-helixstructuur die op de VLA-beelden te zien is. En als dit in de jet van M87 gebeurt, dan gebeurt het waarschijnlijk ook bij vergelijkbare sterrenstelsels elders in het heelal. (EE)
→ VLA Reveals Double-Helix Structure in Massive Galaxy’s Jet

7 december 2021
Astronomen hebben een model over hoe botsende clusters van sterrenstelsels de verschillende stadia van hun botsing doorlopen, waarbij ze steeds een nieuwe vorm aannemen. Een stompe vorm verandert in een scherpe kegel, die weer transformeert tot de vorm van een tong. Die eerste en die laatste zijn al vele malen waargenomen, maar de scherpe kegel ontbrak nog – tot nu toe dan (Astronomy & Astrophysics, 7 december). De meeste sterrenstelsels maken deel uit van clusters: groepen van honderden of zelfs duizenden sterrenstelsels. Tussen hen in zit veel ruimte, gevuld met een heet gas dat we het intraclustermedium (ICM) noemen. Sterrenstelsels kun je in zichtbaar licht zien, bijvoorbeeld met de Hubble-ruimtetelescoop, maar het ICM is alleen waarneembaar met röntgentelescopen, omdat het buitengewoon honderden miljoenen graden heet is. Met slechts één deeltje per liter is het extreem ijl, maar omdat het zoveel ruimte inneemt, draagt het nog steeds tienmaal meer massa bij aan een cluster dan zijn sterrenstelsels. De onmetelijkheid van de ruimte binnen een cluster wordt ook duidelijk tijdens een botsing met een naburige cluster: sterrenstelsels passeren elkaar ongehinderd, terwijl het ICM daadwerkelijk botst. Astronomen hebben al tal van zulke botsingen waargenomen, die vertonen echter allemaal ofwel de contouren van een stompe vorm, zoals de beroemde Kogelcluster, ofwel die van een uitgestoken tong, zoals Abell 168. Maar nu heeft een team van astronomen, onder leiding van Xiaoyuan Zhang (SRON/Leidse Sterrewacht), eindelijk het ontbrekende puzzelstukje gevonden. Door de röntgensatelliet Chandra 55 uur op de cluster ZwCl 2341+0000 te richten, hebben ze de scherpe-kegelfase van deze kosmische botsing kunnen registreren. De waarnemingen van ZwCl 2341+0000 geven een inkijkje in hoe de Kogelcluster er over enkele honderden miljoenen jaren zal uitzien. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

6 december 2021
Een internationaal team van onderzoekers onder Groningse leiding heeft ook na veertig uur meten met extra goede telescopen geen spoor van donkere materie vastgesteld bij het sterrenstelsel AGC 114905. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. ‘Ga nog maar eens goed meten, want dan zul je zien dat er wél donkere materie rond jullie sterrenstelsel zit.’ Dat hoorden Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) en collega’s nadat ze eind 2019 zes sterrenstelsels hadden ontdekt met amper tot geen donkere materie. Maar na veertig uur extra meten met behulp van de Very Large Array in het Amerikaanse New Mexico lijken de bewijzen voor een donkerematerieloos sterrenstelsel alleen maar sterker te zijn geworden. Het sterrenstelsel in kwestie is AGC 114905 op zo’n 250 miljoen lichtjaar van ons vandaan. Het is een zogeheten ultradiffuus dwergsterrenstelsel. De naam dwergsterrenstelsel slaat op de lichtzwakte en niet op zijn grootte. Het sterrenstelsel is namelijk ongeveer zo groot als onze eigen Melkweg, maar bevat duizend keer minder sterren. Het heersende idee is dat alle sterrenstelsels, en zeker ultradiffuse dwergstelsels, alleen kunnen bestaan als ze door donkere materie bij elkaar wordt gehouden. De onderzoekers verzamelden tussen juli en oktober 2020 uur met behulp van de VLA-telescoop veertig uur lang gegevens over de draaiing van gas in AGC 114905. Vervolgens maakten ze een grafiek met op de x-as de afstand van het gas tot het centrum van het sterrenstelsel en op de y-as de draaisnelheid van het gas. Dat is een beproefde manier om donkere materie te onthullen. Uit de grafiek blijkt dat de draaisnelheid van het gas in AGC 114905 compleet te verklaren is met alleen maar normale materie. Volgens de onderzoekers is er één aanname die roet in het eten kan gooien. Dat is de geschatte hoek waaronder ze het sterrenstelsel denken waar te nemen. Deze hellingshoek moet echter wel heel erg afwijken van de schatting wil er alsnog plaats zijn voor donkere materie. Ondertussen zijn de onderzoekers nog een tweede ultradiffuus dwergsterrenstelsel in detail aan het bekijken. Als ook bij dat sterrenstelsel geen sporen van donkere materie aanwezig lijken te zijn, maakt dat de zaak rond de donkerematerie-arme sterrenstelsels nog sterker. De onderzoeken van Mancera Piña en collega’s staan niet op zichzelf. Eerder al ontdekte onder anderen de Nederlands-Amerikaanse astronoom Pieter van Dokkum (Yale University) een sterrenstelsel met nauwelijks donkere materie.
→ Oorspronkelijk persbericht

2 december 2021
Astronomen van de McDonald-sterrenwacht van de Universiteit van Texas in Austin (UT Austin) en het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik hebben een ongewoon massarijk zwart gat ontdekt in het hart van Leo I, een van de kleine satellietstelsels van de Melkweg. Opmerkelijk genoeg is dit zwarte gat bijna net zo zwaar als het zwarte gat in het centrum van ons eigen sterrenstelsel, dat dertig keer zo groot is als Leo I. De astronomen besloten Leo I onder de loep te nemen, omdat hij – anders dan de meeste andere kleine satellietstelsels die om het Melkwegstelsel draaien – niet veel donkere materie lijkt bevatten. Bij hun onderzoek hebben de astronomen het donkere-materieprofiel van Leo I gemeten – dat wil zeggen: de wijze waarop de dichtheid van de donkere materie van buiten naar binnen verandert. Zij deden dit door de zwaartekrachtsaantrekking die de sterren van Leo I ondervinden te bepalen: hoe sneller deze sterren bewegen, des te meer materie moet zich binnen hun omloopbanen bevinden. Het onderzoeksteam wilde met name weten of de dichtheid van donkere materie toeneemt naar het centrum van het dwergsterrenstelsel toe, en of hun profielmeting zou overeenkomen met eerdere metingen die zijn gedaan met behulp van oudere waarnemingen in combinatie met computermodellen. Toen de astronomen hun verbeterde gegevens en geavanceerde modellen invoerden in een supercomputer, kwam daar een ongekend resultaat uit. Alles wijst erop dat Leo I inderdaad heel weinig donkere materie bevat, maar wel een ‘overdreven groot’ zwart gat in zijn centrum heeft. ‘Als de massa van het zwarte gat van Leo I groot is, kan dat verklaren hoe de zwarte gaten in grote sterrenstelsels zijn gegroeid’, aldus Karl Gebhardt van UT Austin. Dat komt doordat kleine sterrenstelsels zoals Leo I mettertijd worden opgeslokt door grote soortgenoten. Daarbij smelt het zwarte gat van het kleinere sterrenstelsel samen met dat van het grotere sterrenstelsel, waardoor zijn massa toeneemt. (EE)
→ Texas Astronomers Discover Strangely Massive Black Hole in Milky Way Satellite Galaxy

30 november 2021
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een onderzoeksteam, onder leiding van Karina Voggel, astronoom aan de Sterrenwacht van Straatsburg, het meest nabije paar superzware zwarte gaten opgespoord dat ooit is waargenomen. De twee objecten bevinden zich ook veel dichter bij elkaar dan alle andere paren superzware zwarte gaten, en zullen uiteindelijk samensmelten tot één groot zwart gat (Astronomy & Astrophysics, 30 november). De twee zwarte gaten bevinden zich in het sterrenstelsel NGC 7727 in het sterrenbeeld Waterman en zijn ongeveer 89 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd. Dat lijkt misschien ver weg, maar het is veel dichterbij dan de vorige recordhouders, die zich op een afstand van 470 miljoen lichtjaar bevinden. Superzware zwarte gaten houden zich schuil in het centrum van zware sterrenstelsels en wanneer twee van zulke stelsels samensmelten, komen de zwarte gaten op ramkoers te liggen. Het tweetal in NGC 7727 is aan de hemel gezien slechts 1600 lichtjaar van elkaar verwijderd en dat wijst erop dat ze waarschijnlijk al binnen 250 miljoen jaar tot één groot zwart gat zullen samensmelten. Voggel en haar team konden de massa’s van de beide objecten bepalen door te onderzoeken hoe hun zwaartekracht de beweging van de hen omringende sterren beïnvloedt. Het grootste van de twee, dat zich precies in het hart van NGC 7727 bevindt, bleek bijna 154 miljoen keer zoveel massa te hebben als de zon, terwijl de massa van zijn metgezel 6,3 miljoen zonsmassa’s bedraagt. Het is voor het eerst dat de massa’s van een tweetal superzware zwarte gaten op deze manier zijn gemeten. Dat was mogelijk dankzij de relatieve nabijheid van het sterrenstelsel en de nauwkeurige waarnemingen die het team heeft kunnen doen op de Paranal-sterrenwacht in Chili. Daarbij hebben de astronomen gebruikgemaakt van de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van ESO’s VLT. Astronomen hadden al het vermoeden dat zich in NGC 7727 twee zwarte gaten bevonden, maar hadden hun bestaan tot nu toe niet kunnen bevestigen, omdat we geen grote hoeveelheden hoogenergetische straling uit hun directe omgeving waarnemen, die hun bestaan zou hebben verraden. ‘Onze ontdekking impliceert dat er veel meer van deze overblijfselen van samensmeltende sterrenstelsels kunnen bestaan, waarin zich zware zwarte gaten schuilhouden die op ontdekking wachten,’ aldus Voggel. ‘Het totale aantal superzware zwarte gaten dat in het lokale heelal bekend is, zou hierdoor met dertig procent kunnen toenemen.’ (EE)
→ Volledig persbericht

18 november 2021
Astrofysici van de Universiteit van Surrey (VK) en het Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA, Spanje) hebben vastgesteld dat een zwak hemelobject, ontdekt door een amateur-astronoom, een nog onbekend dwergsterrenstelsel is. Het stelsel heeft de aanduiding Pisces VII/Tri III gekregen. Amateur-astronoom Giuseppe Donatiello ontdekte het sterrenstelsel bij het bestuderen van openbaar beschikbare gegevens, en zijn vondst werd nader onderzocht door een team van professionele astrofysici, onder leiding van David Martinez-Delgado van het IAA, die gebruik maakten van betere opnamen die met de Telescopio Nazionale Galileo waren gemaakt. Deze laatste beelden waren detailrijk genoeg om te kunnen bevestigen dat het om een dwergstelsel gaat, maar om de precieze locatie van het stelsel te kunnen vaststellen zal het met nog grotere telescopen onderzocht moeten worden. Pisces VII/Tri III zou ofwel een solitair dwergstelsel kunnen zijn ofwel een satelliet van het Driehoekstelsel (M33). In het eerste geval is het ’t zwakste stelsel in zijn soort. In het tweede geval zou het pas de tweede satelliet van M33 die tot nu toe is gevonden. Naar verwachting zouden nog veel meer satellietstelsels om M33 moeten draaien, maar die zijn tot nu toe onvindbaar gebleven – mogelijk omdat ze dermate lichtzwak zijn dat ze gemakkelijk over het hoofd worden gezien. Om te kunnen bevestigen of Pisces VII/Tri III een eenling is of een satelliet van M33, zal de afstand van het dwergstelsel nauwkeurig moeten worden gemeten. En daarvoor zijn waarnemingen met een 8- of 10-meter telescoop nodig. (EE)
→ Astronomical object found by amateur identified as new dwarf galaxy

11 november 2021
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen een klein zwart gat buiten ons Melkwegstelsel weten op te sporen, door te kijken naar hoe het de beweging van een ster in zijn nabijheid beïnvloedt. Het is voor het eerst dat deze detectiemethode is gebruikt om een zwart gat buiten ons Melkwegstelsel te ontdekken. De methode zou van cruciaal belang kunnen zijn voor het opsporen van verborgen zwarte gaten in de Melkweg en in nabije sterrenstelsels, en zou licht kunnen werpen op de manier waarop deze geheimzinnige objecten ontstaan en evolueren. Het pas ontdekte zwarte gat, dat ongeveer elf keer zoveel massa heeft als onze zon, hield zich schuil in NGC 1850, een verzameling van duizenden sterren op ongeveer 160.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk – een klein buurstelsel van de Melkweg. De astronomen kwamen hem op het spoor via de zwaartekrachtsinvloed die hij uitoefent op de ster van vijf zonsmassa’s die om hem heen draait. Eerder hebben astronomen zulke kleine zwarte gaten al in andere sterrenstelsels weten op te sporen door de röntgenstraling te detecteren die zwarte gaten uitzenden wanneer ze materie opslokken of via de zwaartekrachtgolven die zwarte gaten uitzenden wanneer ze in botsing komen met elkaar of met neutronensterren. De meeste zwarte gaten van enkele zonsmassa’s verraden hun bestaan echter niet door het uitzenden van röntgenstraling of zwaartekrachtgolven. Ze kunnen alleen worden ontdekt als ze een gewone ster als begeleider hebben en diens beweging op een subtiele maar detecteerbare manier beïnvloeden. Het is voor het eerst dat een zwart gat in zo’n jonge sterrenhoop is aangetroffen (NGC 1850 is slechts ongeveer 100 miljoen jaar oud – een oogwenk naar astronomische maatstaven). Door ook andere, vergelijkbare sterrenhopen onder de loep te nemen, hopen de astronomen nog meer jonge zwarte gaten te kunnen opsporen, en deze te vergelijken met de grotere zwarte gaten in oudere sterrenhopen. Op die manier kan meer inzicht worden verkregen in de wijze waarop deze objecten ‘groeien’ door zich met sterren te voeden of met andere zwarte gaten samen te smelten. (EE)
→ Volledig persbericht

8 november 2021
Een groot internationaal onderzoeksteam heeft de meest recente ‘oogst’ aan gravitatiegolven gepresenteerd die met de speciaal voor dit doel gebouwde detectoren LIGO en Virgo zijn gedetecteerd. Tussen november 2019 en maart 2020 zijn 35 nieuwe detecties gedaan van zwaartekrachtgolven, veroorzaakt door paren van zwarte gaten die samensmelten (32) en door botsingen tussen neutronensterren en zwarte gaten (3). Dat brengt het totale aantal detecties op negentig. De geregistreerde zwaartekrachtgolven zijn afkomstig van gebeurtenissen die zich veelal op miljarden lichtjaren afstand hebben afgespeeld. Zwaartekrachtgolven werden in 1916 al voorspeld door Albert Einstein, maar zijn pas in september 2015 voor het eerst gemeten. Het gaat om extreem kleine rimpelingen in de lege ruimte - honderden malen per seconde en veel kleiner dan de middellijn van een atoomkern – die zich met de snelheid van het licht voortplanten. Ze worden onder meer opgewekt waar twee zwarte gaten of een zwart gat en een neutronenster om elkaar heen draaien. Hoe sneller de draaiing, des te ‘sterker’ de optredende zwaartekrachtgolven. Zo gaat er energie verloren, en gaan de beide objecten steeds dichter (en sneller) om elkaar heen wentelen. Uiteindelijk komt het daarbij tot een botsing. (EE)
→ Scientists detect a "tsunami" of gravitational waves

4 november 2021
Een nieuwe ontdekking werpt licht op de manier waarop fluor – een element dat als fluoride in onze botten en tanden zit – in het heelal wordt geproduceerd. Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarin de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) een partner is, heeft een team van astronomen dit element ontdekt in een sterrenstelsel dat zo ver weg is, dat het licht er meer dan twaalf miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Het is voor het eerst dat fluor in zo’n ver sterren-vormend sterrenstelsel is waargenomen (Nature Astronomy, 4 november). Het fluor is (in de vorm van waterstoffluoride) ontdekt in de grote gaswolken van het verre sterrenstelsel NGP-190387, dat we zien zoals het was toen het heelal nog maar 1,4 miljard jaar oud was (ongeveer tien procent van zijn huidige leeftijd). Aangezien sterren de elementen die zij in hun kern vormen uitstoten wanneer zij het einde van hun leven bereiken, impliceert deze detectie dat de sterren die het fluor hebben gemaakt, maar kort kunnen hebben geleefd. De astronomen denken dat Wolf-Rayetsterren, zeer massarijke sterren die slechts een paar miljoen jaar leven – een oogwenk naar kosmische maatstaven – de meest waarschijnlijke producenten van fluor zijn. Ze zijn nodig om de hoeveelheden waterstoffluoride te verklaren die zijn waargenomen. Wolf-Rayetsterren waren al eerder voorgesteld als mogelijke bronnen van kosmische fluor, maar tot nu toe wisten astronomen niet hoe belangrijk ze zijn bij de productie van dit element in het vroege heelal. De ontdekking in NGP-190387 is een van de eerste waarnemingen van fluor buiten het Melkwegstelsel en naburige sterrenstelsels. Wel hebben astronomen dit element eerder al waargenomen in verre quasars – heldere objecten die worden aangedreven door superzware zwarte gaten in het centrum van sommige sterrenstelsels. Maar nooit eerder was dit element waargenomen in een sterren-vormend sterrenstelsel zo vroeg in de geschiedenis van het heelal. (EE)
→ Volledig persbericht

3 november 2021
Bij recente waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen water ontdekt in het meest massarijke sterrenstelsel in het vroege heelal. In het bijna 13 miljard lichtjaar verre stelsel, dat bekendstaat als SPT0311-58, zijn behalve water ook grote hoeveelheden koolstofmonoxide aangetoond. De ontdekking suggereert dat de moleculaire ‘machinerie’ van het heelal al kort nadat de eerste sterren elementen zwaarder dan helium hadden geproduceerd op volle toeren draaide. Het is voor het eerst dat in een normaal sterren-vormend sterrenstelsel op deze grote afstand water is aangetroffen. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. SPT0311-58 bestaat eigenlijk uit twee sterrenstelsels en werd in 2017 voor het eerst opgemerkt. Toen al was duidelijk dat het stelsel reeds bestond toen het heelal nog maar 780 miljoen jaar oud was – het tijdperk waarin de eerste sterren en sterrenstelsels werden geboren. Astronomen denken dat de beide sterrenstelsels bezig zijn om zich samen te voegen. Het nu opgespoorde water is aangetroffen in de grootste van de twee ‘botsende’ stelsels. Zuurstof en koolstof in het bijzonder zijn elementen van de eerste generatie, en in moleculaire vorm zijn ze essentieel voor het leven zoals wij dat kennen. Water is, na moleculaire waterstof en koolstofmonoxide, bovendien het op twee na meest voorkomende molecuul in het heelal. (EE)
→ ALMA Scientists Detect Signs of Water in a Galaxy Far, Far Away

3 november 2021
Astronomen die het ‘nabije’ heelal verkennen met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben een groot onderzoek naar de ‘brandstofvoorraden’ in clusters van sterrenstelsels afgerond. Daarbij hebben ze duidelijke aanwijzingen gevonden dat de extreme omstandigheden in zo’n cluster funest kunnen zijn voor de ontwikkeling van een sterrenstelsel. Bij het onderzoek – de Virgo Environment Traced in Carbon Monoxide Survey (VERTICO) – is specifiek gekeken naar de relatief nabije Virgo-cluster (afstand 54 miljoen lichtjaar), die duizenden sterrenstelsels telt. Zijn grote omvang en nabijheid maken de cluster tot een gemakkelijk onderzoeksobject, maar hij is ook om andere redenen interessant: hij bevat een relatief grote populatie van sterrenstelsels die nog steeds bezig zijn om nieuwe sterren te vormen. Veel andere clusters in het heelal hebben nog maar zo weinig gas, dat de stervorming bijna is stilgevallen. In het kader van het VERTICO-project zijn de gasvoorraden van 51 sterrenstelsels in de Virgo-cluster nauwkeurig waargenomen. Uit de waarnemingen blijkt dat de omstandigheden in de cluster zo extreem en onherbergzaam zijn dat de stervorming in sommige stelsels wordt geremd – een proces dat ‘galaxy quenching’ wordt genoemd. De belangrijkste oorzaak ligt bij het ijle, miljoenen graden hete gas dat de ruimte tussen de sterrenstelsels van de Virgo-clusters vult. Sterrenstelsels die met hoge snelheden door het hete gas in de cluster bewegen, ondervinden daarbij zoveel ‘tegenwind’ dat ze grote hoeveelheden koud moleculair gas – de ‘brandstof’ voor de vorming van nieuwe sterren – verliezen. Het nieuwe onderzoek bevestigt het al bestaande vermoeden dat dit mechanisme een van de belangrijkste oorzaken is voor het stilvallen van de stervorming in sterrenstelsels. De onderzoeksresultaten worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal Supplement Series. (EE)
→ A Cosmic Whodunit: ALMA Study Confirms What’s Robbing Galaxies of Their Star-Forming Gas

22 oktober 2021
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop hebben astronomen meer inzicht gegeven in de vroegste fase van een supernova-explosie. De ster-explosie, met de aanduiding SN 2020fqv, speelde zich af in de onderlinge wisselwerkende Vlinderstelsels, die zich op een afstand van ongeveer 60 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Maagd bevinden. De supernova werd in april 2020 ontdekt door de Zwicky Transient Facility van de Palomar-sterrenwacht in Californië. Ook de TESS-satelliet, eigenlijk bedoeld voor het opsporen van exoplaneten, registreerde het verschijnsel. En niet veel later werden tevens de Hubble-ruimtetelescoop en diverse telescopen op aarde erop gericht. Hubble onderzocht het materiaal in de naaste omgeving van de ster – materiaal dat de ster in zijn laatste levensjaar heeft uitgestoten. Deze waarnemingen hebben astronomen in staat gesteld om te begrijpen wat er met de ster gebeurde vlak voordat hij explodeerde. Daarnaast zijn oudere Hubble-waarnemingen gebruikt om inzicht te krijgen in de tien jaar daarvoor. Aan de hand van de verzamelde gegevens heeft een team van astronomen, onder leiding van Samaporn Tinyanon van de Universiteit van Californië te Santa Cruz, op drie verschillende manieren de massa van de exploderende ster kunnen bepalen. Zo werden de eigenschappen en de evolutie van de supernova vergeleken met theoretische modellen, werd informatie uit een Hubble-archiefopname van de ster uit 1997 gebruikt om sterren met een hogere massa uit te sluiten, en kon een rechtstreekse meting worden gedaan van de hoeveelheid zuurstof in de supernova. De gevonden resultaten waren in goede overeenstemming met elkaar: de ontploffende ster moet ongeveer 14 tot 15 keer zoveel massa hebben gehad als onze zon. Dat versterkt het vertrouwen in de verschillende methoden waarmee astronomen de massa’s van supernova’s schatten. (EE)
→ Hubble Gives Unprecedented, Early View of a Doomed Star’s Destruction

18 oktober 2021
Een internationaal team van onderzoekers, onder wie astronomen van de Nederlandse Instituten voor radioastronomie (ASTRON) en ruimteonderzoek (SRON) en van de Universiteit Leiden, heeft voor het eerst de volledige omvang waargenomen van de evolutie van heet gas dat door een actief zwart gat wordt geproduceerd. Het uitgestoten gas omvat een veel groter gebied dan eerder werd gedacht en treft objecten tot in de wijde omgeving (Nature Astronomy, 18 oktober). De bevindingen zijn gebaseerd op onderzoek van Nest200047, een verder onbeduidende groep van sterrenstelsels op ongeveer 200 miljoen lichtjaar afstand. Het centrale sterrenstelsel herbergt een spectaculair zwart gat dat actief bezig is om alle omringende materie op te slokken en al doende krachtige stromen deeltjes uitstoot. Deze deeltjes hebben paren van bellen en filamenten van heet gas gevormd die geleidelijk van het zwarte gat zijn weggedreven. Ze bereiken afstanden van honderdduizenden lichtjaren en botsen op alles wat in hun weg staat. De structuren die nu waarneembaar zijn, doen sterk denken aan de paddenstoelvormige rookpluimen die door vulkaanuitbarstingen in de atmosfeer van de aarde ontstaan. Timothy Shimwell (ASTRON), co-auteur van de studie, is opgetogen over het resultaat. ‘Al vele jaren proberen onderzoekers uit te vinden hoeveel invloed een zwart gat op diens omgeving kan uitoefenen. De beelden die we van dit ongelooflijke stelsel hebben gemaakt, laten zien dat het antwoord ‘verbluffend groot’ is: het zwarte gat beïnvloedt niet alleen het gaststelsel, maar een enorme intergalactische omgeving die honderden andere sterrenstelsels kan bevatten.’ De waarnemingen die dit onderzoek mogelijk hebben gemaakt, zijn uitgevoerd door de Low Frequency Array (LOFAR) en de extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA). LOFAR, dat in Nederland is gevestigd, is de grootste radiotelescoop voor lage frequenties ter wereld, en eROSITA is een ultramodern röntgeninstrument dat deel uitmaakt van de Russisch/Duitse ruimtetelescoop Spektr-RG. (EE)
→ Volcanic ‘activity’ in black holes blows monumental bubbles spanning hundreds of thousands of light years

18 oktober 2021
Sterrenkundigen wisten al dat ons eigen Melkwegstelsel is ‘gegroeid’ door kleinere sterrenstelsels op te slokken. Maar nu heeft een Italiaans-Nederlands onderzoeksteam aangetoond dat een klein buurstelsel van de Melkweg op zijn beurt ook weer een, nog kleiner, sterrenstelsel uit een andere omgeving heeft ingelijfd (Nature Astronomy, 18 oktober). Volgens de heersende theorie zijn grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg ontstaan door samensmeltingen met kleinere sterrenstelsels. De afgelopen jaren zijn daarvoor de bewijzen gevonden dankzij de Gaia-satelliet. Een Italiaans-Nederlands onderzoeksteam wilde nu ook het vermoeden aantonen dat kleine sterrenstelsels op hun beurt weer uit nog kleinere stelsels bestaan. Om hun hypothese te toetsen, onderzochten zij de Grote Magelhaense Wolk, een buurstelsel van onze Melkweg. Ze keken daarbij in het bijzonder naar bolvormige sterrenhopen, ook wel ‘bolhopen’ genoemd. Bolhopen zijn groepen van duizenden tot miljoenen sterren. Het idee is dat de kern van zo’n bolhoop stand weet te houden, zelfs na miljarden jaren van duw- en trekwerk in een sterrenstelsel. De onderzoekers hebben de chemische samenstelling geanalyseerd van elf van deze bolhopen die zijn waargenomen met de Very Large Telescope en de Magellan-telescopen in Chili. Van de elf onderzochte bolhopen in de Grote Magelhaense Wolk bleek er één een duidelijk afwijkende chemische samenstelling te hebben. Het gaat om bolhoop NGC 2005. Deze bolhoop telt nog ongeveer 200.000 sterren en bevindt zich op 750 lichtjaar van het centrum van de Grote Magelhaense Wolk. NGC 2005 bevat onder andere minder zink, koper, silicium en calcium dan de tien andere bolhopen. De onderzoekers beredeneren op basis van de chemische samenstelling van NGC 2005 dat de bolhoop een overblijfsel moet zijn van een klein sterrenstelsel waarin de sterren vrij langzaam werden gevormd. Miljarden jaren geleden zou dat kleine sterrenstelsel zijn samengesmolten met de, toen nog niet zo heel grote, Grote Magelhaense Wolk. In de loop van de tijd is het grootste deel van het kleine sterrenstelsel uit elkaar getrokken en zijn de meeste sterren verspreid geraakt, maar bleef het centrum, bolhoop NGC 2005, achter. Onderzoeker Davide Massari, werkzaam in Italië en bij de Rijksuniversiteit Groningen, is verheugd: ‘We zien dus eigenlijk een overblijfsel van een eerdere samensmelting. En we hebben nu voor het eerst overtuigend aangetoond dat kleine sterrenstelsels in de buurt van onze Melkweg op hun beurt zijn opgebouwd uit nog kleinere sterrenstelsels.’ 
→ Oorspronkelijk persbericht

8 oktober 2021
Zeven jaar geleden registreerde de Hubble-ruimtetelescoop een object aan de hemel dat er zo vreemd uitziet dat astronomen er jaren over hebben gedaan om een verklaring te vinden. Het blijkt een vervormde afbeelding te zijn van een ver sterrenstelsel. Door het zwaartekrachtlenseffect zijn drie identieke afbeeldingen van dit stelsel te zien. Het vreemde object werd in 2013 bij toeval opgemerkt door astronoom Timothy Hamilton van Shawnee State University in Portsmouth, Ohio (VS) en staat sindsdien bekend als ‘Hamiltons Object’. Het bestaat uit twee ‘bulges’ (een bulge is het sterrenrijke centrale deel van een sterrenstelsel) met minstens drie evenwijdige strepen ernaast. Een team onder leiding van Richard Griffiths van de Universiteit van Hawaï heeft nu vastgesteld dat de strepen de uitgerekte beelden zijn van één en hetzelfde sterrenstelsel, dat zich op meer dan 11 miljard lichtjaar afstand bevindt. En ze blijken elkaars spiegelbeelden te zijn. Deze kosmische fata morgana wordt veroorzaakt door een voorheen onbekende cluster van sterrenstelsels die van ons uit gezien vóór het verre sterrenstelsel staat. Met zijn enorme zwaartekracht vervormt deze cluster de ruimte, waardoor we een vergrote afbeelding van het verre stelsel te zien krijgen. Er zijn veel meer voorbeelden bekend van zulke ‘gelensde’ sterrenstelsels, maar die zien er doorgaans heel anders uit. In dit geval blijkt er iets bijzonders aan de hand te zijn: het achtergrondstelsel ligt aan weerszijden van een ‘rimpeling’ in de ruimte, die wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van opeenhopingen van donkere materie – het onzichtbare spul waaruit het grootste deel van de massa in het heelal bestaat. Doordat het licht van het verre stelsel precies langs deze rimpeling door de voorgrondcluster heen gaat, ontstaan twee gespiegelde afbeeldingen, plus een derde afbeelding rechts daarvan. Het effect is enigszins vergelijkbaar met de heldere lichtpatronen die op een zonnige dag op de bodem van een zwembad te zien zijn. Uit een reconstructie van de derde gelensde afbeelding blijkt dat we tegen de zijkant van het verre sterrenstelsel aan kijken. Het gaat om een balkspiraalstelsel met omvangrijke stervormingsgebieden. (EE)
→ ‘Double’ Galaxy Mystifies Hubble Astronomers

22 september 2021
Met het ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Noord-Chili zijn zes verre, zware sterrenstelsels ontdekt die geen 'brandstof' meer hebben voor de vorming van nieuwe sterren. Astronomen begrijpen niet goed hoe dat mogelijk is: vanwege hun grote afstand en de bijbehorende reistijd van het licht worden de sterrenstelsels waargenomen zoals ze er in de jeugd van het heelal uitzagen - hooguit drie miljard jaar na de oerknal - en algemeen werd aangenomen dat grote, zware stelsels in die periode over kolossale hoeveelheden koud waterstofgas beschikken, waaruit gedurende lange tijd nieuwe sterren kunnen ontstaan. De zes sterrenstelsels zijn bestudeerd met de Hubble Space Telescope, die de hoeveelheid sterlicht opmat, en met ALMA, die de warmtestraling registreerde van koel stof. Op basis van de ALMA-waarnemingen kon vervolgens een goede schatting worden gemaakt van de beschikbare voorraad koud gas in de stelsels. Die bleek vrijwel volledig te zijn uitgeput. Dat doet vermoeden dat er - voorlopig althans - geen nieuwe sterren meer zullen ontstaan. Vanwege hun grote afstanden zijn de sterrenstelsels (ondanks hun massa) erg lichtzwak. Bij de waarnemingen werd dankbaar gebruik gemaakt van het zwaartekrachtlenseffect: het licht van de verre achtergrondstelsels wordt versterkt (en vervormd) door de zwaartekracht van een zware cluster van sterrenstelsels op de voorgrond. Een mogelijke verklaring voor de afwezigheid van koud gas is dat energierijke straling van een centraal superzwaar zwart gat het interstellaire gas in de stelsels sterk verhit. Toekomstige waarnemingen kunnen daar uitsluitsel over geven. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature. (GS)
→ ALMA Scientists Uncover the Mystery of Early Massive Galaxies Running on Empty

22 september 2021
Sterrenkundigen hebben voor het eerst met succes een nieuwe methode uitgetest om quasars te 'wegen'. Quasars zijn de extreem heldere kernen van ver verwijderde sterrenstelsels. In het centrum bevindt zich een superzwaar zwart gat dat materie uit de omgeving opslokt. Voordat dat gas in het zwarte gat verdwijnt, hoopt het zich op in een zogeheten accretieschijf, waar de temperatuur kan oplopen tot vele tienduizenden graden - vandaar de grote helderheid van quasars. Op grotere afstand van het zwarte gat cirkelt gas rond het zwarte gat met snelheden van duizenden kilometers per seconde, in de zogeheten broad (emission) line region (BLR). Als je van dat gas zowel de snelheid als de afstand tot het centrum van de quasar weet, is het eenvoudig om de massa van het zwarte gat te bepalen. Vanwege de enorme afstanden van quasars, en de relatief geringe afmetingen van het BLR-gebied, was dat tot nu toe echter onmogelijk. Met behulp van een nieuwe techniek, spectro-astrometrie geheten, is het nu voor het eerst wél gelukt. Bij deze techniek worden spectroscopische metingen geïntegreerd met nauwkeurige positiebepalingen. Een team onder leiding van Felix Bosco van het Max Planck Institut für Astronomie heeft zulke metingen verricht aan quasar J2123-0050 in het sterrenbeeld Waterman. Die quasar staat zo ver weg dat zijn licht er 10,9 miljard jaar over heeft gedaan om op aarde aan te komen. De astronomen, onder wie Joe Hennawi van de Leidse Sterrewacht, concluderen op basis van hun metingen dat het superzware gat in de kern van de quasar 1,8 miljard keer zo zwaar moet zijn als de zon. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De metingen aan J2123-0050 zijn verricht met een gevoelig instrument op de 8,1-meter Gemini North Telescope op Mauna Kea, Hawaii. De astronomen verwachten dat toekomstige monstertelescopen zoals de Europese 39-meter Extremely Large Telescope van vrijwel alle quasars in het heelal op deze manier de massa kan bepalen. (GS)
→ How to weigh a quasar

14 september 2021
In 2037 zal er een supernova opvlammen aan de sterrenhemel. Helaas wel zo ver weg dat hij alleen met grote telescopen zichtbaar zal zijn. Sterrenkundigen kunnen de sterexplosie voorspellen omdat het licht van de supernova langs andere wegen al eerder op aarde is aangekomen, dankzij het zogeheten zwaartekrachtlenseffect. Supernova Requiem, zoals hij is genoemd, explodeerde ca. 10 miljard jaar geleden in een extreem ver verwijderd sterrenstelsel. Het licht van de supernova werd tijdens zijn lange reis naar de aarde afgebogen en versterkt door de zwaartekracht van een zware cluster van sterrenstelsels (MACS J0138.0-2155) die zich tussen het verre stelsel en de aarde in bevindt. Daarbij werd het beeld van het achtergrondstelsel in vieren gesplitst en sterk vervormd. In drie van die vier beeldjes (ook wel 'lichtbogen' genoemd) was in 2016 een sterretje zichtbaar, zo ontdekte Gabe Brammer van de Universiteit van Kopenhagen in Denemarken op archieffoto's van de Hubble Space Telescope. Brammer realiseerde zich dat het moest gaan om drie afzonderlijke beeldjes van een supernova-explosie. Omdat het licht van die drie beeldjes langs verschillende routes op aarde is aangekomen, met net iets verschillende reistijden, zullen de drie supernova-beeldjes indertijd niet tegelijkertijd zijn verschenen, maar de oude Hubble-opnamen boden geen informatie over die tijdverschillen. Op basis van een model van de massaverdeling in de voorgrondcluster hebben sterrenkundigen nu echter berekend dat de supernova in 2037 opnieuw zal moeten oplichten, in een vierde beeldje van het verre sterrenstelsel. Uit waarnemingen die tegen die tijd ongetwijfeld verricht gaan worden, kunnen astronomen niet alleen informatie afleiden over de verdeling van zichtbare en donkere materie in de cluster, maar ook over de afstanden van zowel de cluster als het achtergrondstelsel. De analyse en de 'voorspelling' zijn op 13 maart gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Rerun of Supernova Blast is Expected to Appear in 2037

1 september 2021
Volgens de gangbare theorie blazen lichte sterren als onze zon hun verschillende lagen zachtjes weg als ze sterven, terwijl zware sterren als supernova’s exploderen. Maar om de een of andere reden zijn sterrenkundigen er nog niet in geslaagd supernova’s te ontdekken van sterren die zwaarder zijn dan achttien zonsmassa’s. Een team onder leiding van SRON-sterrenkundigen heeft nu een nieuwe aanwijzing gevonden die het bestaan van dit mysterie bevestigt (The Astrophysical Journal Letters, 31 augustus). Het onderzoeksteam bestudeerde het sterrenstelsel Arp 299 met de XMM Newton-ruimtetelescoop, waarmee ze de grote hoeveelheden verschillende chemische elementen wilden meten die normaal gesproken vrijkomen wanneer een zware ster ontploft. Toen de onderzoekers de gemeten hoeveelheden ijzer, neon en magnesium vergeleken met bestaande modelberekeningen die beschrijven hoe sterren hun directe omgeving verrijken, bleken die behoorlijk van elkaar te verschillen. ‘Dit is een nieuwe aanwijzing dat heel zware sterren niet als supernova’s eindigen,’ aldus hoofdauteur Junjie Mao (Hiroshima/Strathclyde/SRON). ‘Als we de verwachte bijdrage door supernova’s zwaarder dan 23 tot 27 zonsmassa’s uit de modelberekening voor chemische verrijking weglaten, dan is het verschil tussen het model en onze waarnemingen ineens veel minder groot.’ Sterrenkundigen begrijpen nog steeds niet waarom sterren van ongeveer achttien zonsmassa’s niet gehoorzamen aan de conventionele theorie voor sterevolutie, en weigeren te ontploffen. Een mogelijke verklaring is dat ze rechtstreeks ineenstorten tot een zwart gat, zonder te exploderen. Een pas geboren ster bestaat grotendeels uit waterstof, het lichtste element in het heelal. De enorme zwaartekracht zorgt ervoor dat de druk in de sterkern oploopt, waardoor waterstof via kernfusie wordt omgezet in helium. Dit verschijnsel trekt als een brandende schil naar de buitenste lagen, waarbij een heliumkern overblijft. Wanneer deze kern zwaar genoeg wordt, doet de zwaartekracht zijn werk weer en komt er een fusieproces op gang, waarbij helium wordt omgezet in koolstof en zuurstof. Uiteindelijk ontstaat een schillenstructuur als die van een ui, met lagen van zwaardere elementen dichter bij de kern. Sterren zwaarder dan acht zonsmassa’s krijgen lagen van waterstof, helium, zuurstof, koolstof, neon, natrium en magnesium, en een kern van ijzer. Onder normale omstandigheden versmelt ijzer niet zodat ijzer zich ophoopt in de sterkern, totdat deze bezwijkt onder het eigen gewicht en er een kettingreactie op gang komt: een supernova. Dit zou moeten gebeuren bij alle sterren die zwaar genoeg zijn om ijzer in hun kern op te slaan. Maar om onduidelijke redenen vinden sterrenkundigen steeds meer bewijs dat dit niet opgaat voor sterren die zwaarder zijn dan achttien zonsmassa’s.
→ Oorspronkelijk artikel

30 augustus 2021
Sterrenstelsels vervuilen hun eigen omgeving, zo hebben astronomen ontdekt. Een team van Australische astronomen onder leiding van Alex Cameron en Deanne Fisher van het ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) heeft met behulp van een nieuw camerasysteem van de Keck-sterrenwacht op Hawaï namelijk kunnen bevestigen dat wat een sterrenstelsel in gaat een stuk schoner is dan wat eruit komt (Astrophysical Journal, 30 augustus). Sterrenstelsels trekken enorme wolken van gas uit hun omgeving aan, en gebruiken dat gas om nieuwe sterren te ‘maken’. Dat binnenstromende gas bestaat vrijwel geheel uit waterstof en helium. Met behulp van de Keck Cosmic Web Imager hebben de astronomen nu vastgesteld dat de de sterren die uit dit verse gas ontstaan, uiteindelijk enorme hoeveelheden gas terug de ruimte in blazen, voornamelijk door middel van supernova-explosies. Dat uitgestoten gas is dan echter ‘vervuild’ met veel andere elementen, zoals zuurstof, koolstof en ijzer. Voor hun bevindingen hebben de onderzoekers het ongeveer 500 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel Mrk 1486, waarin in hoog tempo nieuwe sterren ontstaan, onder de loep genomen. Dat stelsel leende zich heel goed voor dit onderzoek, omdat we vanaf de aarde precies tegen de ‘zijkant’ ervan aankijken, waardoor het uitstromende gas gemakkelijk kan worden waargenomen. De waarnemingen laten zien dat de instroom en uitstroom van gassen op een specifieke manier gebeurt. Als je het sterrenstelsel als een ronddraaiende schijf voorstelt, komt het schone toestromende gas langs de rand binnen, waar het tot nieuwe sterren condenseert. Wanneer deze sterren later ontploffen, blazen ze het ‘vervuilde’ gas via boven- en onderkant van de schijf naar buiten. (EE)
→ Galaxies pump out contaminated exhausts

25 augustus 2021
Een Nederlands team van astronomen heeft ontdekt dat het herhalende patroon in de kosmische radioflitser FRB20180916B niet wordt veroorzaakt door de krachtige sterrenwind van een begeleidende ster, zoals eerder werd vermoed. De flitsen komen mogelijk van een zeer sterk gemagnetiseerde maar eenzame neutronenster, een zogeheten magnetar. De astronomen deden deze ontdekking door waarnemingen met twee van de grootste radiotelescopen ter wereld – LOFAR en Westerbork – met elkaar te combineren (Nature, 25 augustus). Snelle radioflitsen behoren tot de heftigste uitbarstingen in het heelal, maar astronomen dachten tot nu toe dat deze flitsen door een ‘mist’ van elektronen werden verhuld. De nieuwe waarnemingen laten zien dat dit toch niet het geval is. De onderzoekers bestudeerden de snelle radioflitser FRB20180916B op twee golflengten tegelijk: de één veel korter dan de andere. Radioflitsen zijn zeer energierijke uitbarstingen die slechts een duizendste van een seconde duren. Sommige snelle radioflitsers zenden meerdere flitsen uit, FRB20180916B zelfs met regelmaat. Sterrenkundigen vermoedden daarom dat de flitsen van dubbelsterren afkomstig zijn. Die draaien zeer regelmatig om elkaar heen, en kunnen elkaar met hun sterrenwind verduisteren. Zo’n sterrenwind zou kortgolvige radiostraling moeten doorlaten, maar de langgolvigere radiostraling niet. Om dat idee te testen, hebben de astronomen de LOFAR-telescoop met de vernieuwde Westerbork-telescoop gecombineerd. Zo konden ze FRB20180916B op twee radiogolflengten tegelijk waarnemen. Westerbork detecteerde radiostraling met een golflengte van 21 centimeter; LOFAR ‘keek’ op een golflengte van 3 meter. Beide telescopen maakten een hogesnelheidsfilm van de bron, met duizenden beeldjes per seconde. Deze opnamen werden met behulp van een zelflerende supercomputer direct geanalyseerd. De verwachting was dat FRB20180916B vooral kortgolvige radioflitsen zou vertonen. Maar in plaats daarvan werden twee dagen van kortgolvige flitsen afgewisseld met drie dagen van langgolvige flitsen. Dat betekent dat het ‘dubbelsterwindmodel’ niet kan kloppen: er moet iets anders aan de hand zijn. Onderzoeksleider Joeri van Leeuwen (ASTRON/UvA) wijst het feit dat de snelle radioflitsen ongehinderd kunnen ontsnappen erop dat ze waarschijnlijk afkomstig zijn van magnetars. Dat zijn neutronensterren met een dichtheid vele malen hoger dan lood, en een gigantisch sterk magnetisch veld. In het geval van FRB20180916B zou het dan moeten gaan om een langzaam draaiende magnetar. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

17 augustus 2021
Een internationaal team van astronomen heeft de meest gedetailleerde beelden ooit gepubliceerd van sterrenstelsels buiten ons eigen Melkwegstelsel. De beelden zijn gemaakt met gegevens die zijn verzameld met de door ASTRON gebouwde en beheerde Low Frequency Array (LOFAR), een radiotelescoop die bestaat uit een netwerk van meer dan 70.000 kleine antennes, verspreid over negen Europese landen, met het centrum in Exloo, Nederland. Het LOFAR-netwerk maakt opnamen op FM-radiofrequenties die, in tegenstelling tot bronnen met een kortere golflengte zoals zichtbaar licht, geen hinder ondervinden van de wolken van stof en gas die hemelobjecten aan het zicht kunnen onttrekken. Gebieden in de ruimte die voor onze ogen donker lijken, kunnen in werkelijkheid helder stralen op radiogolflengten, zodat astronomen in het inwendige van stervormingsgebieden of in de kernen van sterrenstelsels kunnen kijken. De nieuwe beelden verleggen de grenzen van wat we over sterrenstelsels en superzware zwarte gaten weten. Een speciale uitgave van het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics is gewijd aan elf onderzoeksartikelen waarin deze beelden en de wetenschappelijke resultaten worden beschreven. De opnamen tonen het inwendige van nabije en verre sterrenstelsels met een resolutie die twintig keer groter is dan gewone LOFAR-opnamen. Dit is te danken aan de unieke manier waarop het team de array heeft gebruikt. De meer dan 70.000 LOFAR-antennes staan verspreid over Europa, maar de meeste staan in Nederland. Bij normaal gebruik worden alleen de signalen van antennes die zich in Nederland bevinden gecombineerd, en ontstaat een ‘virtuele’ telescoop met een middellijn van 120 kilometer. Door de signalen van alle Europese antennes te gebruiken, heeft het team deze diameter opgevoerd tot bijna 2000 kilometer, waardoor de resolutie met een factor twintig is toegenomen. Dankzij deze hoge resolutie hebben de astronomen kunnen ‘inzoomen’ op de superzware zwarte gaten die zich in de kernen van veel sterrenstelsels verschuilen. Veel van deze zwarte gaten zijn ‘actief’, wat betekent dat ze materie uit hun omgeving opslokken en in de vorm van krachtige ‘straalstromen’ of jets terug de ruimte in blazen. Deze jets zijn onzichtbaar voor het blote oog, maar stralen heel helder op radiogolflengten. De nieuwe LOFAR-opnamen laten zien wat er gebeurt wanneer superzware zwarte gaten zulke radiojets ontwikkelen – iets wat tot nu toe niet mogelijk was bij frequenties in de buurt van de FM-radioband. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

13 augustus 2021
De eetpatronen van superzwarte gaten geven inzicht in hun afmetingen, zo blijkt uit nieuw onderzoek door astronomen van de Universiteit van Illinois. Het onderzoek laat zien dat er een duidelijk verband bestaat tussen de massa van een zwart gat dat gas uit zijn omgeving aantrekt en de helderheidsvariaties die het object daarbij vertoont (Science, 12 augustus). Superzware zwarte gaten hebben miljoenen tot miljarden keren zoveel massa als onze zon en bevinden zich doorgaans in het centrum van zware sterrenstelsels. Als ze ‘sluimeren’ en zich niet voeden met gas en sterren in hun omgeving, zenden deze objecten heel weinig licht en andere vormen van straling uit. De enige manier waarop astronomen ze dan kunnen waarnemen is via de zwaartekrachtsinvloed die zij op nabije sterren en gaswolken uitoefenen. Superzware zwarte gaten die snel groeien zenden indirect wél enorme hoeveelheden licht uit. Dat licht is afkomstig van de ziedend hete materie die zich rond hen ophoopt – de zogeheten accretieschijf. Dat licht is echter niet constant. Om nog niet geheel duidelijke redenen vertoont het flakkeringen op tijdschalen van enkele uren tot tientallen jaren. Dit fluctuatiepatroon is niet constant: het vertoont geleidelijke variaties. Wat de astronomen nu hebben ontdekt is dat de karakteristieke tijdschaal waarop deze variaties zich afspelen langer is naarmate een zwart gat meer massa heeft. Dat suggereert dat de flakkeringen in de accretieschijven rond zwarte gaten worden veroorzaakt door een universeel proces. (EE)
→ Black hole size revealed by its eating pattern

5 augustus 2021
Exploderende sterren veroorzaken spectaculaire lichtshows, maar die zijn lang niet altijd goed te zien. Nieuw onderzoek wijst erop dat veel verre supernova-explosies op zichtbare golflengten aan het zicht onttrokken worden door dichte stofwolken. Dat verklaart waarom het aantal ster-explosies dat in verre sterrenstelsels is waargenomen ver achterblijft bij de voorspellingen van astrofysici. Om zulke verborgen supernova’s op te sporen, heeft een team onder leiding van Ori Fox van het Space Telescope Science Institute gegevens van de vorig jaar ‘gepensioneerde’ ruimtetelescoop Spitzer uitgeplozen. Spitzer nam het heelal waar in infrarood licht, dat – anders dan zichtbaar licht – door stofwolken heen dringt. (Stof is de term die astronomen gebruiken voor uiterst kleine vaste deeltjes in de ruimte.) Op basis van hun onderzoek van veertig stofrijke sterrenstelsels, komen Fox en zijn team tot de conclusie dat supernova’s inderdaad zo vaak voorkomen als verwacht – een verwachting die is gebaseerd op de huidige inzichten over hoe zware sterren evolueren. Ruwweg de helft van alle verre supernova-explosies blijkt over het hoofd te worden gezien, omdat ze schuilgaan achter dichte wolken van stof. In het nabije heelal speelt dit probleem niet. De daar aanwezige sterrenstelsels hebben hun stervormingstempo vertraagd en zijn daardoor doorgaans minder ‘stoffig’. De sterrenstelsels die we verder weg in het heelal waarnemen lijken van ons uit gezien echter jonger: ze produceren in een hoger tempo sterren en daarbij komt veel stof vrij. Dit stof absorbeert en verstrooit optisch en ultraviolet licht, waardoor het onze telescopen niet kan bereiken. Onderzoekers vermoedden daarom al langer dat veel supernova’s onopgemerkt blijven. (EE)
→ Stars Are Exploding in Dusty Galaxies. We Just Can’t Always See Them

29 juli 2021
Nieuw onderzoek door wetenschappers die gebruik maken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) wijst erop dat sterrenstelsels die op enig moment veel gas zijn kwijtgeraakt niet per se ten dode opgeschreven hoeven te zijn. Het uitgestoten gas kan ook weer ‘terugvallen’ en alsnog voor de vorming van nieuwe sterren zorgen. De meeste sterrenstelsels maken deel uit van clusters. De ruimte tussen deze stelsels is gevuld met heet gas, dat het intracluster-medium wordt genoemd. Terwijl de sterrenstelsels zich met hoge snelheden binnen hun cluster verplaatsen, ondervinden ze een ‘tegenwind’ van dat gas, die ervoor zorgt dat de stelsels gas kwijtraken. In de loop van de tijd kan hierdoor de gasvoorraad in de stelsels uitgeput raken, waardoor ze geen nieuwe sterren meer kunnen vormen. Computersimulaties hebben echter laten zien dat niet al het gas dat door deze ‘ramdruk’ uit de stelsels ontsnapt definitief verloren hoeft te zijn. De gaswolken zouden namelijk lang niet altijd genoeg snelheid krijgen om echt te ontsnappen. ALMA-waarnemingen van een groot spiraalstelsel in de Comacluster, op ongeveer 320 miljoen lichtjaar van de aarde, hebben deze voorspelling nu bevestigd. Het stelsel, NGC 4921, vertoont lokaal weliswaar duidelijke gevolgen van ramdruk, maar elders hebben zich juist weer nieuwe gasvoorraden gevormd. Het vermoeden bestaat dat magnetische velden ervoor hebben gezorgd dat het gas niet definitief uit het stelsel heeft kunnen ontsnappen. Hoeveel gas er naar NGC 4921 is teruggevallen en hoeveel nieuwe sterren als gevolg daarvan kunnen ontstaan, is echter nog onduidelijk. (EE)
→ Scientists Observe Gas Re-accretion in Dying Galaxies for the First Time

28 juli 2021
Een internationaal team van astronomen, onder wie Elisa Costantini (SRON), heeft voor het eerst licht waargenomen afkomstig van de achterkant van een zwart gat. Deze straling komt oorspronkelijk uit de corona rondom het zwarte gat, als röntgenstraling. Na een reeks sterke röntgenflitsen vanaf de voorkant volgde een serie zwakke flitsen, die vanaf de achterkant moeten zijn weerkaatst op de accretieschijf rond het zwarte gat (Nature, 29 juli). Terwijl de onderzoekers een superzwaar zwart gat bekeken dat lustig röntgenstraling aan het rondstrooien was in het centrum van een sterrenstelsel hier 800 miljoen lichtjaar vandaan, viel hen een interessant patroon op. Ze zagen een reeks heldere röntgenflitsen — spannend, maar niet ongehoord. Maar toen ving de telescoop iets onverwachts op: een stel röntgenflitsen die zwakker, later en van een andere golflengte waren. De oorspronkelijke motivatie achter het onderzoek was om een mysterieuze eigenschap van veel zwarte gaten te onderzoeken. Als kosmisch gas richting een superzwaar zwart gat valt, vormt het een zogenoemde corona rondom het zwarte gat, die röntgenstraling uitzendt. Dit röntgenlicht kan worden bestudeerd om een zwart gat te karakteriseren en in kaart te brengen. Het gas binnen een corona wordt miljoenen graden heet: genoeg om elektronen van atomen te scheiden, zodat er een gemagnetiseerd plasma ontstaat. De magnetische veldlijnen zitten gevangen in de krachtige rotatie van het zwarte gat, waardoor ze zodanig opgewonden en verstrikt raken dat ze uiteindelijk breken. Dit proces is zo vergelijkbaar met wat er rondom onze zon gebeurt dat het dezelfde naam heeft gekregen: corona. Voor hun onderzoek richtten de astronomen de ruimtetelescopen NuSTAR (NASA) en XMM-Newton (ESA) op het sterrenstelsel I Zwicky 1. Ze detecteerden een reeks röntgenflitsen, en terwijl ze die bestudeerden merkten ze een serie zwakkere flitsen op. Ze kwamen erachter dat dit dezelfde flitsen zijn, maar dan van de achterkant, als echo teruggekaatst op de accretieschijf rond het zwarte gat – een eerste glimp van de achterkant van een zwart gat dus. 
→ Oorspronkelijk persbericht

26 juli 2021
Astronomen hebben de kortste gammaflits ooit geregistreerd die door de implosie van een zware ster is veroorzaakt. De stoot gammastraling, die afkomstig was uit een sterrenstelsel op 6,6 miljard lichtjaar, duurde maar 0,6 seconde. Normaal gesproken duurt de gammaflits die door zo’n supernova-explosie wordt veroorzaakt minstens tweemaal zo lang (Nature Astronomy, 26 juli). Gammaflitsen behoren tot de helderste en meest energierijke gebeurtenissen in het heelal. Maar over de oorzaak van deze kortstondige verschijnselen bestaat nog onduidelijkheid. Op basis van hun duur maken astronomen onderscheid tussen twee soorten. Korte gammaflitsen duren korter dan twee seconden en worden vermoedelijk veroorzaakt door botsingen tussen neutronensterren. Gammaflitsen die langer duren worden in verband gebracht met supernova-explosies, die worden veroorzaakt door het ineenstorten van zware sterren. De ontdekking van de extreem korte gammaflits GRB 200826A, die tijdens een supernova optrad, laat echter zien dat de sommige gammaflitsen zich niet aan deze tweedeling houden. Een onderzoeksteam onder leiding van promovendus Tomás Ahumada van de Universiteit van Maryland denkt dat sommige supernova-gerelateerde gammaflitsen kort lijken, omdat de bundels van gammastraling die aan de polen van de instortende ster ontspringen niet krachtig genoeg zijn om volledig aan de ster te ontsnappen, waardoor de gammaflits bijna mislukt. Andere instortende sterren zouden zelfs zulke zwakke jets hebben dat ze helemaal geen gammaflits produceren. De ontdekking kan ook een astronomisch raadsel helpen verklaren. Lange gammaflitsen worden in verband gebracht met een specifiek soort supernova’s (type Ic-BL), maar het aantal supernova-explosies van dit type die astronomen waarnemen is veel groter dan het aantal lange gammaflitsen. De ontdekking van een zeer korte gammaflits die verband houdt met een supernova doet vermoeden dat sommige supernova-gerelateerde gammaflitsen zich voordoen als korte gammaflitsen, waarvan wordt aangenomen dat ze door botsende neutronensterren worden veroorzaakt. Hierdoor zou het aantal supernova-gerelateerde gammaflitsen onderschat worden. (EE)
→ Astronomers Uncover Briefest Supernova-Powered Gamma-Ray Burst

19 juli 2021
De Event Horizon Telescope (EHT) samenwerking, bekend van het maken van de eerste foto van het zwarte gat in het sterrenstelsel M87, heeft nu het hart van het naburige sterrenstelsel Centaurus A in ongekend detail in beeld gebracht. De astronomen hebben het centrale superzware zwarte gat gelokaliseerd en onthullen hiermee hoe daar twee gigantische jets ontstaan. Opvallend is dat de buitenste randen van de jets straling uitzenden, een fenomeen dat de huidige theoretische modellen op de proef stelt. Het onderzoek is geleid door Michael Janssen van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) en de Radboud Universiteit, en is gepubliceerd in Nature Astronomy. Centaurus A is een van de dichtstbijzijnde radio- sterrenstelsels en behoort, op radiogolflengten, tot de helderste objecten aan de nachthemel. Nadat het in 1949 voor het eerst werd geïdentificeerd als extragalactische radiobron, is Centaurus A uitgebreid bestudeerd door verschillende radio-, infrarood-, optische, röntgen- en gammastralingsobservatoria. In het centrum van Centaurus A bevindt zich een zwart gat van 55 miljoen zonsmassa’s. In de nieuwe publicatie zijn de data van de EHT-waarnemingen uit 2017 geanalyseerd om Centaurus A in ongekend detail in beeld te brengen. Vergeleken met alle vorige hogeresolutiewaarnemingen is de Centaurus A-jet nu met een tien keer zo hoge frequentie en zestien keer scherpere resolutie gefotografeerd. Met het oplossend vermogen van de EHT kunnen astronomen de afmetingen van de jet linken aan de plek van afkomst nabij het zwarte gat. Superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels zoals Centaurus A trekken gas en stof aan. Dit proces zorgt voor de uitstoot van enorme hoeveelheden energie en het sterrenstelsel wordt daardoor ‘actief’. De meeste materie in de buurt van de rand van het zwarte gat valt erin. Maar omringend gas kan net voordat het ingevangen wordt ontsnappen en in de vorm van nauwe bundels of jets ver het heelal in geblazen worden. Om dit proces te kunnen begrijpen, gebruiken astronomen verschillende modellen voor hoe materie zich bij een zwart gat gedraagt. Maar ze weten nog steeds niet precies hoe jets worden gelanceerd en hoe ze langer kunnen worden dan het sterrenstelsel waaruit ze afkomstig zijn zonder uit te waaieren. De EHT-samenwerking wil dit mysterie oplossen. Met de nieuwe EHT-waarnemingen van de Centaurus A-jets is nu de waarschijnlijke locatie van het zwart gat bepaald op het punt waar de jets worden gelanceerd. Hierop gebaseerd, voorspellen onderzoekers dat toekomstige waarnemingen op nog kortere golflengten en hogere resolutie het mogelijk maken om het zwarte gat van Centaurus A te fotograferen. Deze waarnemingen zouden wel vanuit de ruimte moeten worden gedaan. De EHT heeft gebruikgemaakt van zogenaamde Very Long Baseline Interferometry (VLBI) – dezelfde techniek waarmee de beroemde foto van het zwarte gat in M87 is gemaakt. Daarbij is gebruik gemaakt van een netwerk van acht radiotelescopen, verspreid over de hele wereld, die tezamen een virtuele telescoop ter grootte van de aarde te vormen: de Event Horizon Telescope. 
→ Volledig persbericht

16 juli 2021
Een team van astronomen heeft nieuwe waarnemingen gepresenteerd van nabije sterrenstelsels die op kleurrijk kosmisch vuurwerk lijken. De opnamen, verkregen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), werpen nieuw licht op het stervormingsproces. Astronomen weten dat sterren worden geboren in wolken van gas, maar wat de stervorming in gang zet, en welke rol sterrenstelsels als geheel daarbij spelen, blijft een raadsel. Om dit proces te begrijpen, heeft een onderzoeksteam diverse nabije sterrenstelsels waargenomen met krachtige telescopen op de grond en in de ruimte, om daarin de verschillende gebieden op te sporen die bij de geboorte van nieuwe sterren betrokken zijn. De astronomen gebruikten het MUSE-instrument van de VLT om pasgeboren sterren en het omringende gas op te sporen, dat door de sterren wordt verlicht en verwarmd, en als een indicator van actieve stervorming fungeert. De nieuwe MUSE-opnamen worden nu gecombineerd met waarnemingen van dezelfde sterrenstelsels die met ALMA zijn gedaan en eerder dit jaar zijn vrijgegeven. ALMA, die ook in Chili staat, is bijzonder geschikt om koude gaswolken in kaart te brengen – de delen van sterrenstelsels die de grondstof leveren waaruit sterren ontstaan. Door de MUSE- en ALMA-opnamen met elkaar te combineren, kunnen astronomen de galactische gebieden onderzoeken waar stervorming plaatsvindt, vergeleken met waar deze naar verwachting zou plaatsvinden, om zo beter te begrijpen wat de aanzet geeft tot de geboorte van nieuwe sterren, en wat deze juist stimuleert of afremt. De waarnemingen zijn gedaan in het kader van het Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (PHANGS)-project en geven een kleurrijk kijkje in de stellaire kraamkamers van naburige sterrenstelsels. Voor het PHANGS-project heeft MUSE 30.000 nevels van warm gas waargenomen en ongeveer 15 miljoen spectra van uiteenlopende galactische gebieden verzameld. De ALMA-waarnemingen hebben astronomen juist in staat gesteld om ongeveer 100.000 gebieden van koud gas in 90 nabije sterrenstelsels in kaart te brengen. Daarnaast maakt het PHANGS-project ook gebruik van waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. In de toekomst zullen de resultaten verder worden aangescherpt door NASA’s James Webb Space Telescope en ESO’s Extremely Large Telescope (ELT). (EE)
→ Volledig persbericht

29 juni 2021
Het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in de VS en het Virgo-observatorium voor zwaartekrachtgolven in Italië hebben zwaartekrachtgolven gedetecteerd van twee zwarte gaten die elk een neutronenster hebben verzwolgen. Een team van meer dan duizend wetenschappers doet vandaag verslag van de nieuwe detecties in The Astrophysical Journal Letters.Een zwaartekrachtgolf of gravitatiegolf is een fluctuatie in de kromming van de ruimtetijd die zich vanaf de bron voortplant als een golf. Het bestaan van zulke golven werd in 1916 voorspeld door Albert Einstein en in 2015 experimenteel bevestigd met de LIGO-detector. Zwaartekrachtgolven worden onder meer opgewekt als twee zeer zware objecten – neutronensterren, zwarte gaten of een combinatie van beide – op korte afstand om elkaar heen wentelen. Bij het ‘uitzenden’ van gravitatiegolven gaat energie verloren, en daardoor komen de beide objecten uiteindelijk met elkaar in botsing. De bronnen van de recent gedetecteerde zwaartekrachtgolven bevonden zich op een afstand van ongeveer een miljard lichtjaar. De golven hebben er dus ook ongeveer een miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. In het ene geval heeft een zwart gat van negen zonsmassa’s een neutronenster van twee zonsmassa’s verorberd. Bij de andere gebeurtenis waren een zwart gat van zes zonsmassa’s en een neutronenster van anderhalve zonsmassa betrokken. De beide detecties hebben plaatsgevonden in januari 2020. De afgelopen jaren hebben wetenschappers met behulp van LIGO en Virgo talrijke botsingen tussen twee zwarte gaten en twee neutronensterren geregistreerd. Maar tot nu toe was het niet met zekerheid gelukt om het samensmelten van een zwart gat en een neutronenster te detecteren. Bij een vergelijkbare detectie in augustus 2019 was mogelijk ook een (zwaar uitgevallen) neutronenster betrokken, maar helemaal zeker is dat niet. (EE)
→ Black holes swallow neutron stars like 'Pac Man'

29 juni 2021
Nieuwe waarnemingen met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton hebben een unieke ontdekking opgeleverd: een afgelegen gaswolk binnen een cluster van sterrenstelsels. Clusters bestaan uit tientallen tot duizenden afzonderlijke sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Deze stelsels bestaan op hun beurt weer uit sterren plus het gas en stof daartussenin – het interstellaire medium. Ook in de ruimte tussen de sterrenstelsels bevindt zich materiaal: ijl heet gas dat het interclustermedium wordt genoemd. De nieuwe ontdekking laat zien dat er soms ook interstellair gas aan een sterrenstelsel wordt onttrokken en in een afgelegen deel van de cluster belandt. De ontdekking is gedaan in de 300 miljoen lichtjaar verre Leo-cluster, die ongeveer zeventig sterrenstelsels telt. Al in 2017 is in deze cluster met de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï een ogenschijnlijk kleine wolk van warm gas ontdekt. Vervolgwaarnemingen met XMM-Newton hebben nu laten zien dat deze wolk een bron van röntgenstraling is en dat hij in werkelijkheid groter is dan ons Melkwegstelsel. De reusachtige gaswolk zwerft waarschijnlijk al geruime tijd rond in de ruimte tussen de sterrenstelsels van de Leo-cluster. Tot nu toe werd aangenomen dat het materiaal in een interclustermedium heel gelijkmatig verdeeld is, al hebben recente röntgenwaarnemingen uitgewezen dat dit gas lokale concentraties vertoont. Vermoed werd ook dat deze gasconcentraties bestaan uit materiaal dat van afzonderlijke sterrenstelsels afkomstig is. De nieuwe waarnemingen bevestigen dat vermoeden. Interstellair gas is namelijk veel koeler dan interclustergas, en de temperatuur van de afgelegen gaswolk blijkt laag te zijn. Omdat de gaswolk een aanzienlijke massa heeft, denken zijn ontdekkers dat het gas afkomstig is van een van de grootste sterrenstelsels van de Leo-cluster. (EE)
→ Orphan cloud discovered in galaxy cluster

24 juni 2021
Nieuwe waarnemingen van zes van de verste sterrenstelsels die we kennen, hebben geholpen om het moment van de ‘kosmische dageraad’ te dateren (Monthly Notices van de Royal Astronomical Society, 24 juni). Tegenwoordig baadt ons heelal in het licht, maar voordat de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd was dat nog niet het geval. Het nieuwe onderzoek plaatst het moment waarop het heelal voor het eerst in sterlicht baadde binnen een klein venster, slechts enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal. Tot die tijd was het donker in het heelal, waar stof en gas zich onder invloed van de zwaartekracht ophoopten om uiteindelijk de eerste sterren en sterrenstelsels te vormen. Daarmee kwam een einde aan de ‘Dark Ages’. Bij het onderzoek heeft een Brits/Amerikaans team de leeftijden bepaald van sterren in zes sterrenstelsels die we waarnemen op een moment dat het heelal nog maar 550 miljoen jaar oud was. Daarvoor hebben ze nauwkeurige waarnemingen gedaan met enkele van de grootste telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili, de Europese Very Large Telescope, eveneens in Chili en de beide Keck-telescopen op Hawaï. Bij de leeftijdsbepaling is gebruik gemaakt van een goed begrepen leeftijdsindicator die gebaseerd is de hoeveelheid waterstof die in de atmosferen van sterren aanwezig is. Hoe ouder de sterren, des te groter is het waterstofgehalte. Uit de spectrale metingen blijkt dat de verre sterrenstelsels al tussen de 200 en 300 miljoen jaar oud zijn. Daaruit kan worden geconcludeerd dat de eerste periode van stervorming heeft plaatsgevonden in een tijd die ver buiten het bereik van onze huidige telescopen ligt. Mogelijk is de nieuwe ruimtetelescoop JWST, die NASA dit najaar hoopt te lanceren, wel in staat om deze vroege kosmisch periode te verkennen. (EE)
→ New observations of the most distant galaxies close in on cosmic dawn

22 juni 2021
Metingen van de zwaartekracht van 259.000 geïsoleerde sterrenstelsels tonen een bijzonder nauw verband aan tussen de bijdrage van donkere materie en die van gewone materie, zoals voorspeld in de emergente-zwaartekrachttheorie en een alternatieve zwaartekrachtstheorie met de naam Modified Newtonian Dynamics. De resultaten lijken echter ook overeen te komen met een computersimulatie van het heelal, die uitgaat van donkere materie als ‘echt spul’. Er heerst al jarenlang een tweestrijd onder astronomen en natuurkundigen. Is de mysterieuze donkere materie die diep in het heelal wordt waargenomen nu écht, of zien we de gevolgen van subtiele afwijkingen van de ons bekende zwaartekrachtswetten? In 2016 kwam de Nederlandse natuurkundige Erik Verlinde met een theorie van de tweede soort: emergente zwaartekracht. Nieuw onderzoek, deze week gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics, verlegt de grens van donkerematerie-waarnemingen tot in de onbekende buitenregionen van sterrenstelsels, en legt daarmee verschillende donkerematerie-modellen en alternatieve zwaartekrachttheorieën langs de meetlat. Het onderzoek werd uitgevoerd door een internationale groep sterrenkundigen, onder leiding van Margot Brouwer (RUG en UvA). Verdere belangrijke rollen waren weggelegd voor Kyle Oman (RUG en Durham University) en Edwin Valentijn (RUG). Brouwer voerde in 2016 al een eerste test van de ideeën van Verlinde uit; dit keer sloot Verlinde zelf zich ook bij het onderzoeksteam aan. Donkere materie is nog nooit direct waargenomen – vandaar ook de naam. Wat astronomen aan de hemel zien zijn de gevolgen van mogelijk aanwezige materie: het afbuigen van sterlicht, het sneller dan verwacht bewegen van sterren, en zelfs effecten die de beweging van hele sterrenstelsels beïnvloeden. Dat al die effecten komen door extra zwaartekracht staat buiten kijf, maar de vraag is: zien we nu de gevolgen van daadwerkelijk aanwezige onzichtbare materie, of zijn het de wetten van de zwaartekracht zélf die we nog niet goed begrijpen? Om die vraag te kunnen beantwoorden gebruikt het nieuwe onderzoek eenzelfde methode als bij de eerste test in 2016. Brouwer en collega’s maken gebruik van een al tien jaar lopend programma van digitale fotografische metingen met ESO’s VLT Survey Telescope in Chili: de KiloDegree Survey (KiDS). Daarin wordt gemeten hoe sterlicht van ver weg gelegen sterrenstelsels onderweg door de zwaartekracht wordt afgebogen voordat het onze telescopen bereikt. Waar de metingen van zulke ‘lenseffecten’ in 2016 nog een gebied van zo’n 180 vierkante graden aan de hemel bestreken, is de reikwijdte inmiddels uitgebreid tot 1000 vierkante graden, waardoor nu van circa een miljoen verschillende sterrenstelsels de zwaartekrachtverdeling gemeten kan worden. Brouwer en collega’s selecteerden meer dan 259.000 geïsoleerde sterrenstelsels, waarvan ze de zogeheten ‘Radial Acceleration Relation’ (RAR) konden meten. De RAR vergelijkt de hoeveelheid zwaartekracht die men zou verwachten op grond van de zichtbare materie in een sterrenstelsel, met de hoeveelheid zwaartekracht die daadwerkelijk aanwezig is – oftewel: er wordt bepaald hoeveel ‘extra’ zwaartekracht er bestaat, bovenop die van de normale materie. Tot nu toe was die extra zwaartekracht alleen bepaald tot aan de buitenranden van sterrenstelsels door te kijken naar de beweging van sterren, en tot vijf keer daar voorbij met behulp van metingen van de draaisnelheid van koud gas. Met behulp van de lenseffecten slaagden de onderzoekers er nu in om de RAR voor een honderd keer kleinere zwaartekracht te meten dan voorheen, en daarmee door te dringen tot in de veel verdere buitengebieden van sterrenstelsels. Omdat gegevens van zo veel sterrenstelsels beschikbaar waren, kon ook onderscheid worden gemaakt tussen de uitkomsten voor relatief jonge blauwe spiraalvormige stelsels en relatief oude rode elliptische stelsels – twee soorten sterrenstelsels met een heel verschillende vormingsgeschiedenis. Naar verwachting zou daarom ook de verhouding tussen normale en donkere materie in deze stelsels kunnen verschillen. Modellen zoals die van Verlinde en MOND gebruiken daarentegen geen donkerematerie-deeltjes, en voorspellen daarom een vaste relatie tussen de verwachte en de gemeten zwaartekracht – onafhankelijk van het type sterrenstelsel. Bij het nieuwe onderzoek is ontdekt dat de RAR voor de twee soorten sterrenstelsels significant verschilt. Dat zou dus een sterke aanwijzing voor het bestaan van ‘echte’ donkere materie kunnen zijn. Maar er zit nog een addertje onder het gras: gas. Veel sterrenstelsels worden waarschijnlijk omhuld door een diffuse wolk heet gas, die heel moeilijk waar te nemen is. Als er rondom de jonge blauwe spiraalstelsels bijna geen gas zit, maar rondom de oude rode elliptische stelsels juist veel (met grofweg evenveel massa als de sterren), dan zou dat het verschil tussen de RAR van de twee typen sterrenstelsels kunnen verklaren. Om een definitieve uitspraak te doen over het gemeten verschil moet de hoeveelheid diffuus gas dus óók nauwkeurig worden gemeten. Als blijkt dat extra gas het verschil tussen de twee typen stelsels níét kan verklaren, zijn de resultaten van de metingen met donkerematerie-deeltjes makkelijker voorstelbaar dan aan de hand van alternatieve zwaartekrachtsmodellen. Maar zelfs dan is de strijd tussen donkere materie als deeltje en als alternatieve zwaartekracht waarschijnlijk nog niet beslecht. 
→ Volledig persbericht

17 juni 2021
In 2018 ontdekte een team van astronomen, onder leiding van Pieter van Dokkum van de Yale-universiteit, een klein diffuus sterrenstelsel dat absurd weinig donkere materie scheen te bevatten. Andere onderzoekers konden dat maar moeilijk geloven, maar de ontdekking lijkt vooralsnog stand te houden. Donkere materie neemt het overgrote deel van alle materie in het heelal voor haar rekening. Ook sterrenstelsels lijken voor het overgrote deel uit dit raadselachtige spul te bestaan. Dat is maar goed ook, want zonder de aantrekkende werking van donkere materie zouden ze vermoedelijk nooit zijn ontstaan. Het is dus niet zo vreemd dat de ontdekking van een sterrenstelsel zónder donkere materie de wenkbrauwen van veel astronomen deed fronsen. Het bijzondere sterrenstelsel dat Van Dokkum en collega’s in 2018 heeft ontdekt wordt NGC 1052-DF2 of kortweg DF2 genoemd. Toen het werd opgespoord, bestond er nog veel onzekerheid over zijn afstand. Dat was extra vervelend, omdat de schatting van de hoeveelheid donkere materie in het stelsel afhangt van hoe ver het van ons verwijderd is. Als het dichterbij zou zijn dan gedacht, zou het nog wel eens mee kunnen vallen met dat tekort aan donkere materie. Nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, door teamlid Zili Shen van de Yale-universiteit, hebben nu echter laten zien dat DF2 eerder verder weg staat dan dichterbij. Zijn afstand wordt nu geschat op 72 miljoen lichtjaar in plaats van 65 miljoen lichtjaar, zoals eerder was aangenomen. Het lijkt er dus echt op dat DF2 vrijwel geen donkere materie bevat, net als zijn soortgenoot DF4, die eerder al met de Hubble-ruimtetelescoop is bekeken. Van DF4 bestaat het vermoeden dat dit stelsel bijna al zijn donkere materie is kwijtgeraakt onder invloed van het naburige, veel grotere, sterrenstelsel NGC 1052. Maar voor DF2 gaat deze verklaring niet op: dat is miljoenen lichtjaren van het tweetal verwijderd. Een allesomvattende verklaring voor het tekort aan donkere materie in beide stelsels ontbreekt dus nog. Het paradoxale van de ontdekking van DF2 en DF4 is dat zij het bestaan van donkere materie juist bevestigen. ‘Als een sterrenstelsel geen donkere materie heeft, en andere, vergelijkbare stelsels juist wel, betekent dit dat donkere materie echt bestaat – het is geen illusie,’ aldus Van Dokkum. (EE)
→ Mystery of Galaxy’s Missing Dark Matter Deepens

15 juni 2021
Door de bewegingen van sterrenstelsels in reusachtige filamenten die het kosmische web met elkaar verbinden in kaart te brengen, hebben astronomen van het Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), in samenwerking met wetenschappers in China en Estland, ontdekt dat deze lange stromen van sterrenstelsels op schalen van honderden van miljoenen lichtjaren om hun as draaien. Een rotatie van deze omvang is nog nooit eerder waargenomen (Nature Astronomy, 14 juni). Kosmische filamenten zijn enorme ‘bruggen’ van sterrenstelsels en donkere materie die clusters van sterrenstelsels met elkaar verbinden. Ze geleiden sterrenstelsels naar de grote clusters die zich aan hun uiteinden bevinden. Dat deze filamenten roteren, hebben de astronomen vastgesteld aan de hand van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey – een hemelverkenning waarbij de roodverschuivingen, en daarmee ook de snelheden, van honderdduizenden sterrenstelsels zijn gemeten. Hoewel filamenten dunne, honderden miljoen lichtjaren lange cilinders zijn - qua vorm vergelijkbaar met een potlood - bedraagt hun diameter slechts een paar miljoen lichtjaar. Op deze kolossale schalen gedragen de afzonderlijke sterrenstelsels zich als stofkorrels. Terwijl ze langs de as van het filament bewegen, draaien ze ook rond de as ervan. Welk fysisch mechanisme verantwoordelijk is voor deze kurkentrekkerachtige beweging is nog onduidelijk. Volgens het standaardmodel voor de vorming van structuren in het heelal, zijn filamenten ontstaan doordat materie in het vroege heelal naar plekken stroomde waar de materiedichtheid bij toeval wat groter was dan elders. Omdat er niets draaide in het vroege heelal, zou deze toestroom geen draaiing of werveling mogen vertonen. De draaiing van de filamenten zou dus tijdens de vorming van deze grote structuren moeten zijn ontstaan. (EE)
→ Discovery of the largest rotation in the universe

8 juni 2021
Een team van astronomen dat gebruik maakt van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), heeft een inventarisatie gemaakt van moleculaire wolken in het nabije heelal. Uit de survey blijkt dat deze stellaire kraamkamers grote onderlinge verschillen vertonen, zowel in uiterlijk als in gedrag. Sterren ontstaan uit wolken van stof en gas die moleculaire wolken worden genoemd. Elk van deze stellaire kraamkamers kan in de loop van zijn bestaan duizenden of zelfs tienduizenden nieuwe sterren vormen. In het kader van het zogeheten PHANGS-project – de afkorting staat voor Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS – hebben astronomen tussen 2013 en 2019 honderdduizend stellaire kraamkamers in nabije sterrenstelsels systematisch onderzocht, om meer inzicht te krijgen in het effect dat ze hebben op hun respectievelijke ‘moederstelsels’. Vroeger werd gedacht dat alle stellaire kraamkamers in elk sterrenstelsel er min of meer hetzelfde zouden uitzien. Het nieuwe onderzoek toont echter aan dit dit niet het geval is: stellaire kraamkamers verschillen van plek tot plek – net zo goed als mensen van buurt tot buurt en van land tot land verschillen. De omgeving blijkt een kleine maar onmiskenbare invloed te hebben op waar, en hoeveel, sterren er worden geboren. De astronomen hebben onder meer vastgesteld dat moleculaire wolken in de dichte centrale delen van sterrenstelsels doorgaans turbulenter zijn en meer massa en grotere dichtheden hebben dan wolken in de rustige buitenwijken van stelsels. Zowel de snelheid waarmee zo’n wolk sterren vormt als het proces dat uiteindelijk tot het vergaan van de wolk leidt lijkt afhankelijk te zijn van de plek waar de wolk zich bevindt. Het is niet voor het eerst dat stellaire kraamkamers buiten ons Melkwegstelsel met ALMA zijn waargenomen, maar bijna alle eerdere onderzoeken waren gericht op individuele sterrenstelsels of delen daarvan. Met het PHANGS-project is in de loop van vijf jaar een volledig beeld verkregen van de populatie van sterrenstelsels in onze kosmische achtertuin. De resultaten van de PHANGS-survey zijn gepresenteerd tijdens de 238ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week worden gehouden. Ze zullen binnenkort worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal Supplement. (EE)
→ Cosmic cartographers map nearby Universe revealing the diversity of star-forming galaxies

3 juni 2021
Astronomen hebben het ‘nagloeien’ van een zogeheten gammaflits waargenomen met behulp van het High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) in Namibië. Gammaflits GRB 190829A gloeide langer na dan eerdere explosies van dit type, en de waarnemingen roepen vragen op omtrent het ontstaan ervan (Science, 3 juni). Gammaflitsen zijn heldere uitbarstingen van röntgen- en gammastraling die afkomstig zijn van bronnen ver buiten ons Melkwegstelsel. Ze zijn de meest krachtige explosies in het heelal en ontstaan wanneer een snel roterende massarijke ster ineenstort tot een zwart gat. Een klein deel van de daarbij vrijkomende energie veroorzaakt een schokgolf die gepaard gaat met een stoot energierijke straling. Deze ‘flits’ kent twee fasen: een chaotische aanloopfase die tientallen seconden duurt, gevolgd door een langdurige nagloed, die geleidelijk uitdooft. De met H.E.S.S. waargenomen gammaflits was met een afstand van ‘slechts’ één miljard lichtjaar een van de meest nabije tot nu toe. Zijn nagloed was drie dagen lang waarneembaar en de ontvangen gammastraling was daardoor ongekend energierijk. De waarnemingen laten zien dat er opvallende overeenkomsten bestaan tussen deze gammastraling en de veel minder energierijke röntgenstraling van de nagloeiende gammaflits. Dat is verrassend, omdat de meest gangbare theorieën voorspellen dat deze soorten straling op verschillende manieren ontstaan: de röntgencomponent zou afkomstig zijn van extreem snel bewegende elektronen die door een krachtig magnetisch veld worden afgebogen – een proces dat ook optreedt in deeltjesversnellers op aarde. Het lijkt echter heel onwaarschijnlijk dat de elektronen die bij zo’n explosie worden versneld genoeg snelheid krijgen om zeer energierijke gammastraling te produceren. Dat zou pas gebeuren wanneer de elektronen een extra ‘zetje’ krijgen van de zeer energierijke fotonen die bij de flits vrijkomen. In dat geval zou de gammacomponent van de nagloed langer waarneembaar moeten zijn dan de röntgencomponent, maar dat is niet in overeenstemming met de H.E.S.S.-waarnemingen. Het ziet er dus naar uit dat het nagloeien van gammaflitsen nog niet goed begrepen wordt. (EE)
→ Front-row view reveals exceptional cosmic explosion

2 juni 2021
Bij ‘burgerwetenschapsplatform’ Zooniverse is een nieuw onderzoeksprogramma opgestart, waarbij vrijwilligers in de resultaten van een kosmologische simulatie naar sterrenstelsels moeten zoeken die een beetje op kwallen lijken. Een kwalachtig uiterlijk wijst erop dat het betreffende stelsel een ‘tegenwind’ van ijl gas ondervindt. Sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel bestaan uit miljoenen, miljarden of soms zelfs honderden miljarden sterren. Hoewel astronomen wel ongeveer denken te weten hoe sterrenstelsels zijn ontstaan, zijn sommige details van dat proces nog niet helemaal duidelijk. Een van de overgebleven vraagstukken is de kwestie van de zogeheten ‘kwalstelsels’. Zulke sterrenstelsels maken deel uit van clusters waarin zich nog vele duizenden andere stelsels bevinden. Naast sterrenstelsels bevatten deze clusters ook ijl heet gas, en stelsels die daar met hoge snelheden doorheen bewegen ondervinden daardoor een soort ‘tegenwind’. De sterren in zo’n stelsel ondervinden vrijwel geen hinder van deze tegenwind, maar wel kan het gas tussen de sterren erdoor worden verdreven. Als gevolg daarvan vormen zich lange staarten van gas achter het stelsel, die aan de tentakels van een kwal doen denken. De vraag is nu of zulke kwalstelsels alleen in de allerzwaarste clusters ontstaan of dat ze zelfs te vinden zijn bij ons eigen Melkwegstelsel. Ook willen astronomen graag weten hoe snel de gasstaarten ontstaan en hoe lang ze standhouden. Om dat te onderzoeken moeten de resultaten van de geavanceerde computersimulatie IllustrisTNG worden uitgeplozen op de aanwezigheid van (nagebootste) kwalstelsels. Vervolgens kan dan met behulp van diezelfde computersimulatie worden nagegaan hoe zulke sterrenstelsels ontstaan. Het menselijk oog is het meest geschikte ‘instrument’ voor deze taak, maar omdat er tienduizenden afbeeldingen van sterrenstelsels moeten worden bekeken, wordt nu de hulp ingeroepen van duizenden ‘burgerwetenschappers’. Iedereen kan meedoen: het Cosmological Jellyfish-project is beschikbaar in het Engels, Duits en Hebreeuws, en er is een handleiding beschikbaar. (EE)
→ Help astronomers find rare cosmic jellyfish galaxies in this new Zooniverse citizen science project!

25 mei 2021
Astronomen hebben ontdekt dat in tientallen nabije dwergsterrenstelsels, op miljoenen lichtjaren van elkaar, een gelijktijdige ’geboortegolf’ van nieuwe sterren heeft plaatsgevonden – net alsof ze elkaar beïnvloeden via een enorm sociaal netwerk. De oorzaak wordt gezocht bij een grootschalige verandering die van invloed was op al deze stelsels (The Astrophysical Journal, 24 mei). De stervorming in een sterrenstelsel kan toenemen wanneer sterrenstelsels met elkaar in botsing komen. En de vorming van nieuwe sterren stopt wanneer de voorraad (waterstof)gas in een stelsel – de ‘grondstof’ voor de vorming van sterren – opraakt. Doorgaans stemmen ver uit elkaar staande sterrenstelsels deze processen niet op elkaar af, maar bij de dwergstelsels die Charlotte Olsen van de Rutgers-universiteit in New Brunswick (VS) heeft onderzocht, lijkt dat wél te zijn gebeurd. De veranderingen in de stelsels begonnen ongeveer zes miljard jaar geleden met een gelijktijdige afname van hun stervormingsactiviteit. Vervolgens kwam drie miljard jaar later een gelijktijdige stellaire geboortegolf op gang. De grootschalige verandering waar de dwergstelsels blijkbaar op hebben gereageerd, moet iets zijn geweest dat de aanvoer van gas heeft beïnvloed. Volgens het onderzoeksteam zijn ze mogelijk een enorme intergalactische gaswolk tegengekomen, de oorzaak kan evengoed bij een nog onbekend verschijnsel liggen. Wat de ontdekking betekent voor de bestaande inzichten omtrent de evolutie van sterrenstelsels, is vooralsnog onduidelijk. (EE)
→ Surprising finding challenges current theories on how galaxies grow

24 mei 2021
De eerste gedetailleerde dwarsdoorsnede van een sterrenstelsel dat duidelijke overeenkomsten vertoont met ons Melkwegstelsel, doet vermoeden dat laatstgenoemde geleidelijk is ontstaan en niet – zoals lang werd vermoed – het resultaat is van een grote botsing (The Astrophysical Journal Letters, 24 mei). Het sterrenstelsel, met de aanduiding UGC 10738, blijkt net zo’n duidelijke ‘dikke’ en ‘dunne’ schijf te vertonen als het Melkwegstelsel. Dit suggereert dat dergelijke structuren niet het resultaat zijn van een zeldzame botsing met een kleiner sterrenstelsel die in het verre verleden heeft plaatsgevonden. Ze lijken het gevolg te zijn van een geleidelijker proces. Een en ander doet vermoeden dat ook ons eigen spiraalstelsel niet het product is van een bizar ongeluk: het is heel normaal. Tot deze conclusie komt een team onder leiding van Nicholas Scott en Jesse van de Sande van het Australische ASTRO 3D-project en de Universiteit van Sydney. Hun onderzoek laat zien dat de dikke schijf van UGC 10738, net als die van het Melkwegstelsel, voornamelijk uit zeer oude sterren bestaat. Zulke sterren zijn herkenbaar aan hun lage ijzergehalte. De sterren in het dunne deel van zijn schijf zijn van recentere datum en bevatten meer metalen. Hoewel eerder al de schijven van andere sterrenstelsels waren waargenomen, kon daarbij niet worden vastgesteld of deze dezelfde verdeling van sterren vertonen. Scott en Van de Sande en hun collega’s hebben dit probleem opgelost door het stelsel UGC 10738, dat 320 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, onder de loep te nemen met de MUSE-spectroscoop van de Europese Very Large Telescope. Omdat we vanaf de aarde vrijwel precies tegen de zijkant van UGC 10738 aankijken, laat zich relatief gemakkelijk vaststellen uit welk soort sterren de beide componenten van diens schijf bestaan. De waargenomen verdeling van jonge en oude sterren in UGC 10738 lijkt sterk op die in de Melkweg, en dat duidt erop dat de beide sterrenstelsels ongeveer dezelfde ontwikkeling hebben doorgemaakt. (EE)
→ Milky Way not unusual, astronomers find

21 mei 2021
Eén van de zwaarste sterrenstelsels in het hart van de cluster van sterrenstelsels Abell 1775 heeft een staart van 2,5 miljoen lichtjaar lang. Daarmee is de staart, die lijkt te ‘kwispelen’ twee keer zo lang als eerder werd gedacht. Dat blijkt uit onderzoek door een internationaal team van astronomen, onder leiding van het Italiaanse instituut voor astrofysica (Istituto Nazionale di Astrofisica INAF), met behulp van beelden die zijn verkregen met de Europese LOFAR-radiotelescoop en NASA’s ruimtetelescoop Chandra. Clusters zijn de meest massarijke structuren in het heelal. Ze bevatten honderden tot duizenden sterrenstelsels die bij elkaar gehouden worden door de zwaartekracht. De stelsels binnen deze clusters bewegen en kunnen daarbij snelheden tot wel duizend kilometer per seconde bereiken. De ruimte waardoor ze bewegen is gevuld met een bijzonder ijl gas, met temperaturen tot wel honderd miljoen graden. De stelsels in zo’n cluster kunnen wel tien miljoen lichtjaar groot zijn. Astronomen bestuderen het gas in clusters als deze met name op de golflengte van röntgenstraling. Zulke waarnemingen geven niet alleen belangrijke informatie over de clusters, maar ook over het ontstaan van andere bronnen die recentelijk op radiogolflengten zijn ontdekt. Bij het onderzoek van de cluster Abell 1775, die één miljard lichtjaar van ons verwijderd is, heeft het onderzoeksteam de waarnemingen op deze beide golflengten (röntgen en radio) met elkaar gecombineerd. Daarbij zijn details ontdekt die eerder nog niet waren opgevallen. Uit eerdere waarnemingen met radiotelescopen was al gebleken dat een van de snelst bewegende sterrenstelsels in Abell 1775 een actief zwart gat in zijn kern heeft dat alle omliggende materie in hoog tempo opslokt en gedeeltelijk ook weer uitspuwt. Daarbij zijn lange stralen van materie ontdekt – zogeheten ‘jets’ – die op radiogolflengten enorm fel stralen. Dit ‘kop-staart-stelsel’ heeft zo’n hoge snelheid, en het omliggende hete gas zet deze jets zo onder druk, dat ze in de buurt van het zwarte gat worden afgebogen. Daardoor is een enorm lange staart van elektronen en magnetische velden ontstaan. De astronomen realiseerden zich vervolgens dat dit nieuw ontdekte gebied in de staart ontstaat op een punt waar de staart van oriëntatie verandert, alsof het sterrenstelsel ‘met zijn staart kwispelt’. Volgens de nieuwe onderzoek, is de wijze waarop het gas beweegt tevens verantwoordelijk voor andere structuren, die op radiogolflengten in Abell 1775 zijn waargenomen, zoals de beide naburige filamenten. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

21 mei 2021
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de herkomst getraceerd van vijf korte, maar zeer krachtige uitbarstingen van radiostraling in evenzovele verre sterrenstelsels. Bij deze zogeheten snelle radioflitsen komt in een duizendste van een seconde evenveel energie vrij als onze zon in een jaar produceert. De afgelopen twintig jaar hebben astronomen ongeveer duizend van deze snelle radioflitsen waargenomen. Maar ze duren zo kort dat onderzoekers in maar ongeveer vijftien gevallen hebben kunnen vaststellen waar ze ongeveer vandaan kwamen: uit grote sterrenstelsels ver van de aarde. Maar in welk deel van deze stelsels de radioflitsen optraden, was onduidelijk. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop is nu vastgesteld dat vijf van deze uitbarstingen van radiostraling hebben plaatsgevonden in de spiraalarmen van vijf verre sterrenstelsels, die qua omvang vergelijkbaar zijn met ons Melkwegstelsel. Maar verrassend genoeg kwamen ze niet uit de helderste delen van deze spiraalarmen, waar talrijke jonge, zware sterren te vinden zijn. Deze ontdekking doet vermoeden dat de oorzaak van de radioflitsen in elk geval niet bij exploderende jonge, zware sterren liggen. Ook lijkt het onwaarschijnlijk dat radioflitsen ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren – de ineengestorte kernen van sterren die hun bestaan met een supernova-explosie hebben afgesloten. Zulke botsingen spelen zich doorgaans ver buiten de spiraalarmen van oudere sterrenstelsels af. Al met al is de ontdekking een steuntje in de rug voor de theorie die zegt dat de uitbarstingen afkomstig zijn van magnetars – de sterk magnetische ‘neefjes’ van de neutronensterren. Een andere aanwijzing in die richting is de ontdekking, in april vorig jaar, van een snelle radioflits binnen ons eigen Melkwegstelsel, die uit de richting van een bekende magnetar kwam. (EE)
→ Hubble Tracks Down Fast Radio Bursts to Galaxies' Spiral Arms

5 mei 2021
De zware ster die bijna twee jaar geleden als supernova 2019yvr explodeerde, vertoonde voordien een verrassend gebrek aan waterstof. Dat blijkt uit waarnemingen door een team onder leiding van Charles Kilpatrick van Northwestern University (VS), dat hierover verslag doet in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De ster, die zich in een sterrenstelsel op 35 miljoen lichtjaar afstand bevond, werd enkele jaren vóór de explosie vastgelegd door de Hubble-ruimtetelescoop. Het was toen een gele – en dus relatief koele – ster. Uit het spectrum van de uiteindelijke supernova blijkt dat de ster op het moment van exploderen geen waterstof meer bevatte. Dat is opmerkelijk, omdat koele, gele ‘superreuzen’ aan het einde van hun bestaan doorgaans zijn gehuld in een mantel van waterstof, die hun ziedend hete inwendige aan het zicht onttrekt. Een waterstofarme superreus zou dus eerder extreem blauw moeten zijn dan geel. Enkele maanden na de explosie ontdekten Kilpatrick en zijn team dat het materiaal dat de ster had uitgestoten in botsing leek te komen met een grote hoeveelheid waterstofgas. Hieruit leidden de astronomen af dat de ster enkele tientallen jaren voor zijn explosieve einde zijn waterstofmantel had afgestoten. Onmogelijk is dat niet: astronomen vermoeden namelijk dat zware sterren in de aanloop naar een supernova-explosie hevige (maar nog niet catastrofale) uitbarstingen ondergaan, waarbij ze veel massa kwijtraken. De waarnemingen van Kilpatrick en collega’s zouden de bevestiging van dit scenario kunnen zijn. Maar volgens de astronomen kan de waterstofarmoede van de oorspronkelijke ster ook een andere oorzaak hebben gehad: de ster kan letterlijk zijn ontmanteld door een kleinere begeleidende ster. Het team kan echter pas naar die begeleider gaan zoeken als de nagloed van de supernova is uitgedoofd. En dat kan nog wel een jaar of tien gaan duren. (EE)
→ Mysterious hydrogen-free supernova sheds light on stars’ violent death throes

5 mei 2021
Met behulp van de ASKAP-radiotelescoop hebben astronomen opnieuw een vreemde cirkelvormige bron van radiostraling buiten ons Melkwegstelsel – een zogeheten ORC – ontdekt. De extragalactische radiobron, die de aanduiding ORC J0102–2450 heeft gekregen, heeft een diameter van ruwweg 1 miljoen lichtjaar. Hoewel ORCs op radiogolflengten heel helder zijn, zijn ze niet waarneembaar op zichtbare, infrarode of röntgengolflengten. Tot nu toe zijn slechts een paar objecten van dit type ontdekt. Wat het zijn is nog onduidelijk. ORC J0102–2450 is ontdekt in het kader van een gerichte zoekactie naar dit soort objecten, waarbij de omgeving van het sterrenstelsel NGC 253 is afgespeurd. De ring van radiostraling lijkt verband te houden met een elliptisch sterrenstelsel. Het is het derde geval van een radiocirkel die rond zo’n elliptisch stelsel gecentreerd is. Volgens de ontdekkers – een team onder leiding van Bärbel S. Koribalski van de Australia Telescope National Facility – zou ORC J0102–245 een restant kunnen zijn van een ‘radiolob’ of een reusachtige schokgolf, wellicht ontstaan bij het samensmelten van twee superzware zwarte gaten. Een derde mogelijkheid is dat de ring is ontstaan door interacties tussen een radiosterrenstelsel en het intergalactische medium (het ijle gas in de ruimte tussen de sterrenstelsels). Om deze hypothesen te kunnen toetsen zullen echter meer ORCs worden opgespoord – bijvoorbeeld met de deels in Nederland gestationeerde LOFAR-radiotelescoop. (EE)
→ Astronomers discover a new extragalactic circular radio source

23 april 2021
Sinds een paar decennia zien astronomen vanuit zwarte gaten uitbarstingen komen van elektromagnetische straling. Ze gingen er vanuit dat die afkomstig zijn van uit elkaar getrokken sterren, maar ze hebben nooit het silhouet gezien van de daadwerkelijke materiële slierten. Een groep onderzoekers, waaronder Giacomo Cannizzaro en Peter Jonker van SRON/Radboud Universiteit, heeft nu voor het eerst spectrale absorptielijnen waargenomen van de slierten van een gespaghettificeerde ster (MNRAS, 24 maart). De meeste sterren in ons heelal sterven een natuurlijk dood. Ze blazen hun buitenste schillen weg, of koelen simpelweg af vanwege brandstofgebrek, of ze gaan uit met een knal via een enorme supernova-explosie. Maar sterren die in het centrum van hun sterrenstelsel leven hebben soms minder geluk. Ze lopen het gevaar om uiteen gereten te worden tot dunne sliertjes door het superzware zwarte gat dat zich schuilhoudt in de kern van de meeste sterrenstelsels. De extreme zwaartekracht trekt zoveel harder aan de ene kant van de ster dan aan de andere kant dat hij verwordt tot een dunne sliert. Astronomen noemen dit proces graag spaghettificatie, maar in wetenschappelijke publicaties houden ze met tegenzin vast aan de officiële term Tidal Disruption Event. Nadat een ster is omgevormd tot een spaghettisliert, valt hij steeds verder het zwarte gat in, onder uitzending van een korte uitbarsting van straling. Sterrenkundigen zien deze uitbarstingen nu al een aantal decennia, en op basis van de theorie nemen ze aan dat ze te maken hebben met Tidal Disruption Events. Maar ze hebben nooit de daadwerkelijke materiële slierten gezien, als in een fysiek object dat niet alleen licht uitzendt maar het ook blokkeert. Een internationaal team van astronomen heeft nu voor het eerst spectrale absorptielijnen waargenomen terwijl ze naar een van de polen keken van een zwart gat. Het was al bekend dat zwarte gaten een schijf kunnen hebben van aangezogen materiaal rond hun evenaar—een accretieschijf—maar absorptielijnen boven een pool van een zwart gat duiden op een lange sliert die vele malen in alle richtingen rondom het zwarte gat is gewikkeld, zoals een garenbal: de daadwerkelijke materiële sliert van een vers uiteengereten ster. De onderzoekers weten dat het zwarte gat met zijn pool naar hen is gericht doordat ze röntgenstraling oppikken. De accretieschijf is het enige deel van een zwart-gat-systeem dat dit type straling uitzendt. Als ze vanaf de zijkant op het zwarte gat zouden kijken, zouden ze de röntgenstralen van de accretieschijf niet zien. 
→ Volledig persbericht

22 april 2021
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen een draaiend ‘baby-sterrenstelsel’ ontdekt dat 900 miljoen jaar na het ontstaan van het heelal honderd keer zo klein was als ons Melkwegstelsel. Bij de ontdekking van ‘RXCJ0600-z6’ kregen de astronomen hulp van de natuurlijke lenswerking van een cluster van sterrenstelsels, die zich vanaf de aarde gezien vóór het verre baby-sterrenstelsel bevindt (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 22 april). De sterrenstelsels in het vroege heelal waren zo klein, dat ze normaal gesproken niet waarneembaar zijn met de bestaande telescopen op aarde en in de ruimte. Maar dankzij de lenswerking van de voorgrondcluster wordt het licht van RXCJ0600-z6 zodanig afgebogen, dat we meerdere sterk vergrote, maar ook vervormde beelden van het verre sterrenstelsel te zien krijgen. Doordat het licht van het stelsel er bijna 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken, nemen we het waar zoals het er bijna een miljard jaar na de oerknal uitzag. Door de massaverdeling in de voorgrondcluster heel nauwkeurig in kaart te brengen, kunnen astronomen het zwaartekrachtlenseffect teniet doen en een reconstructie van het afgebeelde sterrenstelsel maken. Dankzij deze reconstructie weten ze dat het baby-stelsel twee tot drie miljard keer zoveel massa heeft als de zon – ongeveer honderd keer zo weinig als ons Melkwegstelsel. (EE)
→ ALMA discovers rotating infant galaxy with help of natural cosmic telescope

15 april 2021
Twee internationale teams van astronomen (met aanzienlijke Nederlandse betrokkenheid) publiceren twee wetenschappelijke artikelen met nieuwe informatie over de beroemde snelle flitsende bron van radiostraling FRB20180916B. In een artikel in The Astrophysical Journal Letters meten zij bij de laagst mogelijke frequenties de straling van de uitbarstingen. En in Nature Astronomy onderzoeken ze de uitbarstingen in het grootst mogelijke detail. Hoewel de artikelen nieuwe informatie verschaffen, roepen ze ook nieuwe vragen op. In 2007 is de eerste snelle radioflits, of fast radio burst (FRB) ontdekt. Maar wat de flitsen precies veroorzaakt, is nog niet duidelijk. Sinds 2020 vermoeden wetenschappers dat er een verband is met sterk magnetische neutronensterren, zogeheten magnetars. Een van de bekendste snelle radioflitsers is FRB20180916B. Deze flitser werd in 2018 ontdekt en staat op ‘slechts’ 500 miljoen lichtjaar van ons vandaan in een ander sterrenstelsel. De flitser is tot nu toe de dichtstbijzijnde en heeft een flitspatroon dat zich elke 16 dagen herhaalt: 4 dagen van flitsen, 12 dagen van relatieve rust. Die voorspelbaarheid maakt het voor onderzoekers een ideaal object om te bestuderen. Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Ziggy Pleunis (afgestudeerd aan de Universiteit van Amsterdam, nu McGill University, Montréal, Canada) heeft de radioflitser bestudeerd met het Europese netwerk van LOFAR-radiotelescopen. Ze hadden de LOFAR-antennes afgesteld tussen de 110 en 188 MHz. Dat zijn bijna de laagst mogelijk frequenties die de telescoop kan ontvangen. Ze vingen 18 uitbarstingen op. Dat was onverwacht, omdat radioflitsers meestal in hoge frequenties uitzenden. FRB20180916B verbreekt hiermee het laagterecord. De onderzoekers vermoeden overigens dat de flitser in nog lagere frequenties straling uitzendt en gaan daar de komende tijd naar op zoek. Naast records, leveren de waarnemingen ook nieuwe inzichten op. De lage radiostraling was behoorlijk ‘schoon’ en kwam later aan dan flitsen met hogere radiostraling. Coauteur Jason Hessels (Nederlands instituut voor radioastronomie ASTRON en Universiteit van Amsterdam): ‘Op verschillende tijden zien we radioflitsen met verschillende radiofrequenties. Mogelijk maakt de flitser deel uit van een dubbelster. Dan zouden we op verschillende momenten een ander zicht hebben op de plek waar deze enorm krachtige flitsen worden opgewekt.’ Een team van onderzoekers onder leiding van Kenzie Nimmo (ASTRON en Universiteit van Amsterdam) gebruikte het Europese VLBI-netwerk van radiotelescopen, met daarin een van de twaalf Westerbork-telescopen in Drenthe en de 100-meter grote Effelsberg-telescoop in Duitsland. Ze keken in het grootste detail ooit naar de zogeheten gepolariseerde microstructuur van de uitbarstingen. De astronomen zagen dat het uitbarstingenpatroon van FRB20180916B varieerde van microseconde tot microseconde. De meest logische verklaring voor de variatie lijkt een ‘dansende’ magnetosfeer die een neutronenster omhult.
→ Oorspronkelijk persbericht

14 april 2021
De Event Horizon Telescope-samenwerking heeft de gegevens vrijgegeven van 19 telescopen die het superzware gat in het centrum van sterrenstelsel M87 hebben waargenomen in dezelfde periode dat de gegevens voor het eerste beeld van M87* zijn verzameld. De Amsterdamse astrofysicus Sera Markoff is een van de coördinatoren van deze campagne. De data geven niet alleen inzicht in de manier waarop het zwarte gat de activiteit van M87 aandrijft, maar kunnen ook tests van Einsteins Algemene Relativiteitstheorie verbeteren. Het archief is nu toegankelijk voor de wetenschappelijke gemeenschap. Uit de resultaten blijkt dat de elektromagnetische straling die door materiaal rond het superzware zwarte gat van M87 werd geproduceerd, het laagste niveau had dat ooit is waargenomen. Dit leverde ideale omstandigheden op om de ‘schaduw’ van het zwarte gat te bestuderen en het licht uit de omgeving van de waarnemingshorizon te isoleren van dat uit gebieden tot op tienduizenden lichtjaren afstand van het zwarte gat. De gegevens zijn verzameld door een team van 760 wetenschappers en ingenieurs van bijna 200 instituten, verspreid over 32 landen, en met behulp van telescopen over de hele wereld en in de ruimte. De waarnemingen zijn gedaan van eind maart tot midden april 2017. Elke telescoop leverde andere informatie over het gedrag van het zwarte gat in het centrum van M87, dat 6,5 miljard zonsmassa’s zwaar is en zich bevindt op ongeveer 55 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. De immense zwaartekracht van een superzwaar zwart gat kan deeltjes versnellen die vervolgens met bijna de lichtsnelheid over grote afstanden reizen. M87 produceert licht over het hele elektromagnetische spectrum, van radiogolven tot zichtbaar licht en gammastralen. Voor elk zwart gat is dit patroon anders. Het classificeren van dit patroon geeft inzicht in de eigenschappen van een zwart gat (bijvoorbeeld zijn spin en energie-output), maar de interpretatie hiervan is een uitdaging omdat het variabel is. De EHT-wetenschappers hebben daarom de hulp ingeroepen van de krachtigste telescopen op de grond en in de ruimte, om het licht over het hele spectrum te verzamelen. Dit is de grootste gelijktijdige waarneemcampagne die ooit is ondernomen voor een superzwaar zwart gat met straalstromen. ‘Inzicht in de versnelling van de deeltjes is echt van cruciaal belang voor ons begrip van zowel de EHT-foto als de jets, in al hun ‘kleuren’’, zegt Markoff. ‘Deze jets transporteren de energie die door het zwarte gat vrijkomt naar schalen die groter zijn dan het melkwegstelsel, als een enorm elektriciteitssnoer. Onze resultaten zullen ons helpen om de hoeveelheid getransporteerde energie te berekenen, en het effect dat de jets uit het zwarte gat hebben op zijn omgeving’. In april 2019 gaven wetenschappers de eerste afbeelding vrij van het zwarte gat in het sterrenstelsel M87, zoals waargenomen met behulp van de Event Horizon Telescope (EHT). De publicatie van deze nieuwe schat aan gegevens valt samen met de nieuwe EHT-waarneemcampagne, waarbij deze wereldwijde array van radioschotels voor het eerst sinds 2018 weer geactiveerd is. De campagne van vorig jaar werd geannuleerd vanwege de COVID-19 pandemie, en het jaar daarvoor opgeschort vanwege technische ontwikkelingen. 
→ Volledig persbericht

13 april 2021
Alle superzware centrale zwarte gaten in sterrenstelsels blijken periodes te hebben dat ze materie uit hun nabije omgeving verorberen. Maar verder houden de overeenkomsten wel zo’n beetje op. Dat blijkt uit onderzoek van sterrenkundigen uit Groningen, Manchester en Pretoria met ultra-gevoelige radiotelescopen aan een extreem goed bestudeerd stuk heelal. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in twee artikelen in het internationale vakblad Astronomy & Astrophysics. Sinds de jaren 50 van de vorige eeuw bestuderen sterrenkundigen al zogeheten actieve sterrenstelsels. Dat zijn sterrenstelsels met een superzwaar zwart gat in hun centrum dat materie aan het verorberen is. Daarbij komen onder andere intense radiostraling, uv-straling, en röntgenstraling vrij. In twee nieuwe publicaties die binnenkort verschijnen, heeft een internationaal team van astronomen alle actieve sterrenstelsels van het extreem goed bestudeerde GOODS-North-gebied in het sterrenbeeld Grote Beer nog eens extra onder de loep genomen. Tot nu toe was het gebied vooral bestudeerd met ruimtetelescopen die zichtbaar licht, infrarood licht en uv-licht opvingen. De nieuwe waarnemingen voegen daar gegevens van netwerken van radiotelescopen aan toe, waaronder het e-MERLIN-netwerk in Engeland en het Europese VLBI-netwerk met zijn centrum in Dwingeloo. Dankzij de systematische studie worden drie zaken duidelijk. Ten eerste blijkt dat in veel verschillende soorten sterrenstelsels de kern actief kan zijn en dat de zwarte gaten soms een overvloed aan materie naar binnen werken, maar soms ook bijna omkomen van de honger. Ten tweede gaat een actieve kern soms samen met stervorming, en soms niet. En als er sprake is van stervorming, dan is de activiteit in de kern lastig te meten. En ten derde genereren de actieve kernen van sterrenstelsels soms wel en soms geen radiostraling. De immens grote, spectaculaire radiostructuren kunnen ontstaan ongeacht de snelheid waarmee het zwarte gat zijn eten naar binnen werkt. Volgens onderzoeksleider Jack Radcliffe (voorheen Rijksuniversiteit Groningen, Universiteit van Manchester en ASTRON; nu Universiteit van Pretoria, Zuid-Afrika) laten de waarnemingen verder zien dat radiotelescopen heel geschikt zijn om de eetgewoonten van zwarte gaten in het verre heelal in kaart te brengen.
→ Volledig persbericht

7 april 2021
Een internationaal team van astronomen heeft de meest gevoelige beelden van het heelal gepubliceerd die ooit op lage radiofrequenties zijn verkregen. Ze zijn gemaakt met de international Low Frequency Array (LOFAR). Door dezelfde hemelgebieden steeds opnieuw waar te nemen, en de verzamelde data tot één zeer lang belichte opname te combineren, heeft het team in tienduizenden sterrenstelsels tot in de verste uithoeken van het heelal de zwakke radiogloed gedetecteerd van sterren die als supernova’s exploderen. Aan de veertien artikelen die deze beelden beschrijven en de eerste wetenschappelijke resultaten die ze hebben opgeleverd is een speciale uitgave van het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics gewijd. Philip Best, Universiteit van Edinburgh (VK), die leidinggaf aan deze diepe hemelverkenning, legt uit: ‘Wanneer we met een radiotelescoop naar de hemel kijken, zijn de helderste objecten die we zien de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Maar onze opnamen zijn zo gevoelig dat de meeste vastgelegde objecten sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zijn. Deze stelsels zenden zwakke radiogolven uit die hun oorsprong vinden in het gestage stervormingsproces dat zich binnen hen afspeelt.’ ‘Dankzij de combinatie van de hoge gevoeligheid van LOFAR en het grote hemelgebied dat onze survey bestrijkt – 300 keer de grootte van de volle maan – hebben we tienduizenden sterrenstelsels als onze Melkweg kunnen detecteren, tot ver in het heelal. Het licht van deze sterrenstelsels heeft er miljarden jaren over gedaan om de aarde te bereiken. Dat betekent dat we deze stelsels zien zoals ze er miljarden jaren geleden uitzagen, toen ze hun meeste sterren aan het vormen waren.’ Isabella Prandoni, INAF Bologna (Italië), voegt daaraantoe: ‘Stervorming vindt gewoonlijk plaats in wolken van gas en stof die het zicht belemmeren als we er door een optische telescoop naar kijken. Maar radiogolven gaan door dat stof heen, dus met LOFAR kunnen we een compleet beeld van de stervorming in de verre stelsels verkrijgen.’ De diepe LOFAR-opnamen hebben geresulteerd in een nieuwe relatie tussen de radio-emissies van sterrenstelsels en het tempo waarin deze sterren produceren, en in nauwkeurigere metingen van de aantallen nieuwe sterren die in het jonge heelal werden gevormd.
→ Oorspronkelijk persbericht

6 april 2021
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, twee dubbele quasars ontdekt. De onderzoekers denken dat ze deel uitmaken van sterrenstelsels die bezig zijn om met elkaar samen te smelten (Nature Astronomy, 1 april). Een quasar is een helder baken in het centrum van een ver sterrenstelsel, dat feller straalt dan de hele rest van het stelsel bij elkaar. Zo’n object ontstaat wanneer een gulzig superzwaar zwart gat flinke hoeveelheden materie uit zijn omgeving aantrekt en opslokt. Bij dat proces komt intense straling vrij die tot op miljarden lichtjaren afstand waarneembaar is. Quasars zijn verspreid over de hele hemel te vinden en waren ongeveer tien miljard jaar geleden op hun talrijkst. Destijds vonden veel botsingen tussen sterrenstelsels plaats, die ertoe leidden dat de superzware zwarte gaten in de kernen van de stelsels relatief veel materie in hun greep kregen. Het ligt dus voor de hand dat er in het heelal ook dubbele quasars te vinden zijn, maar deze objecten zijn wel vrij schaars. Geschat wordt dat slechts één op de duizend quasars dubbel is. Tot nu toe waren er al meer dan honderd ontdekt, maar geen daarvan bevond zich zo ver weg als de nu ontdekte exemplaren. Bij het opsporen van de dubbele quasars hebben de astronomen hulp gehad van de Europese ruimtetelescoop Gaia. Deze laatste ‘zag’ weliswaar niet direct dat het dubbele quasars waren, maar registreerde wel kleine fluctuaties in hun licht. Zulke fluctuaties kunnen erop wijzen dat het in werkelijkheid om dubbele quasars gaat: de beide zwarte gaten worden namelijk niet per se gelijkmatig gevoed, waardoor nu eens de ene, dan weer de andere quasar het felst straalt. Hierdoor lijkt het alsof de (op het eerste gezicht enkelvoudige) quasar een beetje heen en weer springt. En dát is wat Gaia bij twee verre quasars opmerkte. De Hubble-beelden laten zien dat de quasars in beide paren slechts ongeveer 10.000 lichtjaar van elkaar verwijderd zijn. Ter vergelijking: de afstand tussen onze zon en het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel bedraagt 26.000 lichtjaar. De sterrenstelsels waar de quasarparen deel van uitmaken zullen uiteindelijk volledig in elkaar opgaan. Daarbij zullen ook de zwarte gaten die verantwoordelijk zijn voor de quasar-activiteit samensmelten en een nog massarijker zwart gat gaan vormen. (EE)
→ Hubble Spots Double Quasars in Merging Galaxies

29 maart 2021
Australische astronomen hebben een zwart gat opgespoord dat ongeveer 55.000 keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee behoort het tot de moeilijk opspoorbare categorie van de middelzware zwarte gaten. Het vormt de ontbrekende schakel tussen de ‘kleine’ zwarte gaten, die uit ineengestorte zware sterren zijn ontstaan, en de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels (Nature Astronomy, 29 maart). Het nieuwe zwarte gat is ontdekt bij de detectie van een gammaflits die werd versterkt door het zwaartekrachtlenseffect. Deze gammaflits, een slechts een halve seconde durende puls van energierijke straling veroorzaakt door een botsing tussen twee sterren, vertoonde een opvallende ‘echo’. Doordat het middelzware zwarte gat tussen de botsende sterren en de aarde in staat, zagen de astronomen twee flitsen kort na elkaar. Met behulp van geavanceerde software konden ze aantonen dat de beide flitsen door één en hetzelfde object zijn veroorzaakt. Volgens de astronomen is het denkbaar dat het zwarte gat heel vroeg in de geschiedenis van het heelal is gevormd, nog vóórdat de eerste sterren en sterrenstelsels zijn ontstaan. Door materie uit hun omgeving aan te trekken zouden middelbare zwarte gaten als deze later zijn uitgegroeid tot de talrijke superzware zwarte gaten die in de kernen van bijna alle sterrenstelsels worden aangetroffen. De astronomen schatten dat er in de omgeving van ons Melkwegstelsel ruwweg 46.000 middelzware zwarte gaten te vinden zijn. De kans dat een van deze zwarte gaten zich van ons uit gezien vóór een gammaflits bevindt, is uiteraard heel klein. (EE)
→ Black hole seeds key to galaxies behemoths

24 maart 2021
De Event Horizon Telescope (EHT) samenwerking, die de allereerste foto van een zwart gat maakte, heeft vandaag een nieuwe afbeelding van het massarijke object in het centrum van het sterrenstelsel M87 gepresenteerd. Ze toont hoe dit object er in gepolariseerd licht uitziet. Het is voor het eerst dat het astronomen is gelukt om polarisatie – een kenmerk van magnetische velden – zo dicht bij de rand van een zwart gat te meten. Licht wordt gepolariseerd wanneer het door bepaalde filters gaat, zoals de glazen van een gepolariseerde zonnebril, of wanneer het wordt uitgezonden door hete gebieden in de ruimte die gemagnetiseerd zijn. Net zoals een gepolariseerde zonnebril ons beter laat zien door de weerkaatsingen en schitteringen van heldere oppervlakken te verminderen, kunnen astronomen hun zicht op de omgeving van een zwart gat verbeteren door te kijken hoe het daarvan afkomstige licht gepolariseerd is. Meer specifiek stelt polarisatie astronomen in staat om de magnetische veldlijnen langs de rand van het zwarte gat in kaart te brengen. De heldere jets van energie en materie die aan de kern van M87 ontspringen, en zich tot op minstens 5000 lichtjaar van zijn kern uitstrekken, behoren tot de meest geheimzinnige en energetische kenmerken van dit sterrenstelsel. De meeste materie die zich dicht bij de rand van een zwart gat bevindt, valt naar binnen. Maar sommige van de deeltjes in de omgeving weten op het nippertje te ontsnappen en worden in de vorm van jets ver de ruimte in geblazen. Met de nieuwe EHT-opname van het zwarte gat en diens schaduw in gepolariseerd licht zijn astronomen er nu in geslaagd om het gebied vlak buiten het zwarte gat te bekijken, waar deze interactie tussen naar binnen stromende en naar buiten geblazen materie zich afspeelt. Daarbij is ontdekt dat alleen theoretische modellen waarin een belangrijke rol is weggelegd voor sterk gemagnetiseerd gas kunnen verklaren wat zij aan de waarnemingshorizon zien gebeuren. Om het hart van het sterrenstelsel M87 waar te nemen, heeft de EHT-samenwerkiing acht telescopen verspreid over de wereld met elkaar verbonden – waaronder de in het noorden van Chili gestationeerde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) – om zo een virtuele telescoop ter grootte van de aarde te creëren: de EHT. Met de indrukwekkende resolutie die met de EHT wordt verkregen, zou je de lengte kunnen meten van een creditcard die op het oppervlak van de maan ligt. (EE)
→ Volledig persbericht

18 maart 2021
Een internationaal team van astronomen, onder wie een aantal Nederlanders, heeft voor het eerst een stukje kosmisch web in kaart gebracht, zonder gebruik te maken van felle quasars. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Sterrenkundigen gaan er al langer vanuit dat de miljarden sterrenstelsels in ons heelal verbonden zijn via een enorm kosmisch web van gasstromen. Het web zelf is lastig te zien, omdat het bijna geen licht geeft. Tot nu toe waren wel knooppunten in het kosmische web in kaart gebracht aan de hand van quasars. Dat zijn superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels waarvan de omgeving enorme hoeveelheden licht uitzendt. Het licht wordt vervolgens verstrooid door het kosmische web en daardoor wordt het web rond de quasars zichtbaar. Helaas zijn quasars zeldzaam. Bovendien bevinden ze zich alleen op knooppunten van het kosmische web. Daardoor leveren ze een beperkt beeld op. Nu is het onderzoekers voor het eerst gelukt om een klein stuk van het kosmisch web te zien zónder quasars te gebruiken. Een team geleid door Roland Bacon (CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Frankrijk) richtte de Very Large Telescope 140 uur lang (verspreid over zes nachten tussen augustus 2018 en januari 2019) op een deel van het iconische Hubble Ultra Deep Field. Met behulp van de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) konden de onderzoekers het licht van groepjes sterren en sterrenstelsels opvangen dat verstrooid werd door gasfilamenten van het kosmische web. Het gaat om licht van zo’n twee miljard jaar na de oerknal. Uit de waarnemingen bleek dat mogelijk meer dan de helft van het verstrooide licht niet van grote felle stralingsbronnen komt, maar van een zee van tot nu toe onontdekte sterrenstelsels met een zeer lage lichtkracht die veel te zwak zijn om afzonderlijk te kunnen worden waargenomen. Het onderzoek versterkt de hypothese dat het jonge heelal bestond uit enorme aantallen, kleine groepjes pasgevormde sterren. Mede-auteur Joop Schaye (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden): ‘We denken dat het licht dat we zien voornamelijk afkomstig is van jonge sterrenstelsels die elk miljoenen keren minder sterren bevatten dan ons eigen Melkwegstelsel. Dergelijke piepkleine stelsels zijn waarschijnlijk verantwoordelijk geweest voor het einde van de kosmische donkere tijden, toen minder dan een miljard jaar na de oerknal het heelal werd verlicht en verhit door de eerste generaties sterren.’ 
→ Volledig persbericht

15 maart 2021
Een internationaal onderzoeksteam heeft een superzwaar zwart gat ontdekt dat zich met hoge snelheid verplaatst ten opzichte van het sterrenstelsel waar het deel van uitmaakt (The Astrophysical Journal, 12 maart). Normaal gesproken vertonen de superzware zwarte gaten die in de kernen van sterrenstelsels worden aangetroffen geen eigen beweging. De astronomen kwamen het bewegende superzware zwarte gat in feite tien jaar geleden al op het spoor bij een survey van tien verre sterrenstelsels. Het ging daarbij om stelsels met een centraal zwart gat dat omgeven is door een schijf van materie waarin waterdamp aanwezig is. Het rond het zwarte gat cirkelende water produceert een laser-achtige bundel van radiostraling: een zogeheten ‘maser. Door zo’n maser met behulp van een groot netwerk van radiotelescopen te onderzoeken, kan de snelheid van het zwarte gat heel nauwkeurig worden gemeten. In negen van de tien gevallen bleek het zwarte gat dezelfde snelheid te hebben als het sterrenstelsel waartoe het behoort. Maar het exemplaar in het 230 miljoen lichtjaar verre stelsel J0437+2456 leek een afwijkende beweging te vertonen. Vervolgwaarnemingen met de (inmiddels verwoeste) Arecibo-radiotelescoop en de Gemini-sterrenwacht op Hawaï hebben dat nu bevestigd: ten opzichte van zijn moederstelsel heeft het superzware zwarte gat een snelheid van ongeveer 170.000 kilometer per uur. Waardoor deze beweging wordt veroorzaakt is nog onduidelijk, maar volgens de ontdekkers zijn er twee mogelijkheden: het snel bewegende zwarte gat is het resultaat van een botsing tussen twee ‘lichtere’ zwarte gaten óf het wentelt om een ander superzwaar zwart gat, dat zelf onzichtbaar is doordat het geen maser-straling produceert. (EE)
→ Astronomers Detect a Black Hole on the Move

8 maart 2021
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen een object ontdekt dat de verst bekende bron van radiostraling blijkt te zijn. Het gaat om een ‘radio-luide’ quasar – een helder object met krachtige jets – die zo ver weg is dat zijn licht er 13 miljard over heeft gedaan om ons te bereiken (The Astrophysical Journal, 8 maart). Quasars zijn zeer heldere objecten die zich in de centra van sommige sterrenstelsels bevinden en worden aangedreven door superzware zwarte gaten. Als zo’n zwart gat gas uit de omgeving opslokt, komt energie vrij, waardoor het object tot op zeer grote afstand waarneembaar is. Door die grote afstand zien we de nu ontdekte quasar, met de aanduiding P172+18, zoals hij was toen het heelal nog maar ongeveer 780 miljoen jaar oud was. Hoewel er nóg verdere quasars bekend zijn, is het voor het eerst dat astronomen erin zijn geslaagd om de karakteristieke signaturen van radiojets bij zo’n vroege quasar te herkennen. Slechts ongeveer tien procent van alle quasars heeft jets die helder stralen op radiofrequenties. P172+18 wordt aangedreven door een zwart gat dat ongeveer 300 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon en in verbluffend tempo gas opslokt. De astronomen denken dat er een verband bestaat tussen de snelle groei van superzware zwarte gaten en de krachtige radiojets zoals die bij quasars als P172+18 worden waargenomen. Vermoed wordt dat de jets in staat zijn om het gas in de omgeving van het zwarte gat te verstoren, waardoor dit in verhoogd tempo gas aangevoerd krijgt. Daarom kan het onderzoek van radio-luide quasars belangrijke inzichten opleveren over hoe zwarte gaten in het vroege heelal zo snel na de oerknal superzware massa’s hebben kunnen bereiken. (EE)
→ Volledig persbericht

24 februari 2021
Een team van astronomen, onder leiding van de Universiteit van Iowa (VS), heeft een stroom van koud gas ontdekt die bij een massarijk sterrenstelsel in het vroege heelal uitkomt. De ‘gasbuis’ baant zich een weg door het hete gas in de donkere halo van het sterrenstelsel, en voorziet het van materiaal voor de vorming van grote aantallen nieuwe sterren (Astrophysical Journal, 24 februari). De ontdekking is gedaan bij onderzoek van de omgeving van een sterrenstelsel dat moet zijn ontstaan toen het het heelal nog maar ongeveer 2,5 miljard jaar bestond – ruwweg 11 miljard jaar geleden dus. Daarbij hebben de astronomen gebruik gemaakt van de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili, omdat het stelsel zo stofrijk is dat het alleen op submillimetergolflengten waarneembaar is. Cruciaal daarbij was dat bij toeval twee quasars – de extreem heldere kernen van nog verder weg staande sterrenstelsels – vlak naast het onderzochte stelsel staan. Het licht van deze quasars schijnt door het gas in de halo van het voorgrondstelsel heen, en daarbij laat het gas karakteristieke chemische ‘vingerafdrukken’ achter in het quasarlicht, die het bestaan van een smalle stroom van koud gas verraden. Dezelfde vingerafdrukken laten ook zien dat de gasstroom arm is aan zware elementen zoals koolstof en ijzer. Dat is een sterke aanwijzing dat het gas naar het stelsel toe stroomt en niet de andere kant op. Zware elementen worden namelijk geproduceerd door sterren. Uit hun waarnemingen leiden de astronomen af dat de gasstroom krachtig genoeg is om het sterrenstelsel binnen een miljard jaar van tientallen miljarden zonsmassa’s aan gas te voorzien. (EE)
→ Researchers detect cold gas pipelines feeding early, massive galaxies

22 februari 2021
Een team van wetenschappers, mede onder leiding van Sjoert van Velzen van de Universiteit Leiden, heeft een extreem energierijk neutrino gedetecteerd waarvan de herkomst kon worden vastgesteld. Dit spookachtige deeltje kwam, samen met ontelbare soortgenoten, vrij bij een zogeheten tidal disruption event – een gebeurtenis in het verre heelal waarbij een ster door een zwart gat aan flarden werd gescheurd (Nature Astronomy, 22 februari). Hoog-energetische neutrino’s laten zich lastig detecteren en het lukt maar zelden om hun specifieke herkomst te traceren. Tot nu toe lukte dat pas één keer: een neutrino dat in september 2017 de IceCube-detector op Antarctica binnenkwam, kon na uitvoerig onderzoek worden teruggevoerd tot het superzware zwarte gat in het centrum van het bijna 6 miljard lichtjaar verre sterrenstelsel TXS 0506+05. Ook de nieuwe detectie is met de IceCube-detector gedaan. Het betreft een neutrino met een energie van ruim 100 teraelektronvolt – meer dan tienmaal de maximale deeltjesenergie die met de grootste deeltjesversneller ter wereld, de Large Hadron Collider van CERN, kan worden bereikt. Uit de reconstructie die de wetenschappers hebben gedaan blijkt dat het neutrino zijn reis ongeveer 700 miljoen jaar geleden is begonnen in het verre sterrenstelsel 2MASX J20570298+1412165 in het sterrenbeeld Dolfijn. In het hart van dit stelsel bevindt zich een zwart gat dat ongeveer 30 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Een ster die te dicht in de buurt van dit object kwam, werd onder invloed van diens getijdekracht uiteen getrokken en deels opgeslokt. De lichtgloed die daarbij vrijkwam werd op 9 april 2019 voor het eerst waargenomen met de Zwicky Transient Facility (ZTF) op Palomar Mountain in Californië. Een deel van de stermaterie verzamelde zich in een schijf rond het zwarte gat. Deze ziedend hete ’accretieschijf’ is een bron van allerlei soorten deeltjes die met hoge snelheden wegschieten. Maar alleen de ongeladen neutrino’s verplaatsen zich, net als licht, in rechte lijn, wat het mogelijk maakt om hun herkomst vast te stellen. (EE)
→ Ghost particle from shredded star reveals cosmic particle accelerator

19 februari 2021
Een internationaal team van astronomen heeft een hemelkaart gepubliceerd met daarop meer dan 25.000 superzware zwarte gaten. De kaart, gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics, is de scherpste hemelkaart op het gebied van de zogeheten lage radiofrequenties. De sterrenkundigen, onder wie veel Nederlanders, gebruikten 52 stations met LOFAR-antennes verspreid over negen Europese landen. Voor een ongeoefend oog lijkt de hemelkaart duizenden sterren te bevatten, maar het zijn in werkelijkheid superzware zwarte gaten. Elk zwart gat bevindt zich in een ander, verafgelegen sterrenstelsel. De radiostraling wordt uitgezonden door materie die is weggeslingerd toen het dicht in de buurt van het zwarte gat kwam. Waarnemingen bij lange radiogolflengten zijn een uitdaging. Dat komt doordat de aarde omgeven is door de ionosfeer. Deze laag vrije elektronen werkt als een troebele lens die voortdurend over de radiotelescoop beweegt. Medeauteur Reinout van Weeren (Universiteit Leiden) legt uit: ‘Het is vergelijkbaar met wanneer je de wereld probeert te zien terwijl je ondergedompeld bent in een zwembad. Als je naar boven kijkt, buigen de golven op het water van het zwembad de lichtstralen af en vervormen ze het zicht.’ De nieuwe kaart is gemaakt door het combineren van 256 uur aan waarnemingen van de noordelijke hemel. De onderzoekers hebben supercomputers met nieuwe algoritmen ingezet die het effect van de ionosfeer elke vier seconden corrigeren. De kaart bestrijkt nu nog vier procent van de noordelijke hemelhelft. De sterrenkundigen willen doorgaan tot ze de gehele noordelijke hemel in kaart hebben gebracht. Naast de superzware zwarte gaten geeft de kaart onder andere ook inzicht in de grootschalige structuur van het heelal.
→ Volledig persbericht

11 februari 2021
Een internationaal team van wetenschappers met daarin onder andere Filippo Fraternali van de Rijksuniversiteit Groningen heeft een ver, jong sterrenstelsel ontdekt dat er veel ouder uitziet dan zijn leeftijd. Het is in korte tijd het tweede jonge stelsel dat de theorie over de vorming van sterrenstelsels tart. De onderzoekers publiceren hun bevindingen vrijdag in het vakblad Science. De astronomen maakten met de gekoppelde schotelantennes van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) een van de scherpste, directe beelden ooit van een jong, ver sterrenstelsel. Het stelsel heeft de naam ALESS 073.1 en lijkt alle kenmerken te vertonen van veel volwassener sterrenstelsels. De onderzoekers zagen bijvoorbeeld een centrale verdikking (bulge), een regelmatig draaiende schijf en mogelijk spiraalarmen. Het stelsel staat op een afstand van z=5. Dat is ongeveer gelijk aan 12,5 miljard lichtjaar, maar bij zulke verre stelsels werken de onderzoekers niet meer in lichtjaren, omdat de vervorming van de ruimte meespeelt. Z=5 betekent dat de astronomen het stelsel zien zoals het 1,2 miljard jaar na de oerknal was. Het sterrenstelsel is dus zeker jonger dan 1,2 miljard jaar. Medeauteur Filippo Fraternali ontdekte in augustus ook al een ver sterrenstel dat veel volwassener is dan zijn leeftijd doet vermoeden. Het nu ontdekte stelsel is echter nog eens 200 miljoen jaar jonger en vertoont nog meer volwassen elementen dan dat van augustus. ‘Het wordt steeds duidelijker dat ons begrip van de vorming van sterrenstelsels op de schop moet, want de huidige modellen voorspellen dat deze jonge stelsels heel chaotisch zouden moeten zijn’, aldus Fraternali. 
→ Volledig persbericht

10 februari 2021
Astronomen van de Universiteit van Californië te Riverside (UCR) hebben ontdekt dat sommige kleine sterrenstelsels die nu geen donkere materie lijken te bevatten, als gewone stelsels mét donkere materie kunnen zijn ontstaan. Donkere materie is een geheimzinnige substantie die 85 procent van alle massa in het heelal voor haar rekening neemt, maar geen waarneembare vorm van straling uitzendt. Volgens de huidige kosmologische inzichten kunnen sterrenstelsels alleen ontstaan, en in stand blijven, wanneer ze omgeven zijn door een omvangrijke halo van koude donkere materie. De verbazing was dan ook groot toen een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum enkele jaren geleden een paar zeer diffuse dwergsterrenstelsels opspoorde die vrijwel geen donkere materie lijken te bevatten. De betreffende stelsels bevatten hooguit enkele miljarden sterren – honderd keer zo weinig als onze Melkweg. Een team onder leiding van Jessica Doppel van de UCR is er nu in geslaagd om het ontstaan van deze ultra-diffuse dwergstelsels met behulp van computersimulaties te reproduceren. Tussen de normale sterrenstelsels die uit de simulaties voortkwamen, werden inderdaad enkele exemplaren aangetroffen die net zo weinig sterren en donkere materie bevatten als de door Van Dokkum ontdekte ultra-diffuse dwergstelsels DF2 en DF4. Uit de simulaties blijkt dat de nagebootste dwergstelsels tijdens hun ontwikkeling binnen een cluster van sterrenstelsels meer dan negentig procent van hun donkere materie zijn kwijtgeraakt. Dat gebeurde onder invloed van de getijdenkrachten die ze van hun grotere soortgenoten ondervinden. Het nieuwe onderzoeksresultaat is in overeenstemming met recente waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, die laten zien dat het ultra-diffuse dwergstelsel DF4 door de zwaartekrachtsaantrekking van het naburige grote sterrenstelsel NGC 1035 aan flarden wordt getrokken. (EE)
→ Astronomers offer possible explanation for elusive dark-matter-free galaxies

1 februari 2021
Astronomen van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben ontdekt dat de sterrenpopulatie van Tucana 2, een klein, diffuus sterrenstelsel op ongeveer 163.000 lichtjaar afstand, zich tot op opvallend grote afstand van diens centrum uitstrekt. Dat wijst erop dat het stelsel is omgeven door een verrassend massarijke halo van donkere materie (Nature Astronomy, 1 februari). Ons Melkwegstelsel is omringd door tientallen dwergsterrenstelsels die vermoedelijk overblijfselen zijn van de eerste sterrenstelsels in het heelal. Tucana 2 is een van deze galactische ‘fossielen’. De sterren die de astronomen aan de rand van Tucana 2 hebben opgespoord zijn primitiever dan die in het centrum van het stelsel. Dat wil zeggen dat ze veel minder ‘metalen’ – elementen zwaarder dan helium – bevatten. Van sterren met een laag metaalgehalte wordt aangenomen dat ze vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan, toen sterren nog niet veel tijd hadden gehad om, door middel van kernfusie, lichte elementen in zwaardere om te zetten. De onderzoekers vermoeden dat Tucana 2 is voortgekomen uit een samensmelting van twee nóg kleinere sterrenstelsels, waarvan het ene wat primitiever was dan het andere. Het is voor het eerst dat zo’n tweedeling bij een ’ultrazwak’ dwergsterrenstelsel is waargenomen. De aanwezigheid van primitieve, metaalarme sterren op grote afstand van de kern van Tucana 2 brengt de astronomen tot de conclusie dat de donkere halo om dit sterrenstelsel drie tot vijf keer zoveel massa heeft als tot nu toe werd aangenomen. Donkere materie is een hypothetische vorm van materie die meer dan 85 procent van alle massa in het heelal voor zijn rekening neemt. Aangenomen wordt dat elk sterrenstelsels zo’n donkere halo heeft – anders zouden ze hun sterren simpelweg niet bij elkaar kunnen houden. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de halo’s van de allereerste sterrenstelsels in het heel vrij klein waren. Maar het feit dat een galactische fossiel als Tucana 2 een omvangrijke halo van donkere materie heeft, kan erop wijzen dat de halo’s van de allereerste sterrenstelsels in het heelal veel groter en massarijker waren dan gedacht. (EE)
→ Astronomers detect extended dark matter halo around ancient dwarf galaxy

26 januari 2021
Over sterrenstelsels is veel bekend. Zo weten we dat de daarin aanwezige sterren zijn gevormd uit een mengsel van stof en moleculair gas. Maar onduidelijk is nog hoe deze eenvoudige bestanddelen samenkomen om nieuwe sterren te vormen. Bij nieuwe waarnemingen van een klein sterrenstelsel op 50 miljoen lichtjaar afstand heeft een internationaal team van astronomen een verrassende ontdekking gedaan over dit proces. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van de in Chili gestationeerde Atacama Large Millimeter Array (ALMA), een netwerk van radiotelescopen die tezamen één grote telescoop vormen. Het dwergsterrenstelsel dat met ALMA is bekeken, is ontstaan uit het ‘puin’ van twee oudere stelsels (NGC 3226 en 3227) die met elkaar in botsing zijn gekomen. Uit de waarnemingen blijkt dat de moleculaire wolken in het dwergsterrenstelsel, dat bekendstaat als J1023+1952, qua grootte en samenstelling op die in onze eigen Melkweg lijken. Dat suggereert dat het stervormingsproces overal in het heelal op vergelijkbare wijze verloopt. In het stelsel hebben de astronomen ruim honderd van deze grote moleculaire wolken aangetroffen. Maar verrassend genoeg vertegenwoordigen deze wolken lang niet al het gas in het stelsel. Naast gas in ‘wolkenvorm’ bevat J1023+1952 – anders dan normale sterrenstelsels – ook aanzienlijke hoeveelheden diffuus gas. Dat wijst er waarschijnlijk op dat het grootste deel van het moleculaire gas in J1023+1952 – anders dan verwacht – niet betrokken is bij de vorming van nieuwe sterren. (EE)
→ New galaxy sheds light on how stars form

18 januari 2021
Met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn twee nog onbekende reusachtige radiosterrenstelsels ontdekt. Dat zijn sterrenstelsels die een sterke bron van radiostraling zijn. De ontdekking doet vermoeden dat er meer objecten van dit type bestaan dan werd aangenomen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 18 januari). Radiosterrenstelsels zijn relatief talrijk, maar slechts een paar honderd ervan vertonen twee ’jets’ van een paar miljoen lichtjaar lang die een krachtige bron van radiostraling zijn. Een jet is een bundel van energierijke geladen deeltjes en magnetische velden, die hun oorsprong vinden in de kern van het sterrenstelsel. Hoewel deze kolossale radiostelsels dus vrij schaars zijn, heeft een team onder leiding van de Australische, momenteel in Zuid-Afrika werkzame astronoom Jacinta Delhaize de twee nieuwe stelsels opgespoord bij een verkenning van een stukje hemel dat slechts vier keer zo groot is als de volle maan. Statistisch gezien is de kans dat in zo’n klein hemelgebied twee grote radiosterrenstelsels worden aangetroffen minder dan 0,0003 procent. Daarom vermoeden de astronomen dat stelsels van dit type talrijker zijn dan gedacht. De beide reuzenradiostelsels zijn opgemerkt op nieuwe radiokaarten van de zuidelijke hemel die zijn gemaakt in het kader van de MeerKAT International Gigahertz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE)-survey – een van de grote survey-projecten die met de MEERKAT-radiotelescoop worden gedaan. MEERKAT is een voorloper van de Square Kilometre Array (SKA), een radiotelescoop bestaande uit duizenden, onderling verbonden ontvangers, die verspreid over Zuid-Afrika en Australië worden opgesteld. De constructie van SKA zal naar verwachting eind dit jaar van start gaan en zes jaar gaan duren. De eerste waarnemingen kunnen mogelijk al in 2023 worden gedaan. (EE)
→ Cosmic beasts and where to find them

15 januari 2021
Wetenschappers hebben, tijdens de virtuele bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week wordt gehouden, een bijzonder afbeelding gepresenteerd van het bekende Draaikolkstelsel, een spiraalvormig sterrenstelsel op 31 miljoen lichtjaar afstand. Op de afbeelding is voor het eerst het volledige magnetische veld van het stelsel ingetekend. De afbeelding laat duidelijk zien dat de magnetische veldlijnen in de buitenste ‘armen’ niet de spiraalvorm van het stelsel volgen en vervormd zijn. De oorzaak van deze ‘magnetische chaos’ is waarschijnlijk tweeledig. Een belangrijke factor is de grote stervormingsactiviteit in dit deel van het sterrenstelsel. Maar ook de aanwezigheid van het kleine naburige sterrenstelsel NGC 5195, dat aan het uiteinde van een van de spiraalarmen ligt, lijkt bij te dragen aan de wanorde. (EE)
→ Magnetic Chaos Hidden Within the Whirlpool Galaxy

14 januari 2021
Op opnamen die gemaakt zijn voor de DESI Legacy Imaging Surveys zijn meer dan 1200 nieuwe zwaartekrachtlenzen ontdekt. Daarmee is het aantal bekende lenzen ongeveer verdubbeld. De vervormde en uitgerekte beelden van verre sterrenstelsels zijn opgespoord met behulp van ‘machine learning’, een methode waarbij een computeralgoritme aan de hand van bestaande opnamen nieuwe vergelijkbare objecten leert herkennen. Een zwaartekrachtlens (of gravitatielens) is een sterk zwaartekrachtveld, zoals dat van een sterrenstelsel of een zwart gat, dat het licht van een daarachter liggend object afbuigt. Dit lenseffect treedt alleen op wanneer waarnemer, zwaartekrachtveld (lens) en achterliggend object (bron) ongeveer op één lijn staan. Als gevolg daarvan kunnen rond zo’n ‘lens’ meerdere vervormde beelden van een ver sterrenstelsel te zien zijn. Bij slechts ongeveer 1 op de 10.000 massarijke sterrenstelsels worden tekenen van het zwaartekrachtlenseffect aangetroffen. De kans dat zo’n lens bij toeval wordt opgemerkt, is dus niet zo groot. Om het zoekproces te vergemakkelijken, hebben wetenschappers van de University of San Francisco een computer geleerd om ‘gelensde’ sterrenstelsels op te sporen op opnamen van de DESI Legacy Surveys. De talrijke nieuwe lenzen die daarbij zijn ontdekt kunnen onder meer worden gebruikt voor het meten van kosmologische parameters, zoals de Hubble-constante – een getal dat de uitdijingssnelheid van het heelal aangeeft. Voorwaarde daarbij is wel dat in het achtergrondstelsel een supernova wordt gedetecteerd, die door de lenswerking van het voorgrondstelsel, als meerdere lichtpunten wordt waargenomen. Nu astronomen weten welke sterrenstelsels als lens fungeren, weten ze ook waar ze naar zulke meervoudige supernova’s moeten uitkijken. (EE)
→ Doubling the Number of Known Gravitational Lense

14 januari 2021
Astronomen hebben hemelopnamen, gemaakt door het Kitt Peak National Observatory en het Cerro Tololo Inter-American Observatory, aan elkaar geknoopt tot de grootste fotografische hemelkaart die tot nu toe is gemaakt. Op de kaart, die is gepresenteerd tijdens de (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, zijn meer dan een miljard sterrenstelsels te zien. De nieuwe hemelkaart zal worden gebruikt om bijna veertig miljoen sterrenstelsels te selecteren voor nader onderzoek met het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Dat instrument zal de afstanden van de sterrenstelsels meten, want dan uiteindelijk moet resulteren in de grootste driedimensionale hemelkaart die ooit is gemaakt. De DESI-survey heeft tot doel om meer inzicht te krijgen in de versnellende uitdijing van het heelal, die wordt toegeschreven aan de (hypothetische) ‘donkere energie’. De nu gepresenteerde tweedimensionale hemelkaart beslaat de helft van de hemel. Hij is het resultaat van een zes jaar durend waarnemingsprogramma waarbij drie telescopen en gegevens van de ruimtetelescoop WISE zijn gebruikt. Bij het project waren 150 waarnemers en 50 andere onderzoekers van over te hele wereld betrokken en werd een miljoen gigabyte aan data gegenereerd. De geplande driedimensionale hemelkaart zal over ongeveer vijf jaar gereed zijn. (EE)
→ Giant Map of the Sky Sets Stage for Ambitious DESI Survey

14 januari 2021
Astronomen hebben op 15 april 2020 een korte gammaflits waargenomen die waarschijnlijk afkomstig was van een magnetar – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Het object maakt deel uit van NGC 253, een sterrenstelsel op 11,4 miljoen lichtjaar afstand. Het is voor het eerst dat een ‘magnetarflits’ in een extragalactisch stelsel zo nauwkeurig is gelokaliseerd. Net als een ‘gewone’ neutronenster is een magnetar het compacte overblijfsel van een supernova-explosie. Hoewel zo’n object slechts een kilometer of twintig groot is, bevat het meer massa dan onze zon. Magnetars tollen om de paar seconden om hun as en hebben het sterkste magnetische veld van alle bekende objecten in het heelal. Zelfs vrij geringe verstoringen van dat magnetische veld kunnen uitbarstingen van röntgenstraling veroorzaken die soms weken of maanden voortduren. Al geruime tijd bestaat het vermoeden dat deze exotische objecten ook de bron zijn van sommige korte gammaflitsen – heldere flitsen van energierijke gammastraling die in de jaren 70 voor het eerst werden waargenomen. Ook in ons Melkwegstelsel zijn gammaflitsen waargenomen die van magnetars afkomstig lijken te zijn, maar die waren zo intens dat de detectors waarmee ze werden geregistreerd ‘verblind’ raakten. Bovendien worden waarnemingen binnen de Melkweg gehinderd door stof. Vandaar dat astronomen al geruime tijd uitkijken naar flitsen van magnetars in sterrenstelsels buiten het onze. De detectie van gammaflits GRB 200415A, die slechts 0,14 seconde duurde, is de meest nauwkeurige tot nu toe. Ook een handjevol andere korte gammaflitsen – twee in onze Melkweg en vier daarbuiten – worden aan magnetars toegeschreven. De oorzaak van de ‘magnetarflitsen’ wordt nog niet geheel begrepen. Maar astronomen vermoeden dat de veldlijnen die aan het oppervlak van een magnetar ontspringen, sterk verstrengeld kunnen raken. Dat veroorzaakt zoveel spanning in de korst van het object, dat er breuken ontstaan en het magnetische veld zich ‘herschikt’ in een lagere energietoestand. De energie die bij deze reconnectie vrijkomt, ontsnapt deels als gammastraling. Het verslag van de ontdekking is woensdag 13 januari gepresenteerd tijdens de 237ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, en gepubliceerd in de tijdschriften Nature en Nature Astronomy. (EE)
→ Astronomers find signature of magnetar outbursts in nearby galaxies

13 januari 2021
Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat wat zes jaar geleden nog voor een supernova-explosie werd aangezien in werkelijkheid een periodiek verschijnsel is. Het wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een superzwaar zwart gat dat eens in de 114 dagen materie van een ster af rukt. In november 2014 registreerde de All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) – een wereldwijd netwerk van autonoom werkende telescopen – een heldere uitbarsting in het hart van het ruim 570 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel ESO 253-G003 in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor. Het verschijnsel werd in eerste instantie aangezien voor een supernova – een kolossale sterexplosie – maar ook toen al werd rekening gehouden met de mogelijkheid dat de uitbarsting, die de aanduiding ASASSN-14ko kreeg, verband hield met het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel. Om daar uitsluitsel over te krijgen, is het gedrag van ESO 253−G003 in de jaren daarna gevolgd. Daarbij werd een reeks van zeventien uitbarstingen geregistreerd, die met regelmatige tussenpozen optraden. Op basis daarvan voorspelde het onderzoeksteam dat er op 17 mei 2020 opnieuw een uitbarsting zou plaatsvinden. Deze voorspelling kwam uit, net als twee latere voorspellingen. De meest waarschijnlijke verklaring voor de periodiek optredende uitbarstingen is dat het om een gedeeltelijke ‘tidal disruption event’ (TDE) gaat. Een TDE ontstaat wanneer een ster te dicht in de buurt van een superzwaar zwart gat komt, waardoor hij door laatstgenoemde aan flarden wordt getrokken. Daarbij wordt een deel van de stermaterie de ruimte in geslingerd, terwijl de rest naar het zwarte gat toe valt en daarbij een schijf van heet, helder gas vormt. In dit specifieke geval is de ster blijkbaar niet in één keer door het zwarte gat aan flarden gescheurd, maar verliest hij bij elke nadering een deel van zijn materie. Dat kan natuurlijk niet eeuwig zo doorgaan, dus op enig moment zou er een einde moeten komen aan de reeks uitbarstingen. Onduidelijk is wanneer dat het geval zal zijn. De astronomen weten wel ongeveer hoeveel materie de de ster steeds verliest, maar niet hoeveel massa hij oorspronkelijk heeft gehad. Het is dus een kwestie van afwachten. De resultaten van het nieuwe onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 237ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week plaatsvindt, en zijn geaccepteerd voor publicatie in de Astrophysical Journal. (EE)
→ Mistaken Identity: A Presumed Supernova Is Actually Something Much Rarer

13 januari 2021
Beeldgegevens van de ruimtesonde New Horizons zijn gebruikt om een schatting te maken van het totale aantal sterrenstelsels in het heelal. Dat aantal lijkt aanzienlijk kleiner te zijn dan een eerdere schatting aangaf. Astronomen kunnen het totale aantal sterrenstelsels in het heelal schatten door alles wat ze op een ‘diepe’ opname van de Hubble-ruimtetelescoop zien te tellen, en de uitkomst daarvan met het totale hemeloppervlak te vermenigvuldigen. Maar op die manier zien ze ongetwijfeld veel sterrenstelsels over het hoofd: die zijn zo ver weg dat Hubble ze niet kan waarnemen. Om dit probleem te omzeilen, kan worden geprobeerd om het zwakke schijnsel te meten dat alle sterrenstelsels bij elkaar produceren. Dat schijnsel zorgt ervoor dat de ruimte tussen de sterren niet volmaakt zwart is, maar ook weer niet helder genoeg om in ons deel van het zonnestelsel meetbaar te zijn. De verstrooiing van zonlicht aan interplanetair stof gooit roet in het eten. Wetenschappers kunnen nu echter beschikken over een ruimtesonde met moderne apparatuur die, na een verkenning van de ijzige dwergplaneet Pluto, de zon ver achter zich heeft gelaten: New Horizons. Beeldgegevens van deze ruimtesonde hebben nu laten zien dat het aantal verre, en daardoor ‘onzichtbare’ sterrenstelsels enkele honderden miljarden zal bedragen. Dat is aanzienlijk minder dan de twee biljoen waarop een eerdere schatting leken te wijzen. Deze schatting berustte op wiskundige modellen die aangaven hoeveel sterrenstelsels te klein en te zwak zijn om door de Hubble-ruimtetelescoop te worden opgemerkt. De uitkomst was dat misschien wel negentig procent van alle stelsels buiten het bereik van Hubble zou vallen. Maar dat lijkt dus mee te vallen: slechts de helft wordt door de ruimtetelescoop over het hoofd gezien. (EE)
→ New Horizons Spacecraft Answers Question: How Dark Is Space?

12 januari 2021
Een onderzoeksteam onder leiding van Feige Wang van de Universiteit van Arizona heeft een quasar op 13,03 miljard lichtjaar afstand opgespoord – de verste tot nu toe. Het object bestond al 670 miljoen jaar na de oerknal, toen het heelal nog maar vijf procent van zijn huidige leeftijd had. In het hart van de quasar, die formeel J0313-1806 heet, gaat een superzwaar zwart gat van 1,6 miljard zonsmassa’s schuil. Een quasar is de extreem heldere kern van een ver sterrenstelsel. In deze kern bevindt zich een superzwaar zwart gat dat omgeven is door een schijf van gas. Als gas vanuit de schijf naar het zwarte gat toe valt, komt er energie vrij in de vorm van elektromagnetische straling. Tegelijkertijd kan er ook heet gas uit de schijf ontsnappen. J0313-1806 is niet alleen de verste – en daarmee ook de vroegste – quasar die we kennen, maar ook de eerste in zijn soort die tekenen van ontsnappend heet gas vertoont. Bovendien vertoont het sterrenstelsel waar de quasar deel van uitmaakt een grote stervormingsactiviteit. Quasar J0313-1806 staat slechts 20 miljoen lichtjaar verder weg dan de vorige recordhouder, maar zijn centrale zwarte gat heeft twee keer zoveel massa. Astronomen worstelen al een tijdje met de vraag hoe zo kort na de oerknal al zulke kolossale zwarte gaten kunnen zijn ontstaan. Oorspronkelijk was de gedachte dat het simpelweg ‘samenballingen’ zouden zijn van talrijke kleinere zwarte gaten die bij supernova-explosies zijn gevormd. Maar dit scenario kost veel te veel tijd. En datzelfde geldt inmiddels ook voor varianten die uitgaan van uitzonderlijke zware sterren of van compacte sterrenhopen die tot een zwart gat samentrekken. Volgens de ontdekkers van J0313-1806 moet het daarin aanwezige superzware zwarte gat dus op een heel andere manier zijn gevormd. Ze gaan uit van een scenario waarbij grote hoeveelheden koud waterstofgas rechtstreeks zijn samengetrokken tot een fors zwart gat van ongeveer tienduizend zonsmassa’s, dat vervolgens gas en sterren uit zijn omgeving heeft aangetrokken. Alleen op die manier kan het zwarte gat in J0313-1806 zo snel zijn grote massa hebben bereikt. Uit de helderheid van de quasar leiden astronomen af dat het superzware zwarte gat jaarlijks nog steeds het equivalent van 25 zonnen aan materie opslokt. In diezelfde tijd produceert het omringende sterrenstelsel ongeveer 200 zonsmassa’s aan nieuwe sterren. Netto neemt het aantal sterren in het stelsel dus nog toe. De resultaten van het nieuwe onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 237ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week plaatsvindt, en zijn geaccepteerd voor publicatie in de Astrophysical Journal Letters. (EE)
→ Most distant quasar discovered sheds light on how black holes grow

12 januari 2021
Met een gecombineerde observatie van zowel de Low Frequency Array (LOFAR) als de Westerbork Synthese Radiotelescoop (WSRT-Apertif) hebben astronomen de levenscyclus van een superzwaar zwart gat gemeten. Het is voor het eerst dat beide radiotelescopen van het Nederlands instituut voor radioastronomie (ASTRON) gebruikt zijn om hetzelfde deel van het universum gelijktijdig te observeren. Deze proof of concept studie, onderdeel van de LOFAR deep fields surveys, toont aan dat een gecombineerde LOFAR/WSRT-Apertif-observatie kan onthullen in welke fase van zijn levenscyclus een superzwaar gat zich bevindt. Het is bekend van superzware zwarte gaten dat ze zowel ‘actieve’ als ‘stille’ fases hebben. In hun actieve fase stoten ze enorme hoeveelheden energie uit, die uiteindelijk gas en materie aan sterrenstelsels kunnen onttrekken en de vorming van nieuwe sterren kunnen beïnvloeden. Deze uitstoten worden verondersteld enkele tientallen tot honderden miljoenen jaren te duren, wat in de levensduur van een heelal slechts een kort moment is. Na deze actieve fase gaat het superzware gat een stille fase in. Een deel van de uitgestoten energie is in de vorm van radiogolven, zowel op lage als op hoge frequenties. Een gecombineerde observatie van de ASTRON-radiotelescopen LOFAR (lage frequentie radiogolven) en WSRT-Apertif (hoge frequentie radiogolven) is in staat deze uitgezonden radiogolven te detecteren. In een eerder onderzoek is LOFAR ingezet om mogelijke superzware zwarte gaten te ontdekken die zich in hun stervende fase of herstartende fase bevinden. In deze studie zijn dezelfde bronnen bestudeerd, maar dit keer samen met WSRT-Apertif. De relatieve sterkte van de radiogolven op twee verschillende radiofrequenties is vervolgens gebruikt om, naar eerste orde, af te leiden hoe oud een radiobron is en of deze zich al in een stervende fase bevindt. Astronomen vermoeden dat een zwart gat gedurende zijn bestaan meerdere keren een uitstotende cyclus kan initiëren. Door superzware zwarte gaten met zowel LOFAR als WSRT-Apertif te observeren, kunnen wetenschappers vaststellen welke van deze superzwarte gaten zich op dit moment in de uit-fase bevinden en hoe lang geleden ze die fase in gingen. Ook hebben ze gevallen geïdentificeerd waar de uitstotende fase van een superzwaar zwart gat ‘recentelijk’ opnieuw is opgestart. 
→ Volledig persbericht

11 januari 2021
Astronomen hebben mogelijk een glimp opgevangen van het kosmische ‘concert’ van zwaartekrachtgolven dat het gevolg is van de talrijke botsingen tussen sterrenstelsels en superzware gaten die in het heelal plaatsvinden. De wetenschappers presenteren hun bevindingen tijdens de virtuele bijeenkomst van de American Astronomical Society, die vandaag van start is gegaan, en in het vaktijdschrift Astrophysical Journal Letters. In 2016 registreerden wetenschappers voor het eerst zwaartekrachtgolven uit het heelal. Deze golven – een soort rimpelingen van de ruimte – werden veroorzaakt door de botsing tussen twee relatief lichte zwarte gaten in een sterrenstelsel op 130 miljoen lichtjaar van de aarde. Ze zijn opgepikt met de speciaal voor dit doel gebouwde LIGO-detector in de VS. LIGO, en zijn Europese tegenhanger Virgo, zijn alleen gevoelig voor kortgolvige zwaartekrachtgolven, zoals die worden uitgezonden door twee naar elkaar toe spiralende objecten van hooguit enkele tientallen zonsmassa’s. Voor de detectie van de langgolvige zwaartekrachtgolven van twee naar elkaar toe spiralende zwarte gaten met miljoenen keren zoveel massa is een detector nodig die vele malen groter is dan de aarde. Dit praktische probleem kan worden omzeild door gebruik te maken van pulsars – de ‘vuurtorens’ van de Melkweg. Pulsars zijn ineengestorte sterren die heel snel rondtollen en daarbij bundels van radiostraling uitzenden. Vanaf de aarde zijn deze objecten waarneembaar als regelmatig knipperende objecten. Bij het North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav)-project worden al jarenlang de pulsen van tientallen pulsars, verspreid over ons Melkwegstelsel, met radiotelescopen in de gaten gehouden. Theoretisch zou een langgolvige zwaartekrachtgolf die door de Melkweg trekt in de loop van enkele jaren, of zelfs decennia, kleine variaties moeten veroorzaken in de afstanden van deze pulsars. En dat zou dan resulteren in gelijktijdig optredende veranderingen in de aankomsttijden van hun pulsen. De verwachte variaties zijn wel heel klein: van de orde van een paar honderd nanoseconden (een nanoseconde is een miljardste van een seconde). Om zulke minuscule variaties te kunnen opmerken, is het zaak om het knippergedrag van zoveel mogelijk pulsars over een zo lang mogelijke periode te volgen. Deze aanpak lijkt nu zijn vruchten te hebben afgeworpen. Bij hun meest recente analyse hebben de wetenschappers van het NANOGrav-project een effect te hebben ontdekt dat de pulsen van veel van de onderzochte pulsars beïnvloedt. Zekerheid over de oorzaak van dit signaal hebben ze echter nog niet. Daartoe is het nodig om nog meer pulsars langdurig in de gaten te houden. Voor dit doel wordt inmiddels samengewerkt met vergelijkbare projecten in Australië en Europa (EE)
→ ‘Galaxy-sized’ observatory sees potential hints of gravitational waves

11 januari 2021
Sterrenstelsels beginnen te ‘sterven’ wanneer ze stoppen met het vormen van nieuwe sterren, maar tot nu toe was het begin van dit proces bij een ver sterrenstelsel nog nooit duidelijk gezien. Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) heeft een team van astronomen nu een sterrenstelsel waargenomen dat bijna de helft van zijn sterren-vormende gas heeft uitgestoten. Het onderzochte sterrenstelsel, ID2299, staat zo ver weg dat zijn licht er ongeveer 9 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. We zien het toen het heelal nog maar 4,5 miljard jaar oud was. ID2299 stoot gas uit in een tempo van tienduizend zonsmassa’s per jaar en zal daardoor maar liefst 46 procent van zijn totale hoeveelheid koud gas kwijtraken. Omdat het stelsel ook in een zeer hoog tempo nieuwe sterren vormt – honderden keren sneller dan ons Melkwegstelsel – zal ook het overgebleven gas heel snel opraken, waardoor de sterproductie in het stelsel binnen enkele tientallen miljoenen jaren tot stilstand zal komen. De astronomen denken dat dit spectaculaire gasverlies is veroorzaakt door een botsing tussen twee sterrenstelsels die zich uiteindelijk tot ID2299 hebben samengevoegd. Dat leiden ze af uit de connectie van het uitgestoten gas met een ‘getijdenstaart’. Getijdenstaarten zijn langgerekte stromen van sterren en gas die ontstaan ​​wanneer twee sterrenstelsels samensmelten, maar ze zijn doorgaans te zwak om ze bij verre sterrenstelsels te kunnen waarnemen. Omdat de getijdenstaart van ID2299 nog maar net de ruimte in ‘gelanceerd’ is, en daardoor relatief helder is, heeft het onderzoeksteam deze toch kunnen herkennen. De meeste astronomen denken dat de uitstoot van stervormingsmateriaal die ertoe leidt dat een sterrenstelsel geen sterren meer kan produceren wordt veroorzaakt door de ‘winden’ die het gevolg zijn van stervorming en van de activiteit van het zwarte gat in de kern van het stelsel. Maar het nieuwe onderzoek dat vandaag in Nature Astronomy wordt gepubliceerd wijst er nu op dat ook botsingen tussen sterrenstelsels daar verantwoordelijk voor kunnen zijn. (EE)
→ Volledig persbericht

8 januari 2021
Ter viering van het nieuwe jaar hebben NASA en ESA een collage van zes indrukwekkende opnamen van botsende sterrenstelsels gepresenteerd. De opnamen zijn gemaakt met de Hubble-ruimtetelescoop. Botsingen en andere onderlinge interacties spelen een belangrijke rol bij de evolutie van sterrenstelsels. Tijdens deze vaak spectaculaire gebeurtenissen veranderen de stelsels vaak aanzienlijk van vorm en leeft hun stervormingsactiviteit sterk op. Dergelijke stelsels zijn uitstekende ‘laboratoria’ om de vorming van sterrenhopen onder extreme omstandigheden te onderzoeken. Onze Melkweg produceert sterrenhopen met tienduizend keer zoveel massa als onze zon. Maar dat valt in het niet bij de massa’s van de sterrenhopen in botsende sterrenstelsels: die kunnen oplopen tot miljoenen zonsmassa’s. Deze compacte verzamelingen sterren produceren ook veel licht. Zelfs na de botsing, wanneer rust in het samengesmolten stelsel is teruggekeerd, blijven de zeer massarijke sterrenhopen nog lang stralen. In het kader van de Hubble imaging Probe of Extreme Environments and Clusters (HiPEEC)-survey hebben astronomen onderzocht welke gevolgen dat heeft gehad voor de zes stelsels op de collage. Uit het onderzoek blijkt onder meer dat de populatie van sterrenhopen grote en snelle veranderingen ondergaan, en dat de zwaarste sterrenhopen tegen het einde van het samensmeltingsproces ontstaan. (EE)
→ When Galaxies Collide: Hubble Showcases 6 Beautiful Galaxy Mergers

16 december 2020
Een team van astronomen heeft met behulp van de Keck I-telescoop de afstand van het extreem verre sterrenstelsel GN-z11 gemeten. De uitkomst is dat GN-z11 – zoals al werd vermoed – het verste stelsel is dat tot nu toe is opgespoord (Nature Astronomy, 14 december). Dat GN-z11 heel ver weg staat, is al bekend sinds 2016. Metingen van de kleur en helderheid van het stelsel, verricht met de Hubble-ruimtetelescoop, gaven aan dat het stelsel al moet hebben bestaan toen het heelal nog maar ongeveer 380 miljoen jaar oud was. Deze schatting is nu gepreciseerd. Bij het nieuwe onderzoek is gekeken naar heldere lijnen van het element koolstof die in het spectrum van GN-z11 te zien zijn. Dit specifieke ‘licht’ werd meer dan 13 miljard jaar geleden op ultraviolette golflengten uitgezonden, maar is door de uitdijing van het heelal sindsdien zo ver uitgerekt, dat het nu als nabij-infraroodstraling wordt waargenomen. Uit de mate van uitrekking – de zogeheten roodverschuiving –kunnen astronomen afleiden hoe lang het licht van GN-z11 onderweg is geweest. De nieuwe metingen komen uit op een roodverschuiving van 10,957 – iets kleiner dan de waarde op basis van de Hubble-metingen (11,09). Dat betekent dat het licht van GN-z11 er ongeveer 10 miljoen jaar minder lang over heeft gedaan om ons te bereiken dan aanvankelijk was geschat. (EE)
→ The farthest galaxy in the universe

26 november 2020
Uit nieuwe gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat het sterrenstelsel NGC 1052-DF4 door getijdenkrachten aan flarden wordt getrokken. Dit resultaat verklaart de eerdere ontdekking dat dit stelsel weinig of geen donkere materie bevat. In 2018 ontdekte een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum een relatief nabij sterrenstelsel dat bijna geen donkere materie lijkt te bevatten. De ontdekking van dit stelsel, dat de aanduiding NGC 1052-DF2 kreeg, kwam als een verrassing, omdat de meeste sterrenstelsels juist voor het overgrote deel uit donkere materie lijken te bestaan. Sterker nog: zonder donkere materie zou een sterrenstelsel eigenlijk niet eens kunnen ontstaan. Het bleef niet bij dit ene geval: een jaar later werd een tweede ‘ultradiffuus’ sterrenstelsel ontdekt – NGC 1052-DF4. De nieuwe Hubble-gegevens zijn gebruikt om de oorzaak van de ontbrekende donkere materie in NGC 1052-DF4 te vinden. Een team onder leiding van Mireia Montes van University of New South Wales in Australië heeft lang belichte opnamen van het stelsel gemaakt. En daarbij hebben de astronomen ontdekt dat het gebrek aan donkere materie daarin het gevolg kan zijn van de sterke zwaartekrachtsaantrekking van het naburige grote sterrenstelsel NGC 1035, dat bezig zou zijn om DF4 te slopen. Montes en haar team komen tot die conclusie na onderzoek van de ruimtelijke verdeling van bolvormige sterrenhopen – compacte verzamelingen van sterren – in DF4. De verdeling van de bolhopen wijst erop dat ze bezig zijn om uit hun moederstelsel te worden getrokken. Daarnaast hebben de astronomen aanwijzingen gevonden dat DF4 ‘getijdenstaarten’ vertoont – ook een teken dat het stelsel onder invloed van een kracht van buitenaf wordt ontmanteld. Uit een nadere analyse van de beelden blijkt verder dat het centrale deel van DF4 nog ongeschonden is. De getijdenstaarten bevatten namelijk slechts zeven procent van de totale stellaire materie van het stelsel. Dat suggereert dat DF4 al in een eerder stadium van zijn ijle halo van donkere materie is ontdaan, en dat nu het stellaire deel van het stelsel aan de beurt is. (EE)
→ New Hubble Data Explains Missing Dark Matter

18 november 2020
Een team van astronomen onder leiding van SRON, Nederlands instituut voor ruimte-onderzoek, heeft tien keer zoveel hyperlumineuze sterrenstelsels waargenomen in het infrarood dan sterren volgens theoretische modellen kunnen produceren. Als de theorie klopt, kunnen sterren dus niet in hun eentje verantwoordelijk zijn voor de helderheden van de helderste infraroodsterrenstelsels. Elf miljard jaar geleden — ongeveer drie miljard jaar na de oerknal — begonnen zich relatief snel sterrenstelsels te vormen. Er was gas in overvloed, dus een klein deel van deze vroege stelsels was in staat om uit te groeien tot zware, hyperlumineuze exemplaren, met een helderheid van tien biljoen zonnen. Omdat de gasreserves in de loop der tijd opdroogden, konden later minder sterrenstelsels zo snel ‘groeien’. Toen astronomen het heelal bestudeerden met de infrarood-ruimtetelescoop Herschel, zagen ze deze theorie over het algemeen bevestigd. Maar in absolute getallen leek het erop dat er ruim tienmaal teveel hyperlumineuze infraroodsterrenstelsels zijn, zowel in het vroege heelal als dichterbij huis. Helaas kon Herschels ruimtelijke resolutie niet alle individuele sterrenstelsels onderscheiden, zodat ze het niet met zekerheid konden zeggen. Een internationaal team van astronomen, geleid door Lingyu Wang van SRON en de Rijksuniversiteit Groningen, heeft nu de LOFAR-radiotelescoop gebruikt om de sterrenstelsels individueel te onderscheiden. Ze zagen inderdaad meer dan tienmaal zoveel hyperlumineuze sterrenstelsels dan de theorie voorspelt. Met een onzekerheid van een factor twee kunnen ze nu met zekerheid zeggen dat we naar een andere theorie moeten zoeken. ‘We onderzoeken nu welke fysische mechanismen zulke extreme sterrenstelsels kunnen aandrijven,’ zegt Wang. ‘Worden ze aangedreven door stervorming of door de aangroei van superzware zwarte gaten? In het eerste geval moeten hyperlumineuze infraroodsterrenstelsels jaarlijks duizenden zonsmassa’s aan sterren produceren. Theoretische modellen voorzien echter niet in zo’n snelle sterproductie. Een alternatief scenario is dat de stelsels voornamelijk worden aangedreven door de accreties van materie rond het superzware zwarte gat in hun centrum. We hebben vervolgwaarnemingen nodig om de ware aard van deze extreme objecten te kunnen onderzoeken.’ Het team gaat deze vervolgwaarnemingen nu doen vanaf de Keck-sterrenwacht op Hawaï. Dat geeft ze preciezere gegevens over de roodverschuiving van de sterrenstelsels, en dus hun afstand. Keck heeft een optische telescoop die spectra opneemt. Astronomen leiden de roodverschuiving af uit spectra door te kijken hoeveel golflengtes de karakteristieke vingerafdrukken van stoffen zijn verschoven. De astronomen hebben hun bevindingen vandaag op preprint-site arXiv gezet. Binnenkort verschijnt de publicatie ook in een speciale editie van Astronomy & Astrophysics. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

12 november 2020
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat een botsing tussen twee neutronensterren niet automatisch in de vorming van een zwart gat resulteert. In plaats daarvan kan ook een magnetar ontstaan. Dat is de conclusie van nieuw onderzoek waarvan de resultaten binnenkort in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Het onderzoek heeft betrekking op een hevige sterexplosie – een zogeheten kilonova – waarvan het licht op 22 maart van dit jaar de aarde bereikte. De explosie ging gepaard met een korte, maar hevige flits gammastraling (GRB 200522A), die als eerste werd opgemerkt door de Amerikaanse Swift-satelliet. Nadien is het ’nagloeiende’ verschijnsel nog met tal van andere telescopen op aarde en in de ruimte waargenomen, waaronder ook de Hubble-ruimtetelescoop. Astronomen gaan ervan uit dat korte gammaflitsen ontstaan bij een botsing tussen twee neutronensterren – extreem compacte objecten die minstens zoveel massa hebben als de zon, maar slechts een kilometer of 10 groot zijn. De daarbij optredende explosie, gloeit op allerlei golflengten nog heel lang na dankzij het radioactieve verval van zware elementen die karakteristiek zijn voor de samensmelting van twee neutronensterren. De infraroodstraling die ‘Hubble’ bij deze kilonova waarnam, was opvallend genoeg tien keer zo helder als verwacht. Dat wijst er volgens astronomen op dat ‘iets’ extra energie in het nagloeiende restant heeft gepompt. En dat zou erop kunnen duiden dat de twee neutronensterren die bij de explosie betrokken waren tot een magnetar zijn samengesmolten – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Tot nu toe werd aangenomen dat bij zo’n botsing een zwart gat ontstaat. (EE)
→ Scientists Uncover Truth About Luminous Infrared Kilonova

11 november 2020
Astronomen van onder meer Johns Hopkins University (VS) hebben vastgesteld dat de temperatuur van het gas in clusters van sterrenstelsels gemiddeld 2 miljoen graden Celsius bedraagt. Dat is tien keer heter dan 10 miljard jaar geleden en vier keer zo heet als de corona (buitenste atmosfeer) van de zon. De opwarming wordt veroorzaakt doordat sterrenstelsels gas uit hun omgeving aantrekken. Je kunt de ontelbare gasatomen die door sterrenstelsels worden aangetrokken vergelijken met meteoroïden die de aardatmosfeer binnendringen. Die gaan onder invloed van de zwaartekracht steeds sneller bewegen en ondervinden daarbij wrijving van het medium waar ze doorheen gaan. Dezelfde opwarming onder invloed van de zwaartekracht treedt op bij veel grotere objecten, zoals sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels – een theorie die wordt toegeschreven aan Nobelprijswinnaar James Peebles. De zwaartekracht brengt gas en andere vormen van materie bijeen in sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels, en daardoor warmt het gas op. Bij hun temperatuuranalyse hebben de astronomen gebruik gemaakt van gegevens die de afgelopen decennia zijn verzameld met een telescoop op aarde (de Sloan Digital Sky Survey) en door de Europese satelliet Planck. Met behulp van een nieuwe techniek hebben ze schattingen gemaakt van de kosmologische roodverschuiving in het licht van concentraties van gas. Kosmologische roodverschuiving is het verschijnsel dat de golflengte van het licht van verre sterrenstelsels toeneemt ten gevolge van de uitdijing van het heelal. Hoe verder een sterrenstelsel van ons verwijderd is, des te langer is de golflengte van zijn licht, en des te langer heeft het geduurd voordat dit licht ons bereikte. Daardoor kunnen astronomen als het ware ‘terugkijken’ in de tijd. Aan de hand van de kleur van het licht kan ook een schatting worden gemaakt van de temperatuur van het stelsel. Op die manier hebben de astronomen kunnen meten dat de temperatuur van kosmisch gas in de loop van de miljarden jaren geleidelijk is toegenomen. Deze stijgende trend is overigens in overeenstemming met de resultaten van computersimulaties. (EE)
→ Galaxies have gotten hotter as they've gotten older

2 november 2020
Een internationaal team van onderzoekers onder Leidse leiding heeft negen gigantische botsingen in kaart gebracht van clusters van sterrenstelsels. De botsingen vonden zeven miljard jaar geleden plaats en konden worden waargenomen omdat ze deeltjes versnellen tot grote snelheden. Het is voor het eerst dat botsingen van zulke verre clusters zijn bestudeerd (Nature Astronomy, 2 november). Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste structuren in het heelal. Ze kunnen bestaan uit duizenden sterrenstelsels met elk miljarden sterren. Als zulke clusters samensmelten, worden de elektronen die zich tussen deze clusters bevinden versneld tot bijna de lichtsnelheid. Deze deeltjes zenden vervolgens radiostraling uit als ze in contact komen met magneetvelden in de clusters. Tot nu toe waren telescopen niet sterk genoeg om de radiostraling van verre botsende clusters op te vangen. Maar dankzij het Nederlands-Europese netwerk van aan elkaar geschakelde LOFAR-antennes en een ‘belichtingstijd’ van acht uur per cluster konden de onderzoekers voor het eerst gedetailleerde gegevens verzamelen van verre clusters. Uit de gegevens blijkt onder andere dat de radiostraling van verre botsende clusters veel helderder is dan gedacht. Volgens de heersende theorieën komt de radiostraling van deeltjes die worden versneld door turbulente wervelingen. ’We denken dan ook dat de turbulentie en de wervelingen die bij de botsingen ontstaan, sterk genoeg zijn om de deeltjes ook in het jonge heelal te versnellen’, aldus onderzoeksleider Gabriella Di Gennaro, promovenda aan de Universiteit Leiden. Verder bleken de magneetvelden in de verre clusters ongeveer net zo sterk als in eerder onderzochte nabije clusters. Volgens medeauteur en magneetveld-expert Gianfranco Brunetti (INAF-Bologna, Italië) was dat onverwacht: ‘We weten nog niet hoe die magneetvelden zo sterk kunnen zijn in een nog jong heelal, maar door ons onderzoek komen we wel dichter bij een oplossing. We hopen dat toekomstige waarnemingen aan verre clusters meer inzicht geven.’ 
→ Oorspronkelijk persbericht

27 oktober 2020
Massarijke sterrenstelsels werden al vroeg in de geschiedenis van het heelal volwassen. Dat blijkt uit onderzoek door een internationaal team van astronomen die 118 verre sterrenstelsels hebben waargenomen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en een scala aan andere (optische) telescopen. De meeste sterrenstelsels zijn ontstaan toen het heelal nog erg jong was. Zo ging de vorming van ons eigen Melkwegstelsel waarschijnlijk 13,6 miljard jaar geleden van start, toen het heelal nog maar amper 200 miljoen jaar bestond. Toen het heelal ongeveer tien procent van zijn huidige leeftijd had (1 tot 1,5 miljard jaar na de oerknal), ondergingen de meeste sterrenstelsels een ‘groeispurt’. Tijdens deze periode bouwden ze het grootste deel van hun stellaire massa op, en ontstonden de spiraalschijven zoals we die bij veel van de huidige sterrenstelsels waarnemen. Bij de nieuwe survey, die ALPINE heet, hebben astronomen 118 sterrenstelsels waargenomen die middenin hun groeispurt zaten. Daarbij hebben ze vastgesteld dat veel van de stelsels aanzienlijke hoeveelheden stof en zware elementen bevatten – materiaal dat door opeenvolgende generaties van stervende sterren is geproduceerd en verspreid.  Omdat sterrenstelsels in het vroege heelal nog niet veel tijd hebben gehad om sterren te vormen, verwachtten de astronomen niet veel stof of zware elementen te zien. Eerdere onderzoeken leken dat ook te bevestigen. Maar nu is dan toch ontdekt dat ongeveer een op de vijf verre stelsels dermate stofrijk is dat de ultraviolette straling van pasgeboren sterren aan het zicht onttrokken wordt. Veel van de stelsels zien er volgroeid uit. Ze vertonen een grote verscheidenheid aan structuren, waaronder ook de eerste tekenen van de schijfvorming die kan leiden tot de vorming van een spiraalstructuur zoals ook onze Melkweg die kent. Een en ander wijst erop dat de ontwikkeling van sterrenstelsels sneller is verlopen dan werd verwacht. Waarom dat zo is, is nog onduidelijk. Om meer over de verre sterrenstelsels te weten te komen, willen de astronomen ALMA nog wat langer op afzonderlijke exemplaren richten. Op die manier hopen ze te kunnen vaststellen waar het stof zich precies bevindt, en de bewegingen van het tevens aanwezige gas in kaart te brengen. (EE)
→ Galaxies in the Infant Universe Were Surprisingly Mature

15 oktober 2020
Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Søren Larsen (Radboud Universiteit) heeft toevallig een bolvormige sterrenhoop ontdekt die extreem weinig metalen bevat. De astronomen hadden waarneemtijd over en besloten de bolhoop in de Andromedanevel mee te nemen als extraatje. Ze publiceren hun bevindingen vrijdag in het vakblad Science. Bolvormige sterrenhopen bestaan meestal uit honderdduizenden of miljoenen oude sterren die zich als een groep door een sterrenstelsel verplaatsen. De metaalarme bolhoop heet RBC EXT8, bevindt zich in de Andromedanevel. De sterren in de hoop hebben gemiddeld 800 keer zo weinig metalen als onze zon en zijn drie keer zo metaalarm als het vorige laagterecord voor bolhopen. De astronomen staan voor een raadsel, omdat tot nu toe werd gedacht dat grote bolvormige sterrenhopen behoorlijk wat metalen moesten bevatten. De nieuwe vondst stelt deze zogeheten metaaldrempel ter discussie. Daarnaast kan de ontdekking ook gevolgen hebben voor de theorieën over de vorming van sterrenstelsels in het jonge heelal. De onderzoekers deden hun waarnemingen met de HIRES-spectrometer van de Keck Telescoop op Hawaï. Ze rafelden op 25 oktober 2019 het licht uiteen van vijf bolhopen in sterrenstelsels in de buurt van onze Melkweg. Oorspronkelijk stond de bolhoop RBC EXT8 niet op het programma, maar de onderzoekers hadden een paar uur waarneemtijd over en besloten hun telescoop op de bolhoop te richten. Ze maakten twee spectroscopische opnamen van elk twintig minuten voor het metaalgehalte en gebruikten drie archiefbeelden van de Canada-France-Hawaii Telescope om de grootte van de hoop te bepalen.  In de toekomst hopen de onderzoekers meer metaalarme bolhopen te vinden en het raadsel over het ontstaan ervan op te lossen.
→ Volledig persbericht

15 oktober 2020
Sommige superzware zwarte gaten stoten krachtige bundels van materiaal, oftewel ‘jets’, uit, terwijl andere dat niet doen. Astronomen denken nu te weten hoe dat komt. Met behulp van gegevens van de röntgensatellieten Chandra (VS), XMM-Newton (Europa) en ROSAT (Duitsland), de VLA-radiotelescoop en een aantal andere telescopen heeft een team van onderzoekers meer dan 700 quasars – snel ‘groeiende’ super zware zwarte gaten – onderzocht om erachter te komen welke factoren bepalend zijn voor het ontstaan van jets. Eerder was al vastgesteld dat een superzwaar zwart gat snel moet ronddraaien om een krachtige jet te produceren, maar dat niet alle snel ronddraaiende zwarte gaten jets hebben. De astronomen hebben nu ontdekt dat er een andere factor in het spel is bij het ontstaan van jets: een ‘corona’ van diffuus heet gas dat doortrokken is met magnetische velden. Dat hete gas bevindt zich boven en onder de schijf van materie die zo’n zwart gat doorgaans om zich heen heeft verzameld. Als een quasar geen heldere röntgenbron is, en dus geen corona heeft, heeft hij ook geen krachtige jets. Uit eerdere onderzoeken was al gebleken dat quasars zonder jets een karakteristiek verband vertonen tussen de sterkte van hun röntgen- en ultraviolette emissie. Deze correlatie wordt verklaard door aan te nemen dat uv-straling van de schijf rond het zwarte gat in botsing komt met deeltjes in de corona. Daarbij wordt de uv-straling energetisch ’gepromoveerd’ tot röntgenstraling. Bij het nieuwe onderzoek is specifiek gekeken naar quasars mét jets. En daarbij werd hetzelfde verband tussen röntgen- en uv-straling gemeten als bij quasars zonder jets. Daaruit wordt geconcludeerd dat de röntgenstraling van beide soorten quasars afkomstig is van een corona. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de röntgenstraling van quasars met jets voornamelijk afkomstig was van de basis van de jets. Maar dat lijkt dus niet zo te zijn: de bijdrage van de jet is beperkt. (EE)
→ The Recipe for Powerful Quasar Jets

13 oktober 2020
Astronomen hebben na een nieuwe analyse van bestaande Hubble-data vastgesteld dat het uiterst lichtzwakke sterrenstelsel Dragonfly44 veel minder sterrenhopen in de omringende halo van donkere materie heeft dan in 2016 is gemeld. Omdat het aantal bolhopen een goede indicator is voor de hoeveelheid donkere materie, is dit zogeheten ultradiffuse stelsel eerder een gewoon dwergsterrenstelsel, met de bijbehorende hoeveelheid donkere materie, dan een stelsel van Melkweg-achtige omvang dat vrijwel geheel uit donkere materie zou bestaan. Dit onderzoeksresultaat, onder leiding van de Groningse promovendus Teymoor Saifollahi, is geaccepteerd voor publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. In 2015 vonden astronomen van Yale University in de VS, onder leiding van de Nederlandse astronoom Pieter van Dokkum, vele zeer lichtzwakke sterrenstelsels in de Comacluster, een groep van duizenden sterrenstelsels op een afstand van 300 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Haar van Berenice. Het vreemde aan de stelsels was dat ze soms groter leken dan de Melkweg, maar 100 tot 1000 keer zo weinig licht gaven. Nadat de massa van de grootste stelsels was gemeten, bleken ze een hoeveelheid donkere materie te hebben die normaal is in dwergstelsels. Alleen het grootste stelsel, Dragonfly44 (DF44), bleef een uitzondering. Dezelfde groep van Yale University gebruikte in 2016 en 2017 verschillende methoden om de donkere materie in DF44 te bepalen en vond een hoeveelheid die gelijk is aan die van de Melkweg. Daarmee zou DF44 voor 99,99% uit de raadselachtige donkere materie bestaan, en voor slechts een honderdste procent uit zichtbare sterren. Ze trokken die conclusie op basis van het aantal bolvormige sterrenhopen rond het stelsel, dat bepalend is voor de grootte van de halo van donkere materie. Het team onder leiding van Teymoor Saifollahi telde in een nieuwe, nauwkeuriger analyse het aantal bolhopen rond DF44 en kwam op een veel lager aantal uit. Het aantal dat Saifollahi en collega’s telde impliceert een lagere massa en een tien keer kleinere hoeveelheid donkere materie in DF44, vergelijkbaar met de hoeveelheid in dwergsterrenstelsels. Saifollahi: ‘Dragonfly44 was al die jaren een buitenbeentje dat niet verklaard kon worden met bestaande modellen voor stervorming. Ook kon het niet worden geproduceerd in kosmologische simulaties. Nu weten we dat het resultaat niet klopte en dat DF44 een gewoon dwergstelsel is. Waarschijnlijk zijn alle ultradiffuse sterrenstelsels zo.’
→ Oorspronkelijk persbericht

12 oktober 2020
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) en de New Technology Telescope (NTT) van ESO hebben astronomen de zeldzame uitbarsting van licht waargenomen van een ster die door een superzwaar zwart gat aan flarden wordt getrokken. Het verschijnsel, dat een tidal disruption event wordt genoemd, was met een afstand van iets meer dan 215 miljoen lichtjaar het meest nabije in zijn soort en werd ongekend gedetailleerd waargenomen. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 oktober). Astronomen weten wat er in theorie tijdens zo’n tidal disruption event zou moeten gebeuren. Wanneer een onfortuinlijke ster zich te dicht in de buurt van een superzwaar zwart gat in het centrum van een sterrenstelsel waagt, wordt deze door de extreme zwaartekrachtsaantrekking van het zwarte gat tot dunne slierten materie uiteen getrokken oftewel ‘gespaghettificeerd’. Wanneer die stellaire materie tijdens dit proces in het zwarte gat valt, komt een heldere uitbarsting van energie vrij, die astronomen kunnen detecteren. Hoewel zo’n uitbarsting van licht krachtig en helder is, kostte het astronomen tot nu toe moeite om deze waar te nemen, omdat het verschijnsel vaak door een gordijn van stof en puin aan het zicht onttrokken wordt. Pas nu is het astronomen gelukt om meer over dit ‘gordijn’ te weten te komen. Ze hebben ontdekt dat wanneer een zwart gat een ster verzwelgt, deze met een krachtige stoot een deel van het ‘puin’ van de ster dat het zicht belemmert wegblaast. De ontdekking was mogelijk omdat het nu onderzochte tidal disruption event, AT2019qiz, kort nadat de ster aan flarden werd getrokken werd opgemerkt. Omdat ze er zo vroeg bij waren, konden de astronomen daadwerkelijk zien hoe het gordijn van stof en puin werd opgetrokken toen het zwarte gat materiaal met snelheden tot 10.000 kilometer per seconde uitstootte en het zwarte gat overspoelde. AT2019qiz speelde zich af in een spiraalstelsel in het sterrenbeeld Eridanus, en werd gedurende zes maanden door de astronomen gevolgd. Daarbij zagen ze de uitbarsting in helderheid toenemen en vervolgens weer uitdoven. In de daaropvolgende maanden werden diverse waarnemingen van de gebeurtenis gedaan, onder meer met X-shooter en EFOSC2 – twee krachtige instrumenten van de ESO-telescopen VLT en NTT, die in het noorden van Chili staan opgesteld. De snelle en uitgebreide waarnemingen op ultraviolette, optische, röntgen- en radio-golflengten lieten voor het eerst zien dat er een direct verband bestaat tussen het materiaal dat van de ster wegstroomt en de heldere flits die optreedt wanneer deze door het zwarte gat wordt verzwolgen. De onfortuinlijke ster had ongeveer net zoveel massa als onze zon, en ongeveer de helft ervan werd door het zwarte gat, dat meer dan een miljoen keer massarijker is, opgeslokt. (EE)
→ Volledig persbericht van ESO

1 oktober 2020
Einsteins algemene relativiteitstheorie (ART) – het idee dat zwaartekracht wordt veroorzaakt doordat materie de ruimtetijd doet krommen – houdt al meer dan honderd jaar stand. Ook voor de nieuwste test, waarbij het superzware zwarte gat in het sterrenstelsel M87 centraal staat, is de theorie met vlag en wimpel geslaagd. De ‘concurrentie’ heeft er echter moeite mee (Physical Review Letters, 1 oktober). Ondanks het aanhoudende succes van Einsteins theorie zijn wetenschappers het erover eens dat er ooit een moment komt dat de ART de mist in gaat. In wiskundig opzicht is de theorie namelijk niet verenigbaar met de kwantummechanica, die de subatomaire wereld beschrijft. Vermoed wordt dat er ooit een theorie zal worden gevonden die zwaartekracht en kwantummechanica met elkaar verenigt. Maar zover is het nog lang niet. De afgelopen decennia zijn tal van alternatieven voor de ART aangedragen. Om kans van slagen te hebben, moet zo’n theorie natuurlijk wel in overeenstemming zijn met de waarnemingen – net zoals Einsteins theorie dat tot nu toe is. Sinds kort beschikken wetenschappers over een nieuwe benchmark waaraan zo’n alternatieve theorie zou moeten voldoen: de waargenomen grootte van de ‘schaduw’ van het zwarte gat in M87, waarvan in april 2019 voor het eerst een opname is gepresenteerd. Een eerste analyse liet destijds al zien dat de grootte van die schaduw overeenkomt met wat de ART voorspelt. En nu heeft een team van wetenschappers onderzocht hoe sterk een nieuwe zwaartekrachttheorie mag afwijken van de ART om nog de juiste schaduwgrootte te reproduceren. Daarbij hebben ze zich beperkt tot de alternatieven die al waren geslaagd voor alle eerdere tests binnen ons eigen zonnestelsel. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat het zwarte gat in M87 de 'speelruimte' voor nieuwe theorieën met bijna een factor 500 heeft verkleind. Hierdoor zijn tal van manieren om de ART te modificeren nu afgevallen. Naar verwachting zal een opname van het zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel de speelruimte voor alternatieve zwaartekrachttheorieën nog verder verkleinen. Maar ook Einsteins theorie zélf moet natuurlijk nog voor dit veel strengere ‘examen’ slagen. (EE)
→ Einstein’s description of gravity just got much harder to beat

1 oktober 2020
De Hubble-ruimtetelescoop heeft het uitdoven in beeld gebracht van een supernova die in januari 2018 in het bijna 70 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 2525 verscheen. De opnamen zijn gemaakt in het kader van een langlopend onderzoeksprogramma dat gericht is op het meten van de uitdijingssnelheid van het heelal. Supernova-explosies als deze spelen een belangrijke rol bij deze metingen. De supernova, die formeel bekendstaat als SN2018gv, is vanaf februari 2018 een jaar lang met tussenpozen met de ruimtetelescoop waargenomen. Op de opnamen is het geleidelijk uitdovende object te zien als een heldere ster aan de rand van een van de spiraalarmen van NGC 2525. Een filmpje op basis van de Hubble-beelden laat het zwakker worden van de ster goed zien. SN2018gv was een supernova van type Ia. Dit soort sterexplosies ontstaan wanneer een witte dwergster – het compacte restant van een uitgeputte ster – materie aangevoerd krijgt van een begeleidende ster en daarbij een kritische massa overschrijdt. Dat resulteert in een thermonucleaire kettingreactie waarbij de witte dwerg uit elkaar spat en grote hoeveelheden licht en andere vormen van straling worden uitgezonden. Op het hoogtepunt van de explosie straalt zo’n supernova 5 miljard keer zo fel als onze zon. Omdat supernova’s van dit type steeds min of meer dezelfde helderheid bereiken, kunnen ze door astronomen als ‘standaardkaarsen’ worden gebruikt. Heel kort geformuleerd kan uit de schijnbare helderheid van zo’n supernova direct zijn afstand tot de aarde worden afgeleid. Door grote aantallen supernova’s van type Ia op uiteenlopende afstanden van de aarde waar te nemen, hopen astronomen meer inzicht te krijgen in de (versnellende) uitdijing van het heelal. (EE)
→ Hubble Observes Spectacular Supernova Time-Lapse

1 oktober 2020
Met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben astronomen zes sterrenstelsels ontdekt rond een superzwaar zwart gat dat al bestond toen het heelal nog geen miljard jaar oud was. Het is voor het eerst dat zo’n hechte groep zo kort na de oerknal is waargenomen. De ontdekking geeft meer inzicht in hoe superzware zwarte gaten zijn ontstaan en zo snel hun enorme afmetingen hebben bereikt. Ze bevestigt de theorie dat zwarte gaten snel kunnen groeien in grote web-achtige structuren die overvloedige hoeveelheden gas bevatten waarmee ze zich kunnen voeden (Astronomy & Astrophysics Letters, 1 oktober). De nieuwe waarnemingen laten zien dat de zes sterrenstelsels zijn ingebed in een kosmisch ‘spinnenweb’ van gas rond een superzwaar zwart gat dat een miljard keer zoveel massa heeft als onze zon. Dit kosmische web is meer dan 300 keer zo groot als ons Melkwegstelsel en de stelsels liggen op plekken waar de ‘draden’ van het web elkaar kruisen. Via deze filamenten stroomt gas naar zowel de sterrenstelsels als het centrale superzware zwarte gat. Het licht van deze grote web-achtige structuur werd uitgezonden in een tijd dat het heelal nog maar 900 miljoen jaar oud was. De allereerste zwarte gaten, waarvan wordt aangenomen dat ze zijn gevormd bij de ineenstorting van de eerste sterren, moeten zeer snel zijn gegroeid. Anders zouden ze 900 miljoen jaar na oerknal nooit massa’s van een miljard zonnen hebben bereikt. Maar astronomen worstelen met de vraag hoe deze objecten in zo korte tijd zo veel gas konden verzamelen. De nu ontdekte structuur biedt een waarschijnlijke verklaring: het ‘spinnenweb’ en de sterrenstelsels daarbinnen bevatten voldoende gas om het centrale zwarte gat, dat bekendstaat als quasar SDSS J103027.09+052455.0, snel tot een superzware kolos te doen uitgroeien. Dat roept natuurlijk de vraag op hoe die grote web-structuren dan zijn ontstaan. Astronomen denken dat reusachtige halo’s van donkere materie het antwoord zijn. Van deze grote gebieden van onzichtbare materie wordt vermoed dat ze vroeg in de geschiedenis van het heelal enorme hoeveelheden gas hebben aangetrokken. Gezamenlijk hebben het gas en de onzichtbare donkere materie web-achtige structuren gevormd, waarin sterrenstelsels en zwarte gaten tot ontwikkeling konden komen. De nu ontdekte sterrenstelsels behoren tot de zwakste die met de huidige telescopen waarneembaar zijn. De ontdekking vereiste urenlange waarnemingen met de grootste telescopen die beschikbaar waren, waaronder de VLT van de ESO-sterrenwacht op Paranal in de Chileense Atacama-woestijn. Vermoed wordt dat de stelsels slechts het topje van de ijsberg zijn. (EE)
→ Volledig persbericht

28 september 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft voor het eerst een ver jong sterrenstelsel ontdekt dat op ultraviolette golflengten ongeveer net zo fel straalt als een quasar. Het stelsel, met de aanduiding BOSS-EUVLG1, bevindt zich op een afstand van bijna 12 miljard lichtjaar. We zien het stelsel dus zoals het er ongeveer 12 miljard jaar geleden uitzag. Vanwege zijn grote afstand en helderheid stond BOSS-EUVLG1 aanvankelijk te boek als een quasar. Zo’n object dankt zijn extreme helderheid aan de aanwezigheid van een superzwaar zwart gat dat materie uit de omgeving naar zich toe trekt. Nieuwe waarnemingen met de Gran Telescopio Canarias op het Canarische eiland La Palma en met de ALMA-radiotelescoop in Chili hebben nu echter laten zien dat de grote helderheid van BOSS-EUVLG1 een andere oorzaak heeft: het stelsel bevat grote aantallen jonge, zware sterren, maar verrassend weinig stof. Het tempo waarin BOSS-EUVLG1 nieuwe sterren produceert moet zeer hoog zijn: ongeveer duizend zonsmassa’s per jaar. Daarmee verloopt de stervorming in dit stelsel duizend keer zo snel als in onze Melkweg, terwijl laatstgenoemde dertig keer zo groot is. De onderzoeksresultaten wijzen erop dat BOSS-EUVLG1 een voorbeeld is van een zwaar sterrenstelsels waarin de vorming van nieuwe sterren nog maar net op gang is gekomen. Blijkbaar hebben die sterren nog niet de kans gehad om hun omgeving te verrijken met elementen zwaarder dan helium, waardoor zich ook nog geen verduisterend stof heeft kunnen vormen. Naar verwachting zal het stelsel binnen enkele honderden miljoenen jaren net zo ‘stoffig’ zijn als andere grote, verre sterrenstelsels, en veel minder uv-straling uitzenden. Dat kan ook verklaren waarom niet eerder stelsels van dit type zijn opgespoord: hun uv-heldere fase is van relatief korte duur. (EE)
→ Astronomers find the first galaxy whose ultraviolet luminosity is comparable to that of a quasar

24 september 2020
Een internationaal team van astronomen, met daarbij een hoofdrol voor onderzoekers van de Universiteit Leiden, heeft de brandstof voor het vormen van sterrenstelsels in kaart gebracht in het iconische Hubble Ultra Deep Field. De resultaten van het onderzoek zijn geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. Het onderzoek laat zien hoe sterrenstelsels gevormd worden en hoe ze groeien. Het toont aan waarom de periode tussen dertien miljard jaar geleden en tien miljard jaar geleden een Gouden Eeuw was voor de vorming van sterrenstelsels. De sterrenkundigen werkten samen in de zogeheten ASPECS-survey. ASPECS is een van de eerste grote internationale projecten uitgevoerd met de ALMA-telescoop. Vier Leidse onderzoekers spelen een belangrijke rol in het project. De onderzoekers combineerden tweehonderd uur aan waarnemingen van de ALMA-telescopen in Chili met spectroscopische metingen van het MUSE-instrument op de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, ESO (eveneens in Chili). Uit eerdere grote onderzoeken bleek al dat de vorming van sterren en sterrenstelsels zo’n tien miljard jaar geleden zijn hoogtepunt kende. Maar de aanleiding en de grootte van die geboortegolf bleef tot nu toe een raadsel. Dit kwam doordat de gebruikte telescopen niet door het stof heen konden kijken en de brandstof voor stervorming niet konden zien. Met de ALMA-telescopen kon dat wel. De sterrenkundigen keken in het Hubble Ultra Deep Field naar de emissielijn van koolmonoxide. Daaruit konden ze de hoeveelheid moleculaire waterstof afleiden. Dat is de ruwe grondstof voor de vorming van sterren. Om die afleiding nauwkeurig te maken, was kennis nodig van de hoeveelheid zware elementen in het gas, de dichtheid en temperatuur en de sterkte van het stralingsveld dat op de koolmonoxide schijnt. Dat gebeurde met behulp van het MUSE-instrument door de Leidse promovendus Leindert Boogaard. Leindert Boogaard zegt hierover: "De combinatie van waarnemingen van het koude gas met het warme gas en het sterlicht geven ons een unieke kijk op de verre sterrenstelsels. Deze stukjes van de puzzel zijn essentieel om het volledige proces van de groei en vorming van sterrenstelsels te begrijpen.” De sterrenstelsels in het Hubble Ultra Deep Field met in totaal de meeste brandstof bleken voornamelijk 'normale’ stelsels te zijn, met gemiddelde stermassa's en stervormingssnelheden. Andere sterrenstelsels zijn zogeheten starburst-stelsels, met ongebruikelijk hoge stervormingsactiviteit, of rustige sterrenstelsels, met ongebruikelijk lage activiteit. Het onderzoek maakt duidelijk dat de hoeveelheid moleculaire waterstof vanaf de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, gestaag toenam tot ongeveer 10 miljard jaar geleden. Rychard Bouwens (Universiteit Leiden): “Dit was dus de Gouden Eeuw van de stervorming, met veel ruw materiaal voor nieuwe sterren en sterrenstelsels. De helft van de sterren die ooit hebben bestaan, zijn in dat tijdperk van de kosmische geschiedenis geboren.” In de toekomst willen de astronomen naar sterrenstelsels afzonderlijk gaan kijken. Dergelijk gedetailleerd onderzoek is mogelijk met behulp van de hoge-resolutiemodus van de ALMA-telescopen in combinatie met waarnemingen van de toekomstige James Webb Space Telescope.
→ Origineel persbericht

2 september 2020
De zwaartekrachtgolfdectoren LIGO (VS) en Virgo (Italië) hebben hun tot nu toe grootste botsing geregistreerd: de samensmelting van twee zwarte gaten met een gezamenlijke massa van 142 zonsmassa’s. De botsing, met de aanduiding GW190521, speelde zich af toen het heelal nog maar half zo oud was als nu. De ‘rimpelingen’ in de ruimtetijd die daarbij zijn ontstaan hebben er 7 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken (Physical Review Letters en Astrophysical Journal Letters, 2 september). Het is voor het eerst dat de ‘geboorte’ van een zwart gat van deze massa is rechtstreeks is waargenomen. Het overgrote deel van de zwarte gaten die tot nu toe bekend zijn, zijn ofwel lichter ofwel veel zwaarder dan 142 zonsmassa’s. Nog verrassender is het feit dat een van de zwarte gaten die bij de botsing betrokken waren van zichzelf al 85 keer zoveel massa had als onze zon. Volgens de bestaande theorieën over de explosies van zware sterren, zou een zwart gat van dit kaliber niet mogen bestaan. Bij een supernova-explosie zou een zwarte gat van hooguit enkele tientallen zonsmassa’s achterblijven. Het is echter denkbaar dat dit exemplaar ook al het resultaat was van een botsing tussen twee (kleinere) zwarte gaten. GW190521 werd op 21 mei 2019 waargenomen tijdens de derde gezamenlijke waarneemcampage van LIGO en Virgo. Het signaal van de zwaartekrachtgolf duurde maar kort: een tiende van een seconde. Toch kon worden vastgesteld dat de beide zwarte gaten in die korte tijd nog twee keer om elkaar wentelden. GW190521 is niet alleen de zwaarste botsing die tot nu toe is waargenomen, maar ook de verste. Vanwege die hoge totale massa waren de opgewekte zwaartekrachtgolven heel sterk. Vandaar dat ze ook na een reis van 7 miljard jaar nog waarneembaar waren. Tussen 1 april 2019 en 27 maart 2020 hebben LIGO en Virgo 56 mogelijke zwaartekrachtgolven gedetecteerd. Tot nu toe zijn pas vier van deze detecties geverifieerd en gepubliceerd – GW190521 is nummer vier. De overige 52 waarnemingen moeten nog worden uitgeplozen. (EE)
→ LIGO & Virgo Catch Their Biggest Fish So Far

27 augustus 2020
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, het enorme omhulsel van gas – de zogeheten halo – rond het Andromedastelsel in kaart gebracht. Het Andromedastelsel is de naaste grote buur van ons Melkwegstelsel. De waarnemingen laten zien dat diens zeer diffuse halo zich uitstrekt tot een afstand van 1,3 miljoen lichtjaar – ongeveer halverwege de Melkweg – en in sommige richtingen zelfs nog verder dan dat. Dit betekent dat de halo van het Andromedastelsel al contact maakt met die van ons eigen sterrenstelsel (The Astrophysical Journal, 27 augustus). Uit het onderzoek blijkt verder dat de halo van het Andromedastelsel een gelaagde structuur heeft. Hij bestaat uit twee verschillende schillen van gas. De buitenste schil is heter en gelijkmatiger dan de binnenste. Het verschil wordt toegeschreven aan het feit dat het binnenste deel van de halo in beroering wordt gebracht door de supernova-explosies die in de schijf van het Andromedastelsel optreden. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van het licht van 43 quasars – de zeer heldere kernen van extreem verre sterrenstelsels – die van ons uit gezien achter (de halo van) het Andromedastelsel staan. Het is een uitbreiding van een onderzoek in 2015, waarbij naar het licht van slechts zes quasars is gekeken. Uit de mate waarin het quasarlicht door het gas in de halo wordt geabsorbeerd, kunnen astronomen vaststellen waar de dichtheid van het halogas het grootst is. Het Andromedastelsel, ook bekend als M31, is een spiraalstelsel dat ongeveer net zo groot is als onze Melkwegstelsel en mogelijk een biljoen sterren bevat. Met een afstand van ‘slechts’ 2,5 miljoen lichtjaar is het stelsel dichtbij genoeg om onder goede omstandigheden waarneembaar te zijn als een langwerpig neveltje aan de herfsthemel. Als we zijn halo ook zouden kunnen zien, zou deze ongeveer drie keer zo breed zijn als de ‘steelpan’ van het sterrenbeeld Grote Beer. De komende miljarden jaren zal de halo van het Andromedastelsel overigens in omvang toenemen. Niet omdat hij daadwerkelijk groter wordt, maar omdat het stelsel geleidelijk dichterbij komt. Over ongeveer vier miljard jaar zullen M31 en de Melkweg met elkaar in botsing komen en ‘samensmelten’ tot een reusachtig elliptisch sterrenstelsel. (EE)
→ Hubble Maps a Giant Halo Around the Andromeda Galaxy

21 augustus 2020
Met behulp van het Apertif-observatiesysteem van de Westerbork Synthese Radio Telescoop is een nieuwe zogeheten intra-hour variable (IHV) ontdekt – de tiende in een jaar tijd. IHVs zijn zeer compacte radiobronnen die fonkelen op een tijdschaal van enkele minuten. Ze behoren tot de meest zeldzame hemelobjecten (Astronomy & Astrophysics, 19 augustus). Onderzoekers vermoeden dat IHVs quasars zijn, oftewel actieve superzware zwarte gaten in de kernen van verre sterrenstelsel. De laatste dertig tot veertig jaar waren er pas enkele van ontdekt. Apertif heeft daar in een jaar tijd maar liefst tien aan toegevoegd. Deze quasars bevinden zich op circa 10 miljard lichtjaar van de aarde. Opvallend is dat drie ervan vrij dicht bij elkaar staan. Bij de zoektocht naar IHVs is nog een andere interessante ontdekking gedaan. Het fonkelen van de quasars wordt veroorzaakt doordat de radiogolven van deze objecten door turbulente plasmawolken heen reizen, waardoor ze vervormd worden. Deze plasmawolken bevinden zich ergens tussen de IHV en Apertif in, en hebben verder niets met de quasar te maken. De onderzoekers hebben vastgesteld dat deze plasmawolken niet uniform verspreid zijn in het heelal, maar geclusterd zijn. Ook blijkt er zich een plasmawolk vlakbij te bevinden, wellicht zelfs min of meer in de Oortwolk van ons eigen zonnestelsel. Als dat inderdaad het geval is, dan is dit een wetenschappelijke ontdekking van grote betekenis. Mogelijk is een nieuwe component van ons zonnestelsel opgespoord, die wellicht gerelateerd is aan de oorsprong ervan. (EE)
→ Apertif images yield first scientific results

12 augustus 2020
Astronomen die gebruikmaken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben een extreem ver en dus zeer jong sterrenstelsel ontdekt dat verrassend veel op onze Melkweg lijkt. Het stelsel is zo ver weg dat zijn licht er meer dan 12 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken: we zien het zoals het was toen het heelal nog maar 1,4 miljard jaar oud was. Het is ook verrassend ordelijk, wat in strijd is met de theorie dat alle sterrenstelsels in het vroege heelal turbulent en instabiel waren (Nature, 12 augustus). Hoewel het onderzochte sterrenstelsel, SPT0418-47, geen spiraalarmen lijkt te hebben, heeft het minstens twee kenmerken die karakteristiek zijn voor onze Melkweg: een roterende schijf en een centrale verdikking of ‘bulge’ – een grote groep sterren die zich rond het centrum van het stelsel hebben verzameld. Het is voor het eerst dat zo’n bulge zo vroeg in de geschiedenis van het heelal is waargenomen. Het maakt SPT0418-47 tot de verste dubbelganger van de Melkweg. Omdat sterrenstelsels zoals SPT0418-47 zo ver weg zijn, zijn gedetailleerde waarnemingen met zelfs de krachtigste telescopen bijna onmogelijk: de stelsels vertonen zich normaal gesproken als kleine, zwakke vlekjes. Het onderzoeksteam kon dit obstakel overwinnen door gebruik te maken van een nabij sterrenstelsel dat als een krachtig vergrootglas fungeert – een verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd. Bij dit effect wordt het licht van het verre stelsel vervormd en afgebogen door de zwaartekrachtsaantrekking van het lensstelsel. Daardoor ziet het verre stelsel er veel groter uit en lijkt het misvormd. In dit geval vertoont het verre stelsel zich als een bijna volmaakte ring van licht rond het lensstelsel. Dat komt doordat de twee stelsels bijna precies op één lijn staan. Met behulp van een nieuw computermodel heeft het onderzoeksteam aan de hand van de ALMA-data de werkelijke vorm van het verre stelsel en de beweging van het daarin aanwezige gas kunnen reconstrueren. De astronomen benadrukken dat hoewel SPT0418-47 een schijf heeft, en andere eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van de spiraalstelsels die we nu zien, het stelsel zich uiteindelijk tot een andersoortig stelsel zal ontwikkelen. Naar verwachting zal het tot de klasse van de elliptische stelsels gaan behoren – een ander type sterrenstelsel dat, naast de spiraalstelsels, het huidige heelal bevolkt. (EE)
→ Volledig persbericht

5 augustus 2020
Nieuw onderzoek wijs erop dat calcium-rijke supernova’s beginnen als compacte sterren die aan het einde van hun bestaan massa verliezen. Sterexplosies van dit type zijn heel zeldzaam, maar niettemin zijn ze verantwoordelijk voor de helft van alle calcium die in het heelal wordt aangetroffen (The Astrophysical Journal, 5 augustus). Recent is het astronomen voor het eerst gelukt om zo’n calcium-rijke supernova op röntgengolflengten waar te nemen. Daarbij hebben ze een reconstructie kunnen maken van de laatste ‘levensdagen’ van de ontplofte ster, die te boek staat als SN 2019ehk. Het onderzoek laat zien dat een calcium-rijke supernova een compacte ster is die tegen het einde van zijn bestaan zijn buitenste gaslagen afstoot. Wanneer de ster explodeert, komt de rest van zijn materiaal in botsing met dat van de eerder uitgestoten gasschil. Daarbij lopen temperatuur en druk dermate hoog op dat röntgenstraling vrijkomt en fusiereacties optreden waarbij binnen enkele seconden grote hoeveelheden calcium worden geproduceerd. Supernova 2019ehk werd op 28 april 2019 voor het eerst opgemerkt door de Amerikaanse amateur-astronoom Joel Shepherd. Hij ontdekte de sterexplosie als een heldere oranje stip in het sterrenstelsel M100, dat 55 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. Kort na de ontdekking kwam een internationale waarneemcampagne op gang, waar tal van professionele telescopen op aarde en in de ruimte bij betrokken waren, waaronder de röntgensatelliet Swift. Toch bestaat over de ware aard van de ontplofte ster nog veel onduidelijkheid. Het kan zowel een witte dwerg zijn geweest als een normale ster van ongeveer tien zonsmassa’s. (EE)
→ Calcium-Rich Supernova Examined with X-rays

1 augustus 2020
Bij het doorspitten van gegevens die met de Subaru-telescoop op Hawaï zijn verzameld, heeft een team van voornamelijk Japanse astronomen een klein ‘primitief’ sterrenstelsel opgespoord. Het stelsel vertoont een zeer laag zuurstofgehalte, wat erop wijst dat de meeste van de daarin aanwezige sterren heel recent moeten zijn ontstaan (The Astrophysical Journal, 3 augustus). De meeste sterrenstelsels in het huidige heelal zijn ‘volwassen’. Dat betekent dat opeenvolgende generaties van sterren steeds meer elementen zwaarder dan helium aan het interstellaire medium hebben toegevoegd. Toch wordt op theoretische gronden verwacht dat er ook nu nog sterrenstelsels zijn die zich in een pril ontwikkelingsstadium bevinden en arm zijn aan zware elementen. Zulke stelsels zouden echter zo weinig licht produceren, dat niet gemakkelijk waarneembaar zijn. Om deze zwakke ‘oerstelsels’ te kunnen opsporen, hebben de astronomen groothoekopnamen gemaakt met de Subaru-telescoop, waarop alles bij elkaar 40 miljoen afzonderlijke objecten te zien zijn. Omdat er geen beginnen aan is om al die objecten stuk voor stuk te onderzoeken, hebben de astronomen vervolgens een computer ‘aangeleerd’ om primitieve sterrenstelsels aan hun (theoretisch verwachte) kleuren te herkennen – een techniek die ‘machine learning’ wordt genoemd. Vervolgens hebben ze de computer de opdracht gegeven om de Subaru-opnamen af te speuren naar precies zulke stelsels. De computer kwam met 27 kandidaten, waarvan de astronomen er inmiddels vier nader hebben onderzocht. Uit dit onderzoek blijk dat een van de stelsels, HSC J1631+4426, een zuurstofgehalte vertoont dat zestig keer zo laag is als dat van onze zon. Zo’n ‘zuurstofarm’ sterrenstelsel is nog nooit eerder waargenomen. HSC J1631+4426 bevindt zich op een afstand van 430 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Hercules en bevat slechts 800.000 zonsmassa’s aan sterren. Dat betekent dat zijn stellaire massa honderdduizend keer zo klein is als die van onze Melkweg, en vergelijkbaar is met die van een bolvormige sterrenhoop. Ook dat is een aanwijzing dat het om een onderontwikkeld sterrenstelsel gaat. (EE)
→ Machine Learning Finds a Surprising Early Galaxy

30 juli 2020
Twee teams van astronomen hebben een sterke aanwijzing gevonden dat na de supernova-explosie die in 1987 is waargenomen in een klein naburig sterrenstelsel een neutronenster is achtergebleven. Als zich in het hart van ‘SN 1987A’ inderdaad een neutronenster bevindt, is deze de jongste die ooit is waargenomen. SN 1987A was de explosieve afsluiting van het (relatief korte) bestaan van een blauwe superreus – een ster die vele malen meer massa had dan onze zon. Bekend was al dat nadat zo’n ster op explosieve wijze zijn buitenste lagen heeft afgestoten, er een compact restant achterblijft. Afhankelijk van de beschikbare massa zou dat dan een neutronenster of een zwart gat kunnen zijn. Al vanaf de verschijning en daaropvolgende uitdoving van SN 1987A zijn astronomen op zoek naar sporen van het compacte restant van de ontplofte ster. Omdat op de dag dat de explosie op aarde werd waargenomen ook neutrino’s – zeer lichte ongeladen deeltjes - werden gedetecteerd, bestond al het vermoeden dat het om een neutronenster moest gaan. Een supernova die een zwart gat achterlaat zendt geen neutrino’s uit, zo was het idee. Maar omdat mettertijd geen spoor van een neutronenster te vinden was, ontstond twijfel. Hield zich in de dichte, stofrijke explosiewolk van SN 1987A dan toch een zwart gat schuil? Nieuwe waarnemingen met de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili lijken nu uitsluitsel te hebben gegeven. In het hart van SN 1987A is een hete ‘blob’ ontdekt die helderder is dan zijn omgeving. En deze blob bevindt zich precies op de plek waar de vermoedelijke neutronenster zich zou moeten bevinden. In eerste instantie hadden de astronomen nog twijfels bij hun ontdekking: was die blob niet veel te helder om door een neutronenster te zijn veroorzaakt? Maar een recente theoretische publicatie bood een verklaring: de blob is zo helder, omdat de neutronenster nog extreem ‘vers’ is. Hij zou een temperatuur van rond de 5 miljoen graden hebben – heet genoeg om de helderheid van de blob te verklaren. Om er absoluut zeker van te zijn dat SN 1987A een neutronenster heeft achtergelaten, zou deze rechtstreeks moeten worden waargenomen. Maar dat kan nog wel even duren: pas over enkele tientallen jaren zal het stof en gas van de supernovarest transparant genoeg zijn geworden om te kunnen zien wat erin schuilgaat. (EE)
→ ALMA Finds Possible Sign of Neutron Star in Supernova 1987A

29 juli 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft in het zuidelijke sterrenbeeld Phoenix een stroom van sterren ontdekt die een overblijfsel is van een bolvormige sterrenhoop die 2 miljard jaar geleden aan flarden is getrokken door de zwaartekracht van ons Melkwegstelsel (Nature, 30 juli). Een bolvormige sterrenhoop, ook wel kortweg ‘bolhoop’ genoemd, is een bol bestaande uit een miljoen sterren die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. In het buitengebied van onze Melkweg zijn meer dan honderd van die sterrenhopen te vinden die allemaal in banen om het Melkwegcentrum bewegen. De bolhoop die de pas ontdekte sterrenstroom heeft voortgebracht lijkt echter een heel andere levensloop te hebben gehad dan de bolhopen van nu. Uit onderzoek van de sterren die hij heeft achtergelaten blijkt dat hij een heel andere chemische samenstelling had. De samenstelling van een ster is een afspiegeling van de wolk van gas waaruit hij is voortgekomen. Hoe meer voorgaande generaties van sterren dit gas hebben verrijkt met de zware elementen die zij in de loop van hun bestaan hebben geproduceerd, des te metaalrijker zijn de sterren die later ontstaan. Een zeer oude ster bevat vrijwel geen elementen zwaarder dan helium. De nu ontdekte sterrenstroom bevat zo weinig metalen, dat de oorspronkelijke bolhoop vroeg in de geschiedenis van het heelal moet zijn gevormd. Dat is opmerkelijk, omdat werd aangenomen dat zware elementen juist een cruciale rol hebben gespeeld bij de vorming van bolvormige sterrenhopen. Het lijkt er dus op dat dit beeld moet worden bijgesteld. De Phoenix-bolhoop lijkt een vertegenwoordiger te zijn geweest van een uitgestorven generatie van metaalarme bolhopen. (EE)
→ “Stellar Archeology” Reveals Remnant of Ancient Globular Cluster that’s “The Last of Its Kind”

30 juli 2020
Twee teams van astronomen hebben een sterke aanwijzing gevonden dat na de supernova-explosie die in 1987 is waargenomen in een klein naburig sterrenstelsel een neutronenster is achtergebleven. Als zich in het hart van ‘SN 1987A’ inderdaad een neutronenster bevindt, is deze de jongste die ooit is waargenomen. SN 1987A was de explosieve afsluiting van het (relatief korte) bestaan van een blauwe superreus – een ster die vele malen meer massa had dan onze zon. Bekend was al dat nadat zo’n ster op explosieve wijze zijn buitenste lagen heeft afgestoten, er een compact restant achterblijft. Afhankelijk van de beschikbare massa zou dat dan een neutronenster of een zwart gat kunnen zijn. Al vanaf de verschijning en daaropvolgende uitdoving van SN 1987A zijn astronomen op zoek naar sporen van het compacte restant van de ontplofte ster. Omdat op de dag dat de explosie op aarde werd waargenomen ook neutrino’s – zeer lichte ongeladen deeltjes - werden gedetecteerd, bestond al het vermoeden dat het om een neutronenster moest gaan. Een supernova die een zwart gat achterlaat zendt geen neutrino’s uit, zo was het idee. Maar omdat mettertijd geen spoor van een neutronenster te vinden was, ontstond twijfel. Hield zich in de dichte, stofrijke explosiewolk van SN 1987A dan toch een zwart gat schuil? Nieuwe waarnemingen met de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili lijken nu uitsluitsel te hebben gegeven. In het hart van SN 1987A is een hete ‘blob’ ontdekt die helderder is dan zijn omgeving. En deze blob bevindt zich precies op de plek waar de vermoedelijke neutronenster zich zou moeten bevinden. In eerste instantie hadden de astronomen nog twijfels bij hun ontdekking: was die blob niet veel te helder om door een neutronenster te zijn veroorzaakt? Maar een recente theoretische publicatie bood een verklaring: de blob is zo helder, omdat de neutronenster nog extreem ‘vers’ is. Hij zou een temperatuur van rond de 5 miljoen graden hebben – heet genoeg om de helderheid van de blob te verklaren. Om er absoluut zeker van te zijn dat SN 1987A een neutronenster heeft achtergelaten, zou deze rechtstreeks moeten worden waargenomen. Maar dat kan nog wel even duren: pas over enkele tientallen jaren zal het stof en gas van de supernovarest transparant genoeg zijn geworden om te kunnen zien wat erin schuilgaat. (EE)
→ ALMA Finds Possible Sign of Neutron Star in Supernova 1987A

23 juli 2020
Bij de (supernova)explosie van een witte dwergster is een zeldzame flits van ultraviolette straling waargenomen. Het is pas voor de tweede keer dat zo’n flits is opgemerkt. Astronomen hopen dat het verschijnsel meer inzicht kan geven in de explosies van witte dwergen en in de vorming van het zware element ijzer (The Astrophysical Journal, 23 juli). Naarmate de tijd verstrijkt beweegt het geëxplodeerde materiaal weg van het centrum van de explosie. Daarbij dunt het uit en kunnen astronomen dieper in de explosiewolk kijken – na een jaar zelfs tot in het centrum van de explosie. Zo zal stukje bij beetje duidelijk worden hoe deze witte dwerg aan zijn einde is gekomen. De bijzondere supernova-explosie, met de aanduiding SN2019yvq, speelde zich in december 2019 af in een sterrenstelsel op 140 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Al binnen enkele uren slaagden astronomen erin het verschijnsel niet alleen in zichtbaar licht, maar ook op uv- en röntgengolflengten te bestuderen. De daarbij geregistreerde uv-flits, die enkele dagen aanhield, wijst erop dat iets binnen of nabij de witte dwerg extreem heet is geworden. Omdat witte dwergen de afkoelende restanten zijn van opgebrande sterren, is dat nogal opmerkelijk. De astronomen die het verschijnsel hebben onderzocht denken dat er minstens vier scenario’s zijn die tot zo’n hete flits kunnen leiden – van het opslokken van een begeleidende ster tot de aanwezigheid van extreem radioactief materiaal in de kern van de witte dwerg. Ook een dubbele explosie behoort tot de mogelijkheden. Over een jaar zou daar meer duidelijkheid over moeten zijn. Omdat het meeste ijzer in het heelal is geproduceerd door ontploffende witte dwergen (supernova’s van type Ia), kan het onderzoek ook meer kennis opleveren over de manier waarop dit element over het heelal is verspreid. Omdat dit soort sterexplosies een belangrijke rol bij het meten van (grote) afstanden in het heelal, kan het verdere onderzoek van SN2019yvq ook daar gevolgen voor hebben. Tot nu toe werd aangenomen dat supernova’s van dit type altijd op min of meer dezelfde manier verlopen, maar de vraag is of dat inderdaad zo is. Mogelijk gaat het om verschillende soorten explosies, en moeten de kosmische afstandsmetingen daarvoor worden gecorrigeerd. (EE)
→ Spectacular ultraviolet flash may finally explain how white dwarfs explode

14 juli 2020
Astronomen hebben de ‘nagloed’ waargenomen van een gammaflits die zich op een afstand van maar liefst 10 miljard lichtjaar heeft voltrokken. De korte flits van gammastraling, waarschijnlijk veroorzaakt door het samensmelten van twee neutronensterren, speelde zich af toen het heelal pas 3,8 miljard jaar bestond (Astrophysical Journal Letters, 14 juli). Bij het samensmelten van twee neutronensterren – de uiterst compacte restanten van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan – komt een stoot gammastraling vrij die slechts een paar tellen duurt. Gammastraling is de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling. Deze specifieke gammaflits werd eind 2018 geregistreerd door de NASA-satelliet Swift en kreeg de aanduiding SGRB 181123B. Gemiddeld worden elk jaar maar een stuk of acht van korte gammaflitsen waargenomen waarvan de herkomst goed genoeg kan worden bepaald om met telescopen op aarde de enkele uren durende nagloed van het verschijnsel te kunnen waarnemen. Uit deze vervolgwaarnemingen blijkt dat gammaflits SGRB 181123B de op een na verste was die ooit is waargenomen, en de verste waarvan een gloed van zichtbaar licht is geregistreerd. De waarnemingen bieden astronomen een kijkje in het heelal toen dit nog maar ongeveer een derde van zijn huidige leeftijd had bereikt. Tijdens deze periode werden in rap tempo nieuwe sterren en sterrenstelsels gevormd. De zware sterren die daarbij ontstonden, kwamen na een kort bestaan tot ontploffing en stortten ineen tot neutronensterren en zwarte gaten. De detectie van gammaflits SGRB 181123B laat zien dat de neutronenster-paren die zich destijds hebben gevormd redelijk snel met elkaar konden ‘fuseren’. (EE)
→ Gamma-Ray Burst Leaves Most Distant Optical Afterglow

11 juli 2020
Astronomen hebben een nieuwe kolossale structuur in het heelal ontdekt: de Zuidpool Muur. Het bestaan ervan is aan het licht gekomen door de ruimtelijke verdeling van grote aantallen sterrenstelsels in kaart te brengen. De Zuidpool Muur bestaat uit honderdduizenden stelsels en strekt zich uit over een lengte van minstens 700 miljoen lichtjaar (The Astrophysical Journal, 9 juli). Dat deze supercluster op 500 miljoen lichtjaar van de aarde nu pas is ontdekt, komt doordat een groot deel ervan schuilgaat achter onze eigen Melkweg. Zijn naam heeft hij te danken aan het feit dat het de concentratie van sterrenstelsels het grootst is in de buurt van de zuidelijke hemelpool. De sterrenstelsels in ons heelal zijn niet willekeurig over de ruimte verdeeld, maar vormen lange strengen rond enorme lege gebieden – het zogeheten kosmische web. De afgelopen jaren zijn grote stukken van dat kosmische web in kaart gebracht, en daarbij zijn al diverse omvangrijke superclusters opgespoord. Zo werd in 2014 ontdekt dat ons Melkwegstelsel deel uitmaakt van de 500 miljoen lichtjaar grote Laniakea-supercluster. De omvangrijkere Zuidpool Muur bevindt zich daar direct achter. De grootste structuur die tot nu toe in het heelal is ontdekt is de Grote Muur in Hercules-Corona Borealis, die zich uitstrekt over 10 miljard lichtjaar. Hoe groot de Zuidpool Muur precies is, moet overigens nog blijken: het is denkbaar dat hij nog niet compleet in kaart is gebracht. (EE)
→ Astronomers map massive structure beyond Laniakea Supercluster

10 juli 2020
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Ray Norris van Western Sydney University (Australië) heeft op radiogolflengten vier ringvormige structuren ontdekt waarvan nog onduidelijk is wat het zijn. Bij gebrek aan beter worden ze ‘Odd Radio Circles’ of kortweg ORCs genoemd. De astronomen doen verslag van hun ontdekking in een publicatie die op preprint-site arXiv is gezet. Ringvormige structuren zijn een bekend verschijnsel in de (radio)astronomie. Doorgaans gaat het daarbij om bolvormige objecten zoals supernovaresten, planetaire nevels, protoplanetaire schijven of zelfs complete sterrenstelsels. Maar ook instrumentele effecten kunnen cirkelvormige structuren op radiobeelden veroorzaken. In hun publicatie gaan Norris en zijn collega’s al die mogelijkheden na, om tot de conclusie te komen dat geen van deze voor de hand liggende verklaringen voldoet. Het gaat vooralsnog om een nog onbekende klasse van hemelobjecten. De eerste drie ORCs werden voor het eerst opgemerkt in gegevens die eind 2019 zijn verzameld tijdens een radiosurvey met de Australian Square Kilometre Array Pathfinder, een van de meest gevoelige radio-arrays ter wereld. Later werd nog een vierde ontdekt in data die al in 2013 werden verkregen met de Giant MetreWave Radio Telescope in India. Ook bij vervolgwaarnemingen met een andere Australische radiotelescoop konden de objecten worden opgespoord. Alle vier de objecten hebben een schijnbare middellijn van ongeveer één boogminuut (een dertigste deel van de diameter van de maan) en bevinden zich op enige afstand van het vlak van de Melkweg. Maar omdat hun afstanden niet bekend zijn, zegt dat niets over hun werkelijke omvang. Opvallend is dat de ORCs alleen op radiogolflengten te zien zijn – in zichtbaar licht, infrarood en röntgen zijn ze onzichtbaar. De onderzoekers denken dat de oorzaak van de ORCs buiten ons Melkwegstelsel ligt. Het zouden bijvoorbeeld schokgolven van een explosief verschijnsel kunnen zijn, maar wélk verschijnsel is nog onduidelijk. Voorlopig is de astronomie dus weer een raadsel rijker. (EE)
→ Astronomers Detect Unexpected Class of Mysterious Circular Objects in Space

30 juni 2020
Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht hebben astronomen de verdwijning opgemerkt van een instabiele massarijke ster in een klein sterrenstelsel. Is de ster simpelweg minder helder geworden of ingestort tot een zwart gat? (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 30 juni) Tussen 2001 en 2011 is de geheimzinnige zware ster, die deel uitmaakt van het Kinman-dwergstelsel, door verscheidene teams van astronomen onderzocht, en hun waarnemingen wezen erop dat deze zich in zijn eindstadium bevond. Een team van astronomen uit Ierland, Chili en de VS, onder leiding van Andrew Allan van het Trinity College Dublin, wilde meer te weten komen over hoe zeer massarijke sterren hun bestaan afsluiten, en het object in de Kinman-dwerg leek het perfecte onderzoeksobject. Maar toen zij ESO’s VLT in 2019 op het verre sterrenstelsel richtten, konden zij de karakteristieke signaturen van de ster tot hun verrassing niet meer terugvinden. Met een afstand van circa 75 miljoen lichtjaar is het Kinman-dwergstelsel in het sterrenbeeld Waterman zo ver weg, dat astronomen het niet in afzonderlijke sterren kan oplossen. Wel kunnen ze de signaturen van sommige van deze sterren registreren. Tussen 2001 en 2011 vertoonde het licht van het sterrenstelsel consistent aanwijzingen dat zich hierin een ‘lichtsterke blauwe variabele’ bevond die ongeveer 2,5 miljoen keer zo helder was als de zon. Sterren van dit type zijn instabiel en vertonen soms dramatische veranderingen, zowel in hun spectra als in helderheid. Maar zelfs dán laten lichtsterke blauwe variabelen specifieke sporen achter waaraan wetenschappers ze kunnen herkennen. In de gegevens die het onderzoeksteam in 2019 heeft verzameld ontbraken deze sporen echter, wat de vraag oproept wat er met de ster is gebeurd. Op zoek naar een antwoord hebben Allan en zijn team gegevens van de ster opgezocht die tussen 2002 en 2009 zijn verzameld. Deze laten zien dat de ster in de Kinman-dwerg mogelijk een krachtige uitbarsting heeft ondergaan, die waarschijnlijk ergens na 2011 is geëindigd. Lichtsterke blauwe variabelen zoals deze vertonen in de loop van hun bestaan vaak reusachtige uitbarstingen, waardoor ze in korte tijd veel massa kwijtraken en hun helderheid sterk toeneemt. Op basis van hun waarnemingen en modelberekeningen komen de astronomen tot twee suggesties die de verdwijning van de ster en het ontbreken van een supernova kunnen verklaren. Mogelijk is de lichtsterke blauwe variabele door de uitbarsting veranderd in een minder heldere ster, die ook nog eens deels door stof wordt verduisterd. Een andere mogelijkheid is dat de ster is ineengestort tot een zwart gat, zonder dat daar een supernova-explosie aan voorafging. Dat zou een zeldzame gebeurtenis zijn: volgens de huidige inzichten sluiten zware sterren hun bestaan af met een supernova. Er is meer onderzoek nodig om vast te kunnen stellen welk lot de ster heeft ondergaan. ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die volgens plan in 2025 in bedrijf komt, kan sterrenstelsels zoals de Kinman-dwerg in afzonderlijke sterren scheiden, wat de oplossing van dit kosmische mysterie dichterbij kan brengen. (EE)
→ Volledig persbericht

29 juni 2020
Een internationaal team van astrofysici, onder leiding van Andrea Botteon van de Sterrewacht Leiden heeft een van de meest complexe objecten aan de ‘radiohemel’ onderzocht: de cluster Abell 2255. Dankzij zeer detailrijke opnamen die gemaakt zijn met de deels in Nederland gestationeerde LOFAR-radiotelescoop, hebben de wetenschappers details kunnen waarnemen die nog nooit eerder in deze samenscholing van sterrenstelsels waren gezien. Zo blijkt de halo van Abell 2255 niet egaal te zien, maar talrijke draderige structuren te vertonen. Dit onderzoeksresultaat is vandaag gepresenteerd tijdens de virtuele jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society (EAS) en zal in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Clusters bestaan niet alleen uit honderden sterrenstelsels, verspreid over afstanden van miljoenen lichtjaren, die door de zwaartekracht bijeengehouden worden, maar bevatten ook deeltjes die met bijna de lichtsnelheid bewegen en bij hun interacties met het magnetische veld van de cluster radiostraling uitzenden. Hierdoor vertoont de cluster een halo van radiostraling. Astronomen vermoeden dat deze ’radiohalo’s’ ontstaan door de turbulente bewegingen die in het gas tussen de stelsels van de cluster op gang komen wanneer twee clusters met elkaar in botsing komen. De met LOFAR-ontdekte draderige structuren, ook wel filamenten genoemd, zouden heel goed het gevolg van turbulenties kunnen zijn. Maar het is ook denkbaar dat ze een gevolg zijn van de interactie tussen de talrijke sterrenstelsels in de cluster en het hete gas van de halo. (EE)
→ The beautiful mess in Abell 2255

25 juni 2020
Astronomen hebben de op één na verste quasar ontdekt die ooit is waargenomen. Het object, dat de catchy Hawaïaanse naam Pōniuāʻena heeft meegekregen, vertoont een kosmologische roodverschuiving van 7.515, wat betekent dat het licht dat we van hem ontvangen ruim 13 miljard jaar onderweg is geweest. De quasar biedt daardoor een kijkje in het heelal van 700 miljoen jaar naar de oerknal. Quasars zijn de meest energetische objecten in het heelal. Ze ontlenen die energie aan een superzwaar zwart gat dat gevoed wordt met materie. Uit spectroscopische waarnemingen met telescopen van de Keck-sterrenwacht en de Gemini-sterrenwacht blijkt dat het zwarte gat in het centrum van Pōniuāʻena ongeveer 1,5 miljard keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee heeft dit object toch een record te pakken: het is namelijk het verste object in het heelal met een massa van meer dan een miljard zonsmassa’s. Het zwarte gat van de huidige houder van het afstandsrecord, J1342+0928, komt niet verder dan ongeveer 750 miljoen zonsmassa’s. Astronomen worstelen al een tijdje met de vraag hoe zich zo vroeg in de kosmische geschiedenis al zulke kolossaal zware zwarte gaten hebben kunnen vormen. Om binnen 700 miljoen jaar een massa van 1,5 miljard zonsmassa’s te bereiken, zou het zwarte gat in Pōniuāʻena ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal moeten zijn begonnen als een object van 10.000 zonsmassa’s. Zwarte gaten die door het ineenstorten van een ster ontstaan, komen daar lang niet aan. En bovendien zouden volgens de huidige inzichten pas 300 tot 400 miljoen jaar na de oerknal de eerste sterren en sterrenstelsels zijn ontstaan. (EE)
→ Monster Black Hole Found in the Early Universe

23 juni 2020
Bij nieuw onderzoek van gegevens die zijn verzameld met de zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo hebben wetenschappers een object van 2,6 zonsmassa ontdekt. Het object werd op 14 augustus 2019 opgespoord toen het in botsing kwam met een zwart gat van 23 zonsmassa's. Het is voor het eerst dat een object van deze massa op deze manier is gedectecteerd (The Astrophysical Journal Letters, 23 juni). Wanneer de meest massarijke sterren sterven, storten ze onder invloed van hun eigen zwaartekracht ineen en blijven zwarte gaten over. Wanneer iets minder zware sterren sterven, exploderen ze als supernova's en laten ze compacte objecten achter die neutronensterren worden genoemd. Al tientallen jaren vragen astronomen zich af of daar niet nog iets tussenin kan zitten. De zwaarst bekende neutronenster heeft namelijk niet meer dan 2,5 keer zoveel massa als onze zon, terwijl het lichtst bekende zwarte gat bij ongeveer 5 zonsmassa's zit. Onduidelijk is of het object dat bij zwaartekrachtgolf GW190814 betrokken was een te zware neutronenster is geweest of een heel licht zwart gat. Maar hoe dan ook lijkt er een massarecord te zijn gebroken. Ook de massaverhouding tussen beide objecten – een factor 9 – was ongekend groot. Bij de botsing is een zwart gat van ongeveer 25 zonsmassa's ontstaan. Dat is iets minder dan de massa's van de beide objecten samen. De rest van de massa is omgezet in een stoot energie die in de vorm van zwaartekrachtgolven vrijkwam. Deze gebeurtenis heeft zich op ongeveer 800 miljoen lichtjaar van de aarde afgespeeld. Anders dan bij een eerdere, enigszins vergelijkbare detectie is er ditmaal geen licht van de botsing waargenomen. Dat zou kunnen komen doordat het verschijnsel zich op zo'n grote afstand van de aarde heeft afgespeeld. Ook is het denkbaar dat de neutronenster in zijn geheel door het zwarte gat is opgeslokt, zodat zijn materie de kans niet kreeg om nog een laatste lichtflits te produceren. Wanneer het kleinere object eveneens een zwart gat was, zou er overigens überhaupt geen licht zijn vrijgekomen. (EE)
→ LIGO-Virgo Finds Mystery Object in 'Mass Gap'

17 juni 2020
Een internationaal samenwerkingsverband van meer dan tweehonderd wetenschappers uit dertien landen heeft aangetoond dat de zeer energierijke gammastraling van quasars – de extreem heldere kernen van sterrenstelsels – niet alleen geconcentreerd is in de omgeving van hun centrale zwarte gat, maar zich uitstrekt langs de duizenden lichtjaren lange plasma-jets, die onder invloed van dat superzware zwarte gat worden gegenereerd (Nature, 18 juni). Sinds een aantal jaren nemen astronomen het heelal waar op de golflengte van gammastraling, die uit zeer energierijke fotonen bestaat. Gammastraling is afkomstig van plekken waar deeltjes tot extreem hoge energieën worden versneld. Het gaat daarbij onder meer om quasars. De intensiteit van de waargenomen straling kan op zeer korte tijdschalen van maximaal een minuut variëren. Daarom gingen wetenschappers ervan uit dat de bron van deze straling heel klein moest zijn en zich in de nabijheid van het superzware zwarte gat in het centrum van de quasar moest bevinden. Dat zwarte gat, dat miljarden keren zoveel massa kan hebben als onze zon, zou materie uit zijn omgeving aantrekken en een klein deel daarvan in de vorm van lange jets van plasma (extreem heet gas) met bijna de snelheid van het licht terug de ruimte in blazen. Met behulp van het H.E.S.S.-observatorium in Namibië, die indirect kosmische gammastraling registreert, heeft het internationale onderzoeksteam meer dan tweehonderd uur gedetailleerde waarnemingen gedaan van een relatief nabij actief sterrenstelsel dat tevens een sterke bron van radiostraling is: Centaurus A. Daarbij is dus gebleken dat niet alleen de kern van dit sterrenstelsel een bron van gammastraling is. Op basis van de nieuwe gegevens, komen de wetenschappers tot de conclusie dat deeltjes over de hele lengte van de jets versneld kunnen worden. Deze ontdekking doet vermoeden dat veel sterrenstelsels met uitgestrekte jets elektronen tot extreme energieën kunnen versnellen en een bron van gammastraling kunnen zijn. Tezamen zouden deze stelsels wellicht ook een aanzienlijke bijdrage leveren aan de diffuse gloed van gammastraling die overal in het heelal waarneembaar is. En dat zou betekenen dat de stelsels een aanzienlijke bijdrage leveren aan de herverdeling van energie in het intergalactische medium. (EE)
→ Quasar jets are particle accelerators thousands of light-years long

17 juni 2020
Een internationaal team van sterrenkundigen met daarbij een aantal Nederlandse onderzoekers heeft bij nader onderzoek aan een zogeheten repeterende snelle radioflitser ontdekt dat deze flitser ongeveer elke zestien dagen een salvo afgeeft. De flitser flitst echter niet helemaal met de regelmaat van de klok: niet elke uitbarsting duurt even lang en niet elke uitbarsting is even heftig. De onderzoekers publiceren hun onderzoek in Nature van 17 juni 2020. De onderzoekers bestudeerden de snelle radioflitser FRB 180916.J0158+65. Begin 2020 kwam deze repeterende snelle radioflitser ook al in het nieuws omdat de onderzoekers toen hadden ontdekt dat hij veel dichterbij staat dan andere radioflitsers. Nu keken de onderzoekers voor langere tijd naar de flitser. Ze bestudeerden de gegevens van de flitser tussen 16 september 2018 en 4 februari 2020. De sterrenkundigen zagen gemiddeld elke 16,35 dagen een uitbarsting van flitsen. De helft van de 38 uitbarstingen was in 13 uur voorbij, maar de rest van de uitbarstingen gingen soms 5 dagen door. Hoe het flitsgedrag ontstaat en waarom het soms langer duurt en heftiger is, is nog onduidelijk. Kenzie Nimmo, promovenda aan de Universiteit van Amsterdam, werkte mee aan het onderzoek en vermoedt dat de radioflitser deel uitmaakt van een dubbelstersysteem: ‘De wisselwerking met een andere ster zou dan de herhaling én de grilligheid aan uitbarstingen kunnen verklaren.’ Jason Hessels, onderzoeker aan de Universiteit van Amsterdam en bij ASTRON, gaat nu andere repeterende radioflitsen nader bestuderen: ‘We willen kijken of die ook soms heftiger en soms minder heftig flitsen. Daarmee hopen we meer vat te krijgen op het fenomeen.’ Onderzoekers bij JIVE (Joint Institute for VLBI ERIC) waren ook betrokken bij het onderzoek, en speelden een leidende rol bij het nauwkeurig lokalisatie van de radioflitser. 
→ Oorspronkelijk persbericht

8 juni 2020
Astronomen hebben vastgesteld dat radiobron FRB 121102, waarvan tientallen ‘snelle radioflitsen’ zijn waargenomen, een cyclus van ongeveer 157 dagen vertoont. Snelle radioflitsen zijn korte stoten van intense radiostraling, die mogelijk afkomstig zijn van een neutronenster – het compacte restant van een zware ster – met een sterk magnetisch veld (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 8 juni). Met behulp van de Lovell-radiotelescoop in Engeland zijn verspreid over een periode van vier jaar 32 snelle radioflitsen van FRB 121102 gedetecteerd. Door deze data te combineren met eerder gepubliceerde waarnemingen, heeft een onderzoeksteam nu ontdekt dat dit object steeds flitst gedurende een aaneengesloten periode van ongeveer 90 dagen en vervolgens 67 dagen ‘zwijgt’. Het is pas voor de tweede keer dat bij een ‘snelle radioflitser’ zo’n opvallende modulatie is waargenomen. De afwisseling van flitsen en niet flitsen doet vermoeden dat FRB 121102 om een ander massarijk object cirkelt – een zware ster, een andere neutronenster of een zwart gat wellicht. Het lijkt vooralsnog niet aannemelijk dat de modulatie wordt veroorzaakt door de precessie (schommelbeweging) van de rotatieas van het object dat de flitsen produceert. Daarvoor duurt de waargenomen cyclus te lang. De enige andere snelle radioflitser waarbij modulerend gedrag is waargenomen, FRB 180916.J10158+56, vertoont een cyclus van slechts 16 dagen. (EE)
→ Jodrell Bank leads international effort which reveals 157 day cycle in unusual cosmic radio bursts

4 juni 2020
Nieuw onderzoek met de Hubble-ruimtetelescoop wijst erop dat de vorming van de eerste sterren en sterrenstelsels in het vroege heelal eerder heeft plaatsgevonden dan gedacht. Een Europees onderzoeksteam heeft teruggekeken tot aan het moment dat het heelal nog maar 500 miljoen jaar oud was, maar geen tekenen gevonden van de eerste generatie van sterren, die populatie III wordt genoemd. Wanneer en hoe de eerste sterren en sterrenstelsels in het het heelal zijn ontstaan is een van de grote vraagstukken van de moderne astronomie. Op zoek naar antwoorden heeft een team onder leiding van Rachana Bhatawdekar van het Europese ruimteagentschap ESA een poging gedaan om die eerste sterren op te sporen. Deze sterren zouden alleen uit waterstof, helium en lithium moeten bestaan – de enige elementen die kort na de oerknal beschikbaar waren. Zwaardere elementen, zoals zuurstof, koolstof en ijzer, zijn later door de sterren van populatie III en hun opvolgers geproduceerd. Bhatawdekar en haar team speurden het vroege heelal af door de Hubble-ruimtetelescoop op de cluster MACSJ0416 te richten. De sterrenstelsels in deze cluster hebben genoeg massa om het licht van verder weg staande objecten af te buigen en te versterken – een verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd. Deze natuurlijke lenzen stellen de ruimtetelescoop in staat om objecten te onderzoeken die normaal gesproken buiten zijn bereik zouden vallen. Bij het onderzoek maakten Bhatawdekar en haar team gebruik van een nieuwe techniek waarbij het eigen licht van de heldere stelsels die als lenzen fungeren wordt weggepoetst. Op die manier konden de astronomen kleinere, massa-armere sterrenstelsels ontdekken die nog nooit eerder met Hubble waren waargenomen. Het licht van deze stelsels heeft er ruim 13 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. We kijken dus terug naar een tijd dat het heelal nog geen miljard jaar oud was. Het gebrek aan sterren van populatie III op deze afstand en de ontdekking van talrijke ‘lichte’ sterrenstelsels doet vermoeden dat het deze laatste zijn geweest die de ‘reïonisatie’ van het heelal hebben veroorzaakt. Het reïonisatietijdperk is de periode waarin het neutrale ondoorzichtige gas dat het heelal vulde door de eerste sterren en sterrenstelsels werd geïoniseerd. Dat maakte een einde aan het zogeheten ‘Dark Age’ (donkere tijdperk). Verder wijzen de resultaten van het onderzoek erop dat de vorming van de eerste sterren en sterrenstelsels veel eerder heeft plaatsgevonden dan de Hubble-ruimtetelescoop kan waarnemen. De hoop is wat dat betreft nu gevestigd op de James Webb-ruimtetelescoop, die volgend jaar gelanceerd zou moeten worden. (EE)
→ Hubble Makes Surprising Find in the Early Universe

3 juni 2020
Na 26 jaar gesluimerd te hebben is een zeer heldere bron van röntgenstraling tussen de Magelhaense Wolken – twee satellietstelsels van de Melkweg – weer ontwaakt. Met een helderheid van meer dan een miljoen zonnen is dit voor zover bekend het op een na helderste object in zijn soort (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Het object, dat bekendstaat als RX J0209.6-742, werd voor het eerst gedetecteerd tijdens een zes maanden lange uitbarsting in 1993. Het duurde vervolgens tot november vorig jaar voordat het opnieuw opvlamde. Een team van Indiase astronomen heeft RX J0209.6-742 waargenomen met India’s eerste ruimtetelescoop ASTROSAT. Daarbij zijn voor het eerst röntgenpulsaties van het object waargenomen. Daarmee staat vast dat het om een zogeheten ultraheldere röntgenpulsar of ULXP gaat – een rondtollende neutronenster die materie van een begeleidende ster aantrekt. De pulsar bevindt zich in de zogeheten Magelhaense Brug, een stroom van gas en sterren die de beide Magelhaense Wolken met elkaar verbindt. Dat zijn twee kleine sterrenstelsels die ons Melkwegstelsel begeleiden. Vanwege hun compacte karakter en grote helderheid werd lang aangenomen dat ULXP’s gloeiende accretieschijven rond zwarte gaten moesten zijn. Maar recente ontdekkingen van pulsaties in deze objecten wijzen erop dat er in veel gevallen een neutronenster in hun centrum schuilgaat. Een neutronenster is het restant van een ‘opgebrande’ ster dat net zoveel massa bevat als onze zon, maar is samengeperst tot een ongeveer tien kilometer grote bol. De neutronenster in RX J0209.6-742 draait 100 keer per seconde om zijn as en zendt daarbij twee bundels van energierijke röntgenstraling uit. Vanaf de aarde zien we dit object daardoor knipperen – vandaar de aanduiding ‘pulsar’. (EE)
→ Ultra-bright X-ray source awakens near a galaxy not so far away

29 mei 2020
De evolutie van sterrenstelsels wordt deels bepaald door hun actieve kernen: Active Galactic Nuclei (AGNs). Astronomen van SRON en de RUG hebben nu bevestigd dat samensmeltingen van sterrenstelsels een positief effect hebben op het ‘ontbranden’ van AGNs. Dat doen ze op basis van een steekproef van een recordaantal sterrenstelsels. Dankzij een machine-learning algoritme konden ze ongeveer tienmaal zoveel plaatjes verzamelen van fuserende sterrenstelsels als eerdere studies. Een van de grotere vragen uit de sterrenkunde is hoe sterrenstelsels evolueren van gaswolken tot de prachtige spiraalstructuren die we zien in de achtertuin van onze Melkweg. Zogenoemde Active Galactic Nuclei (AGNs) vormen interessante onderzoeksobjecten om een deel van die vraag te beantwoorden, omdat er sprake lijkt van co-evolutie tussen AGNs en sterrenstelsels. AGNs huisvesten superzware zwarte gaten die grote hoeveelheden energie uitzenden terwijl ze gas uit hun omgeving ‘opeten’. Sommige hebben voldoende grote zwaartekrachts- of magnetische velden om jets uit te spuwen vanuit hun polen, tot wel duizenden lichtjaren de ruimte in. Co-evolutie gaat via tweerichtingsverkeer. Aan de ene kant beïnvloedt de evolutiefase van een sterrenstelsel de activiteit van haar AGN. AGNs lijken goed te gedijen tijdens een bepaalde fase in de evolutie van een sterrenstelsel, omdat we de activiteit zien pieken in sterrenstelsels op bepaalde afstand, en dus op een vaste tijd in het verleden. Aan de andere kant beïnvloedt AGN-activiteit de stervorming binnen een sterrenstelsel. Dat kan zowel op een positieve als op een negatieve manier. Een AGN-jet duwt gas weg terwijl hij zich een weg baant door het sterrenstelsel, zodat dat gas botst met ander gas en vervolgens samenklontert tot babysterren. Maar AGNs zenden ook energie uit, waarmee ze het gas opwarmen en dus voorkomen dat het afkoelt en condenseert. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen, onder wie Lingyu Wang en Fangyou Gao, hebben nu een steekproef gebruikt van een recordaantal sterrenstelsels om een van de factoren te bestuderen die naar verluidt een positief effect hebben op het ontbranden van AGNs: samensmeltingen van sterrenstelsels. Ze vonden inderdaad een correlatie, beide kanten op. Ze tellen rond 1,4 maal meer AGNs in fusies dan in losse sterrenstelsels. En anderzijds vonden ze rond 1,3 maal meer fusies bij sterrenstelsels met AGNs vergeleken met sterrenstelsels zonder AGN. 
→ Volledig persbericht

27 mei 2020
Astronomen zijn met behulp van de mysterieuze ‘snelle radioflitsen’ op het spoor gekomen van de ‘ontbrekende’ materie – niet te verwarren met de donkere materie – in het heelal. Zoals eigenlijk al werd verwacht, bevindt de gezochte materie zich in de ruimte tussen de sterrenstelsels (Nature, 28 mei). Gewone materie zoals wij die kennen zou ongeveer vijf procent van het totaal aan materie en energie in het heelal moeten vertegenwoordigen. (De rest komt voor rekening van de moeilijk opspoorbare donkere materie en donkere energie.) Tot nu toe was een deel van die normale materie echter onvindbaar. Als je alles wat we aan gaswolken, sterren en sterrenstelsels waarnemen bij elkaar optelt, kom je namelijk niet aan die vijf procent. De afgelopen dertig jaar is druk gezocht naar de ontbrekende materie. Daarbij zijn allerlei methoden gebruikt, onder meer door te onderzoeken in welke mate de röntgenstraling van quasars (de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels) onderweg naar de aarde wordt geabsorbeerd. Op die manier is inderdaad materie in de intergalactische ruimte opgespoord, maar of de gevonden hoeveelheden toereikend waren bleef onduidelijk. Een onderzoeksteam onder leiding van Jean-Pierre Macquart van het International Centre for Radio Astronomy Research in Australië is er nu in geslaagd om de ontbrekende materie rechtstreeks aan te toen met behulp van de korte stoten radiostraling die bekendstaan als snelle radioflitsen. Deze radioflitsjes komen uit alle richtingen en moeten zich daarbij een weg banen door de uiterst ijle materie in de intergalactische ruimte. De radiostraling, afkomstig uit verre sterrenstelsels, is onderhevig aan ‘dispersie’ – een proces dat vergelijkbaar is met de manier waarop zonlicht dat door een prisma gaat in verschillende kleuren wordt gescheiden. Hoe sterker de dispersie, des te meer materie is het radiosignaal onderweg tegengekomen. Om te kunnen vaststellen wat de dichtheid van die tussenliggende materie is, moet bekend zijn op welke afstand de radioflits is ontstaan. Daarom is bij dit nieuwe onderzoek alleen gekeken naar zes radioflitsen waarvan precies bekend was uit welke sterrenstelsels ze afkomstig waren. De betreffende flitsen zijn geregistreerd met de Australische radiotelescoop ASKAP. Aan de hand van de afstanden van deze stelsels en de dispersie van de zes radioflitsen hebben de astronomen kunnen berekenen hoeveel materie zich in de intergalactische ruimte bevindt. De uitkomst, één à twee atomen per stuk ruimte ter grootte van een bescheiden kantoorkamer, komt goed overeen met wat op grond van berekeningen was voorspeld.
→ Cosmic Bursts Unveil Universe’s Missing Matter

26 mei 2020
Astronomen hebben twee objecten ontdekt die, samen met een vreemd object dat al in 2018 werd ontdekt, mogelijk tot een voorheen onbekende klasse van kosmische explosies behoren. Deze explosies vertonen overeenkomsten met de supernova-explosies waarmee zware sterren hun bestaan afsluiten en met de explosies die zogeheten gammaflitsen genereren, maar hebben ook afwijkende kenmerken. Het begon allemaal in juni 2018 met de ontdekking van een kosmische explosie die een verrassend verloop liet zien. Dit object, dat officieel AT2018cow heet maar ook wel ‘De koe’ wordt genoemd, werd uitgebreid onderzocht door astronomen van over de hele wereld. Het leek op het eerste gezicht op een supernova-explosie, maar bereikte binnen enkele dagen een 10 tot 100 keer zo grote helderheid en was ongekend snel alweer zo goed als uitgedoofd. Ook twee andere kosmische explosies – de ene (CSS161010) in 2016, de andere (ZTF18abvkwla alias ‘De koala’) in 2018 – vertoonden ongewone kenmerken. Twee teams van astronomen hebben vervolgwaarnemingen van deze objecten gedaan met de Very Large Array (VLA)-radiotelescoop in de VS en de Giant Metrewave Radio Telescope in India. Daarnaast is een van beide objecten ook bekeken met NASA’s röntgensatelliet Chandra. Dat heeft weer enkele verrassende ontdekkingen opgeleverd. ZTF18abvkwla produceerde radiostraling die net zo intens was als die van een gammaflits. En CSS161010 bleek onverwacht veel materiaal met meer dan de halve lichtsnelheid de interstellaire ruimte in te hebben geblazen. Omdat beide objecten zekere overeenkomsten vertonen met AT2018cow, denken de onderzoekers nu dat het om een aparte klasse van stellaire explosies gaat: zogeheten Fast Blue Optical Transients (FBOTs). Volgens de astronomen beginnen FBOT’s waarschijnlijk op dezelfde manier als bepaalde supernova’s en gammaflitsen. Het zijn sterren met veel meer massa dan onze zon die exploderen zodra ze geen energie meer kunnen opwekken door middel van ‘normale’ kernfusie. Hun onderlinge verschillen ontstaan pas in de nasleep van deze explosie. Bij ‘gewone’ supernova’s van dit type wordt bij de explosie een bolvormige schokgolf van materiaal de interstellaire ruimte in geblazen. Als zich daarnaast kortstondig een draaiende schijf van materiaal rond de tot neutronenster of zwart gat ineengestorte sterkern vormt, ontstaan er bovendien twee nauwe bundels van materie die met bijna de lichtsnelheid de ruimte in wordt geschoten. Deze jets kunnen ook weer nauwe bundels van gammastraling veroorzaken, die zich als gammaflits vertonen. De onderzoekers vermoeden dat ook FBOT’s worden aangedreven door zo’n combinatie van draaiende schijf en jets. Maar in hun geval is deze gehuld in een wolk van dicht materiaal dat in een eerder stadium door de ster is afgestoten. Wanneer dit materiaal wordt getroffen door de schokgolf van de explosie, ontstaat de heldere uitbarsting van blauw licht die deze objecten van normale supernova’s onderscheidt. Later in dit proces produceert deze schokgolf ook intense radiostraling.
→ Astronomers Discover New Class of Cosmic Explosions

25 mei 2020
Astronomen hebben een sterrenstelsel met een opvallende ringstructuur ontdekt dat al bestond toen het heelal nog maar ongeveer 3 miljard jaar oud was. Het stelsel, met ongeveer dezelfde massa als ons Melkwegstelsel, dat de aanduiding R5519 heeft gekregen, vertoont een ongeveer 18.000 lichtjaar groot gat in het midden (Nature Astronomy, 25 mei). Uit waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï en de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA leiden de astronomen af dat het stelsel in een vijftig keer zo hoog tempo nieuwe sterren produceert als de Melkweg. Deze stervorming speelt zich voornamelijk binnen de ringstructuur af. Een en ander wijst erop dat het stelsel zijn merkwaardige vorm te danken heeft aan een botsing met een kleinere soortgenoot. Het is het eerste sterrenstelsel in zijn soort dat in het vroege heelal is waargenomen. De ontdekking heeft implicaties voor ons begrip van hoe stelsels als onze Melkweg zijn ontstaan. Om zo’n nette ring te kunnen vormen, moet het stelsel dat als ‘schietschijf’ heeft gefungeerd al een zogeheten dunne schijf hebben gehad. Dat wil zeggen dat het gros van zijn sterren zich relatief dicht bij het centrale vlak van het stelsel bevond – net als in het huidige Melkwegstelsel. De vorming van de dunne schijf van de Melkweg lijkt pas ongeveer 9 miljard jaar geleden te zijn begonnen. De ontdekking van R5519 wijst er nu op dat er al 11 miljard jaar geleden stelsels met een dunne schijf hebben bestaan. De ‘productie’ van spiraalstelsels lijkt dus al vroeg te zijn begonnen en hield langer aan dan verwacht.
→ Astronomers see ‘cosmic ring of fire’, 11 billion years ago

20 mei 2020
Astronomen gingen er tot nu toe van uit dat schijfvormige sterrenstelsels zoals onze Melkweg heel geleidelijk zijn gegroeid en pas relatief laat hun grote omvang hebben bereikt. Bij waarnemingen met de ALMA-telescoop, onder leiding van de Amerikaanse astronoom Marcel Neeleman van het Max-Planck-Institut-für-Astronomie, is nu echter een massarijk roterend schijfstelsel ontdekt dat al bestond toen het heelal nog maar 1,5 miljard jaar oud was (Nature, 21 mei). Kort na de oerknal, die volgens de huidige inzichten 13,8 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden, was het heelal gevuld met een vrijwel egaal mengsel van geladen deeltjes die na afkoeling atomen hebben gevormd. Hoe daaruit de huidige sterrenstelsels en grotere kosmische structuren zoals clusters zijn ontstaan is een van de grote vraagstukken van de moderne kosmologie. Computersimulaties wijzen erop dat het ‘geraamte’ van de kosmos bestaat uit een groot, draderig web van zogeheten donkere materie – materie die geen enkele vorm van straling uitzendt, maar wel massa heeft. De eerste sterrenstelsels zouden zijn gevormd op plekken waar zich samenballingen van donkere materie bevonden – zogeheten halo’s. Vervolgens zou de materie zoals wij die kennen zich rond deze halo’s hebben verzameld. In de aldus gevormde kolossale gaswolken konden echter niet onmiddellijk sterren ontstaan. Daartoe moest het beschikbare gas eerst voldoende afkoelen. De vorming van de grote schijfvormige sterrenstelsels kan zich op twee manieren hebben voltrokken. Volgens het ene scenario zouden ze het resultaat kunnen zijn van opeenvolgende botsingen tussen kleinere sterrenstelsels. Bij dat proces wordt het aanwezige gas echter weer verhit en kan het miljarden jaren duren voordat het stelsel voldoende is afgekoeld om sterren te kunnen vormen. Een ander, sneller scenario gaat uit van een vormingsproces waarbij reeds afgekoeld koel gas langs de ‘draden’ van het kosmische web naar het sterrenstelsel-in-wording toe stroomt. Op die manier kunnen de botsingen waarbij het aanwezig gas opwarmt worden vermeden, en kunnen massarijke schijfstelsels veel sneller ontstaan. De ontdekking van het vroege schijfstelsel, dat DLA0817 of ook wel de Wolfe-schijf wordt genoemd, wijst erop dat ‘koude accretie’ inderdaad een belangrijke rol heeft gespeeld bij zijn ontstaan. Uit de manier waarop het stelsel het licht van een ander, verder weg staand object – een quasar (de extreem heldere kern van een actief sterrenstelsel) – absorbeert kan worden afgeleid dat het 70 miljard zonsmassa’s aan materie bevat.
→ Massive Disk Galaxies Formed Early in Cosmic History

20 april 2020
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om de zwaartekrachtgolven (minieme rimpelingen in de ruimtetijd) te detecteren die zijn ontstaan bij de samensmelting van twee zwarte gaten van zeer verschillende massa’s. Het met de detectoren LIGO (VS) en Virgo (Italië) geregistreerde signaal, dat op 12 april vorig jaar is vastgelegd, is veroorzaakt door twee om elkaar wentelende zwarte gaten van respectievelijk acht en dertig zonsmassa’s. De gebeurtenis speelde zich af op 1,9 tot 2,9 miljard lichtjaar van de aarde. Zwaartekrachtgolven werden al in 1916 voorspeld door Albert Einstein, maar pas in september 2015 is het voor het eerst gelukt om deze extreem kleine trillingen in de lege ruimte - honderden malen per seconde en veel kleiner dan de middellijn van een atoomkern – te meten. Bij de samensmelting van twee zwarte gaten die sterk in massa verschillen ontstaan een soort ‘boventonen’ in de zwaartekrachtgolven – trillinkjes die een twee- of drie keer zo hoge frequentie hebben als de ‘grondtoon’. Dat verschijnsel was al voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie, maar nog nooit waargenomen. Het grote massaverschil maakt het mogelijk om allerlei eigenschappen van het dubbele zwarte gat te bepalen: zijn afstand tot ons, de hoek waaronder we het tweetal zien en de snelheid waarmee het zwaarste zwarte gat om zijn as draait. De detectie maakte onderdeel uit van de derde waarnemingscampagne van LIGO en Virgo, die op 1 april 2019 van start ging en op 27 maart jl. werd afgesloten. Tijdens deze campagne zijn 56 mogelijke detecties van zwaartekrachtgolven gedaan, waarvan er tot nu toe pas twee zijn geanalyseerd. (EE)
→ A signal like none before

20 april 2020
Computersimulaties, uitgevoerd door astronomen van de universiteit van Californië te Irvine (VS), wijzen erop dat groepen van supernova’s verantwoordelijk kunnen zijn voor de vorming van forse aantallen sterren in de buitengebieden van sterrenstelsels als onze Melkweg (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 20 april). Wanneer zware sterren door hun brandstof heen raken, komen ze op explosieve wijze aan hun einde. In het dichtbevolkte centrum van de Melkweg kunnen dergelijke supernova-explosies dermate talrijk zijn dat grote hoeveelheden gas naar buiten worden verdreven. Eenmaal aangekomen in het buitengebied van ons Melkwegstelsel – de zogeheten halo – is dat gas zodanig afgekoeld dat daaruit weer nieuwe sterren ontstaan. Het lijkt alsof de sterren vanuit het Melkwegcentrum weg zijn gekatapulteerd. Volgens de astronomen zou tot wel 40 procent van de sterren in de buitenste halo van een sterrenstelsel op deze manier kunnen zijn ontstaan. Tot nu toe werd juist aangenomen dat het overgrote deel van deze halosterren van buitenaf afkomstig was: van kleinere aan flarden getrokken sterrenstelsels. Maar het lijkt er nu dus op dat veel van deze sterren zijn ontstaan uit gas dat vanuit het centrum het stelsel naar buiten stroomt. Normaal gesproken is de sterproductie die op deze manier tot stand komt vrij gering. Maar tijdens perioden dat een sterrenstelsel grote aantallen nieuwe sterren aanmaakt, neemt het rendement flink toe. Waarnemingen van sterrenstelsels die momenteel zo’n ‘starburst’ doormaken, lijken er inderdaad op te wijzen dat er sterren uit hun centra worden verbannen. (EE)
→ Milky Way could be catapulting stars into its outer halo

13 april 2020
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Matt Nicholl van de universiteit van Birmingham (VK) heeft de helderste, meest energierijke en waarschijnlijk ook zwaarste supernova waargenomen die ooit is gezien. Aangenomen wordt dat ‘SN2016aps’ een voorbeeld is van een ‘pulserende paarinstabiliteitssupernova’ – een zeldzaam kolossale explosie die is ontstaan door het samensmelten van twee zware sterren. SN2016aps produceerde tien keer zoveel energie als een normale supernova-explosie (Nature Astronomy, 13 april). De 3 miljard lichtjaar verre supernova werd in 2016 gedetecteerd in gegevens van het Panoramic Survey Telescopes and Rapid Response System (Pan-STARRS). In de vier jaar daarna hebben astronomen de trage ontwikkeling en grote energie-uitstoot van het object op de voet gevolgd. Ook zijn in die periode oudere beelden opgedoken van de aanloop naar de supernova-explosie. Bij een normale supernova-explosie wordt slechts ongeveer een procent van de geproduceerde energie uitgezonden in de vorm van zichtbaar licht. SN2016aps, die toch al tien keer zo energierijk was, straalde echter bijna vijftig procent van zijn energie uit. Uit de enorme energieproductie van het object leiden de astronomen af dat de ontplofte ster minstens honderd keer zoveel massa heeft gehad als onze zon. De onderzoekers vermoeden echter dat de explosie niet uit zichzelf zo enorm helder is geworden. Uit waarnemingen van vóór de explosie blijkt dat de ster voor de explosie hevig pulseerde en daarbij een enorme schil van gas heeft uitgestoten. De enorme helderheid van de supernova wordt toegeschreven aan de botsing van het puin van de uiteindelijke explosie met die gasschil. SN2016aps had nog een andere verrassing in petto: hij was rijk aan waterstof. Normaal gesproken verliezen zware sterren het grootste deel van hun waterstof vóórdat ze beginnen te pulseren. Dat de ontploffende ster toch veel waterstof bevatte, wijst er volgens de astronomen op dat de ster het product was van de samensmelting van twee minder zware sterren. Lichtere sterren houden hun waterstof namelijk langer vast. (EE)
→ Scientists Discover Brightest Supernova Ever Seen

8 april 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft een pas gevormde ‘jet’ gedetecteerd bij twee spiraalvormige sterrenstelsels die met elkaar in botsing zijn. Dat bewijst dat samensmeltende stelsels bundels van geladen deeltjes kunnen produceren die met bijna de lichtsnelheid bewegen. Volgens de astronomen is het voor het eerst dat zo’n jonge jet die onze kant op wijst is waargenomen (Astrophysical Journal, 7 april). Jets zijn de krachtigste astrofysische verschijnselen in het heelal. Ze kunnen in één seconde meer energie uitzenden dan onze zon in haar hele leven zal doen. Deze energie komt vrij in de vorm van allerlei soorten straling – van radiostraling tot gammastraling. De jet die nu is waargenomen moet wel pas op gang zijn gekomen, omdat het sterrenstelsel waaruit hij voortkomt, TXS 2116-077, goed te zien is. Een volledig ontwikkelde jet zou dermate veel straling produceren dat het stelsel daarbij zou verbleken. Astronomen denken dat jets worden aangedreven door een superzwaar zwart gat dat gas en stof uit zijn omgeving aantrekt. Een deel van die materie wordt door het zwarte gat opgeslokt, maar een ander deel wordt in sterk gebundelde vorm terug de ruimte in te blazen. Dit proces komt pas op gang wanneer gas uit het omringende sterrenstelsel het centrale zwarte gat weet te bereiken. Dit gebeurt alleen wanneer het gas in het stelsel flink in beroering wordt gebracht, en een botsing met een ander sterrenstelsel is de makkelijkste manier om dat te bewerkstelligen. De opname van de jet van TXS 2116-077 is gemaakt met de 8,2-meter Subaru-telescoop op Hawaï. Het team heeft het object ook nog waargenomen met de Gran Telescopio Canarias en de William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma, en met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra. (EE)
→ First-ever photo proof of powerful jet emerging from colliding galaxies

7 april 2020
Een jaar geleden presenteerden de astronomen van het Event Horizon Telescope (EHT)-project de eerste opname van een kolossaal zwart gat in het relatief nabije sterrenstelsel M87. En nu tonen ze nieuwe resultaten die eveneens op EHT-gegevens zijn gebaseerd: detailrijke beelden van een ‘jet’ die in de naaste omgeving van het superzware zwarte gat van de ruim 5 miljard lichtjaar verre quasar 3C 279 wordt gegenereerd (Astronomy & Astrophysics, 7 april). Een quasar is de extreem heldere kern van een sterrenstelsel. Hij ontleent zijn energie aan de enorme hoeveelheden gas en sterren die door het daar aanwezige zwarte gat worden aangetrokken. In het geval van 3C 279 heeft dat zwarte gat bijna een miljard keer zoveel massa als onze zon. Het trekt gaswolken en sterren die te dichtbij komen aan flarden en de daarbij vrijkomende materie verzamelt zich daarbij in eerste instantie om hem heen. Vanuit deze zogeheten accretieschijf wordt een deel van het gas terug de ruimte in geblazen in de vorm van twee smalle bundels: de jets. Met behulp van het netwerk van radiotelescopen die tezamen de Event Horizon Telescope vormen is in april 2017 ‘ingezoomd’ op de plek waar een van de jets van 3C 279 ontstaat. Daarbij zijn details van minder dan een half lichtjaar groot waargenomen. De analyse van de verzamelde gegevens laat zien dat de normaal gesproken rechte jet aan zijn basis getwijnd lijkt te zijn zoals de vezels van een draad. Ook zijn voor het eerst structuren waargenomen die loodrecht op de jet staan. Vermoedelijk zijn dat delen van de accretieschijf. Verder laat de vergelijking van opnamen die op achtereenvolgende dagen zijn gemaakt zien dat de waargenomen structuren van vorm veranderen. Mogelijk worden deze veranderingen veroorzaakt door de toestroom van nieuwe materie en de jet-uitstoot. De astronomen die de beelden hebben geanalyseerd zijn er verrast over dat het object zulke snelle veranderingen laat zien. Naar verwachting zullen dit niet de laatste resultaten op basis van al bestaande EHT-gegevens zijn. Er wordt nog steeds gewerkt aan de analyse van de gegevens van het zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel en zijn soortgenoten in actieve sterrenstelsels zoals Centaurus A, OJ 287 en NGC 1052. De EHT-waarneemcampagne die voor maart en april van dit jaar gepland stond, moest jammer genoeg worden afgelast vanwege de coronacrisis. Maar dit geeft astronomen wel meer tijd om hun publicaties op basis van de gegevens van 2017 af te ronden en aan de analyse van de gegevens van 2018 te beginnen. Normaal gesproken zullen in maart 2021 weer nieuwe waarnemingen met het EHT-netwerk worden gedaan. (EE)
→ Something is Lurking in the Heart of Quasar 3C 279

31 maart 2020
Gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben nieuw bewijs opgeleverd voor het bestaan van middelzware zwarte gaten. In het buitengebied van een ver sterrenstelsel is een object van deze categorie opgespoord, dat zijn bestaan heeft verraden doordat het een ster aan flarden heeft getrokken (Astrophysical Journal Letters, 31 maart). Middelzware zwarte gaten zijn de ‘ontbrekende schakel’ in de evolutie van zwarte gaten. Ze zijn kleiner dan de superzware zwarte gaten die in de kernen van grote sterrenstelsels worden aangetroffen, maar groter dan de zwarte gaten die ontstaan wanneer de de kern van een zware ster ineenstort. Het object dat nu is opgespoord (J2150−0551) heeft ongeveer 50.000 keer zoveel massa als onze zon. In 2006 namen astronomen een krachtige uitbarsting van röntgenstraling waar die uit de richting leek te komen van een sterrenstelsel op ongeveer 800 miljoen lichtjaar afstand. Deze röntgenuitbarsting werd toegeschreven aan een ster die aan flarden werd getrokken doordat hij te dicht in de buurt kwam van een massarijk object, zoals een zwart gat. Verrassend genoeg bevond de röntgenbron zich niet in het centrum van het sterrenstelsel, waar een massarijk zwart gat meer op zijn plek is, maar aan de rand ervan. Hierdoor ontstond het vermoeden dan het wel eens om een lichter exemplaar zou kunnen gaan. Eerst moest echter de mogelijkheid worden uitgesloten dat de röntgenuitbarsting niet werd veroorzaakt door een nog veel kleiner object binnen ons eigen Melkwegstelsel. Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop hebben daar nu uitsluitsel over gegeven: de röntgenstraling was afkomstig van een compacte sterrenhoop in het buitengebied van het verre sterrenstelsel. Mogelijk is deze sterrenhoop het restant van een kleiner sterrenstelsel dat door het grote stelsel is opgeslokt. Daarmee is het veel waarschijnlijker geworden dat de J2150−0551 een middelzwaar zwart gat is. (EE)
→ Hubble Finds Best Evidence for Elusive Mid-Size Black Hole

28 februari 2020
Astronomen hebben vastgesteld dat een enorme holte die al in 2016 is ontdekt in de Ophiuchus-cluster is veroorzaakt door een kolossale explosie (Astrophysical Journal, 27 februari). De Ophiuchus-cluster is een verzameling van duizenden sterrenstelsels op 390 miljoen lichtjaar afstand die bijeen wordt gehouden door de zwaartekracht. In het centrum van de Ophiuchus-cluster bevindt zich een groot sterrenstelsel dat een superzwaar zwart gat bevat. De onderzoekers denken dat dit zwarte gat de bron van de explosie is geweest. Hoewel zwarte gaten vooral bekend zijn om hun grote ‘eetlust’, stoten ze vaak ook enorme hoeveelheden materiaal en energie uit. Dat gebeurt wanneer de materie die naar het zwarte gat toe stroomt kort voordat zij zou worden opgeslokt terug de ruimte in wordt geblazen in de vorm van twee bundels of ‘jets’. Deze materie baant zich vervolgens met hoge snelheid een weg naar buiten en slaat zo een ‘gat’ in het superhete gas dat de ruimte tussen de stelsels vult. In 2016 ontdekte een team van astronomen een gekromde rand op een röntgenopname van de cluster. Ze vroegen zich toen al af of dit een ‘muur’ van heet gas kon zijn, die door de jets van het superzware zwarte gat was veroorzaakt. Ze lieten deze mogelijkheid toen echter buiten beschouwing, vanwege de enorme hoeveelheid energie die voor de vorming ervan nodig zou zijn geweest. Nieuw onderzoek wijst er echter op dat er inderdaad sprake moet zijn geweest van een kolossale explosie, die zich over een periode van honderden miljoenen jaren heeft afgespeeld. Dat blijkt niet alleen uit waarnemingen met de röntgentelescopen Chandra en XMM-Newton, maar ook uit bestaande gegevens van twee grote radiotelescopen die nu uit de archieven zijn opgedoken. De gegevens laten zien dat de gekromde rand inderdaad de begrenzing vormt van een grote holte. De waargenomen radiostraling wordt veroorzaakt door elektronen in de holte die tot bijna de lichtsnelheid zijn versneld. De vermoedelijke veroorzaker van deze versnelling is het superzware zwarte gat in het centrale sterrenstelsel. Berekeningen laten zien dat voor de vorming van de holte een hoeveelheid energie nodig was die vijfmaal groter is dan die van de vorige recordhouder, de cluster MS 0735+74. Er bestaat wel een opvallend verschil tussen deze cluster en de Ophiuchus-cluster: hij vertoont twee holtes in plaats van één. Omdat actieve superzware zwarte gaten doorgaans twee jets genereren, is het best vreemd dat de Ophiuchus-cluster maar één holte lijkt te hebben. De astronomen vermoeden nu dat het gas aan de andere kant van de cluster een geringere dichtheid heeft, waardoor de radiostraling ervan inmiddels zodanig is afgezwakt dat deze niet meer waarneembaar is. (EE)
→ Record-Breaking Explosions by Black Hole Spotted

26 februari 2020
Wetenschappers vragen de hulp van het publiek om de oorsprong te vinden van honderdduizenden sterrenstelsels die zijn ontdekt door de grootste radiotelescoop ooit gebouwd: LOFAR. Waar komen deze mysterieuze objecten die duizenden lichtjaren groot zijn vandaan? Een nieuw ‘citizen science’-project, Radio Galaxy Zoo: LOFAR, geeft iedereen met internet de mogelijkheid om mee te doen aan de zoektocht om uit te vinden waar de zwarte gaten in het midden van deze sterrenstelsels zich bevinden. Astronomen gebruiken radiotelescopen om beelden van de radiohemel te maken, net als optische telescopen zoals de Hubble Space Telescope kaarten maken van sterren en sterrenstelsels. De beelden die met een radiotelescoop zijn gemaakt zijn heel anders dan die van een optische telescoop. Op radiogolflengten zijn sterren en sterrenstelsels niet direct waarneembaar. In plaats daarvan worden complexe structuren die in verband staan met de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels gedetecteerd. Het meeste stof en gas rond een superzwaar zwart gat wordt verbruikt door het zwarte gat, maar een deel van het materiaal zal ontsnappen en wordt de ruimte in geblazen. Dit materiaal vormt grote pluimen van extreem heet gas (‘jets’), en het is dit gas dat grote structuren vormt die waarneembaar zijn met radiotelescopen. De Low Frequency Array-telescoop (LOFAR), beheerd door het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), is bezig met een grote verkenning van de radiohemel en heeft inmiddels 4 miljoen radiobronnen ontdekt. Een paar honderdduizend daarvan hebben zeer gecompliceerde structuren. Daardoor is het soms moeilijk om te bepalen welke sterrenstelsels bij welke radiobronnen horen oftewel: welk zwart gat hoort bij welk sterrenstelsel? Het International LOFAR Team vraagt het publiek om hulp. In het kader van het citizen science-project ‘Radio Galaxy Zoo: LOFAR’ wordt het publiek gevraagd om te kijken naar afbeeldingen van LOFAR en afbeeldingen van sterrenstelsels, en vervolgens te identificeren welke radiobron bij welk sterrenstelsel hoort. Radio Galaxy Zoo: LOFAR is onderdeel van het Zooniverse-project, ’s werelds grootste en meest populaire platform voor onderzoek door ‘burgerwetenschappers’. Dit onderzoek wordt mogelijk gemaakt door vrijwilligers - al meer dan een miljoen mensen van over de hele wereld staan professionele onderzoekers bij. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

21 februari 2020
De brede rand van het beroemde Sombrerostelsel alias M104 is mogelijk het gevolg van het turbulente verleden van dit sterrenstelsel. Nieuwe gegevens, verkregen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat M104 het resultaat is van grote fusies tussen sterrenstelsels, al vertoont zijn rand geen sporen van een recente verstoring. Dat er met M104 iets bijzonders aan de hand is, was al een hele tijd duidelijk. Het vertoont een bijzondere mix van eigenschappen, waarvan sommige zijn ontleend aan de schijfvormige spiraalstelsels en andere aan de rugbybal-vormige elliptische stelsels. De verklaring hiervoor wordt nu gezocht in de halo van M104 – het zwakke ijle buitengebied van het stelsel. De Hubble-data laten zien dat de ontelbare sterren in deze halo rijk zijn aan ‘metalen’ (de term die astronomen gebruiken voor elementen zwaarder dan helium). Zulke sterren worden doorgaans alleen aangetroffen in de schijf van een stelsel. Alleen daar zou de sterdichtheid hoog genoeg zijn om opeenvolgende generaties van sterren de kans te geven om een hoger metaalgehalte op te bouwen. Aan de hand van computersimulaties komen astronomen tot de conclusie dat de sterren de halo in moeten zijn geslingerd op momenten dat de oerversie van de Sombreronevel fusies aanging met volgroeide, metaalrijke sterrenstelsels. Dat zou dan zo lang geleden zijn gebeurd, dat het stelsel de kans kreeg om tot rust te komen. Inmiddels zijn er in zijn omgeving geen andere stelsels meer te vinden die hij zou kunnen opslokken. (EE)
→ Sombrero Galaxy's Halo Suggests a Turbulent Past

11 februari 2020
Een groot internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Jason Hessels (UvA/ASTRON), heeft een ‘snelle radioflitser’ ontdekt die een vaste cyclus vertoont. Verreweg de meeste snelle kosmische radioflitsen die tot nu toe zijn ontdekt, zijn maar éénmaal waargenomen. En de weinige ’repeterende’ radioflitsers die al bekend waren, vertonen geen opvallende regelmaat. Snelle radioflitsen zijn, zoals hun naam al aangeeft, korte stoten van radiostraling. Omdat ze uit willekeurige richtingen komen en maar een fractie van een seconde duren, laten ze zich moeilijk opsporen en onderzoeken. De eerst werd pas in 2007 opgemerkt. De nu ontdekte repeterende radioflitser is ontdekt met het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) – een radiotelescoop die in Canada staat opgesteld. Nadat de eerste radioflits van dit object – FRB 180916.J0158+65 – was gedetecteerd, ontdekten de astronomen dat CHIME al eerder flitsen van deze bron had geregistreerd. De verdeling van de radioflitsen van FRB 180916.J0158+65 vertoont een regelmatig patroon. Steeds is er vier dagen achtereen ongeveer elk uur een radioflits te zien, gevolgd door een radiostilte van zestien dagen. Dat repeterende patroon kan erop wijzen dat de bron van deze radioflitsen een hemellichaam is dat om bijvoorbeeld een ster draait. Zijn signalen zouden dan wegvallen wanneer het achter de ster langs trekt. Dat verklaart echter niet waarom het object zulke regelmatige flitsen produceert. Het zou daarom ook kunnen zijn dat de bron van FRB 180916.J0158+6 een roterend hemellichaam is waarvan de draaias een precessiebeweging maakt. Hoe dan ook: de nu ontdekte snelle radioflitser bevindt zich in een spiraalvormig sterrenstelsel op de relatief kleine afstand van 500 miljoen lichtjaar. Met een beetje geluk zal het met toekomstige technieken mogelijk zijn om het object aan te wijzen dat de korte stoten radiostraling produceert. (EE)
→ Fast radio burst with steady 16-day cycle observed

5 februari 2020
Een internationaal team van astronomen heeft een opvallend massarijk sterrenstelsel ontdekt dat al bestond toen het heelal pas 1,8 miljard jaar oud was. Opvallend genoeg produceert het stelsel, XMM-2599, geen nieuwe sterren meer. Dat er 1,8 miljard jaar na de oerknal al van zulke ultrazware sterrenstelsels bestonden, komt niet echt als een verrassing. Hun bestaan wordt ook ‘voorspeld’ door computermodellen. Diezelfde modellen voorspellen ook dat zulke stelsels actieve ‘sterfabrieken’ zijn. De waarnemingen laten zien dat dit laatste oorspronkelijk ook voor XMM-2599 moet hebben gegolden. Op het hoogtepunt van zijn activiteit moet hij jaarlijks meer dan duizend zonsmassa’s aan sterren hebben geproduceerd. Ter vergelijking: onze Melkweg vormt ongeveer één nieuwe ster per jaar. Onduidelijk is nog waarom XMM-2599 geen nieuwe sterren meer maakt. Mogelijk betekent het dat de aanvoer van gas uit de ruimte tot stilstand is gekomen. Maar het zou ook kunnen dat het superzware zwarte gat dat vrijwel zeker in zijn kern schuilgaat is ‘ontwaakt’ en een rem op de stervorming heeft gezet door het nog aanwezige gas uit het stelsel weg te blazen. Ook de toekomst van het ‘monsterstelsel’ is onzeker. Het is denkbaar dat het mettertijd kleinere stelsels om zich heen verzamelt, en in het middelpunt van een grote cluster komt te staan. Maar het is ook mogelijk dat het een eenling blijft. (EE)
→ Astronomers discover unusual monster galaxy in the very early universe

23 januari 2020
Het raadsel van een uitzonderlijk heldere supernova-explosie die in 2006 werd waargenomen lijkt opgelost. Een nauwgezet onderzoek van het spectrum van de supernova, die bekendstaat als SN 2006gy, laat zien dat bij de explosie ongeveer een derde zonsmassa aan ijzer is vrijgekomen (Science, 24 januari). Bij normale supernova-explosie komt ook ijzer vrij, maar niet in zulk grote hoeveelheden. Op zoek naar een verklaring heeft een onderzoeksteam van het Max-Planck-Institut für Astrophysik een reeks computersimulaties uitgevoerd, om zo de spectrale eigenschappen van SN 2006gy te reproduceren. Daarbij hebben de astronomen vastgesteld dat bij supernova-explosies van type Ia – exploderende witte dwergsterren – de waargenomen hoeveelheid ijzer kan vrijkomen. Maar doorgaans zijn supernova’s van dit type honderd keer zwakker dan SN 2006gy. Er moet dus iets bijzonders aan de hand zijn geweest. De computersimulaties laten zien dat een supernova van type Ia wordt versterkt wanneer de schokgolf van de explosie in botsing komt met gas in de omgeving. Het meest plausibele scenario lijkt te zijn dat SN 2006gy begon als een dubbelster, bestaande uit een witte dwerg die op geringe afstand om een zwaardere, waterstofrijke ster cirkelde. Toen deze laatste opzwol – sterren van dit type kunnen groter worden dan de afstand zon-aarde – raakte de witte dwerg in diens atmosfeer verzeild en spiraalde hij naar het centrum van de ster. Tijdens dat proces verdwenen de buitenste lagen van de ster de ruimte in. Op het moment dat de witte dwerg de kern van de begeleidende ster bereikte, vond de supernova-explosie plaats. De daarbij optredende schokgolf stuitte op de eerder uitgestoten gasschil, en dat verklaart de kolossale hoeveelheid licht van de supernova. (EE)
→ Progress in Understanding the Brightest Explosions in the Universe

20 januari 2020
Materie die naar een zwart gat toe stroomt straalt röntgenstraling uit. De Europese ruimtesonde XMM-Newton heeft de ‘echo’s’ van deze straling benut om de dynamische omgeving van een ‘superzwaar’ zwart gat in kaart te brengen (Nature Astronomy, 20 januari). Het onderzochte zwarte gat bevindt zich in de kern van het actieve sterrenstelsel IRAS 13224–3809. Laatstgenoemde is een van de meest veranderlijke röntgenbronnen aan de hemel. Het stelsel vertoont op tijdschalen van enkele uren snelle röntgenfluctuaties, waarbij de intensiteit van de straling met een factor 50 kan toenemen. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van het feit dat deze röntgenstraling wordt weerkaatst door alles wat zich in de naaste omgeving van het zwarte gat bevindt. De techniek vertoont overeenkomsten met de manier waarop vleermuizen obstakels in hun omgeving signaleren (echolocatie). Op vergelijkbare wijze kunnen astronomen klonten materie opsporen en onderzoeken die op het punt staan om in het zwarte gat te verdwijnen. En omdat het gedrag van het toestromende gas in belangrijke mate wordt bepaald door de eigenschappen van het ‘hongerige’ zwarte gat, levert zulk onderzoek ook informatie op over de massa en de draaiing van het zwarte gat. De toestromende materie beweegt niet in rechte lijn, maar volgt een spiraalvormige baan. Daardoor vormt zich een schijf van hete materie rond het zwarte gat: een zogeheten accretieschijf. Het gebied boven en onder de schijf, dat de corona wordt genoemd, is rijk aan energierijke elektronen. Uit de gemeten röntgenecho’s blijkt dat de omvang van deze corona binnen enkele dagen heel sterk kan toenemen. Dat laatste zorgt ervoor dat de massa en draaiing van het zwarte gat veel nauwkeuriger kan worden bepaald dan in het geval van een onveranderlijke corona. De metingen laten zien dat de massa van het zwarte gat in het centrum van IRAS 13224–3809 ongeveer 1,9 miljoen zonsmassa’s bedraagt. Dat is relatief weinig voor een ‘superzwaar’ zwart gat: het exemplaar in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel – Sagittarius A* – heeft ruim tweemaal zoveel massa. (EE)
→ XMM-Newton maps black hole surroundings

13 januari 2020
Een team van Leidse en Amerikaanse astronomen heeft een nieuwe manier ontdekt om verre sterrenstelsels in kaart te brengen. Ze gebruikten daarvoor een spectraallijn van atomair zuurstof. Die spectraallijn is normaal gesproken niet goed op te vangen met aardse telescopen. Maar doordat het licht van verre sterrenstelsels komt, is het uitgerekt en kun je het juist wél op aarde meten. Dat is nu gebeurd met een in Nederland gemaakt instrument. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astrophysical Journal Letters. De onderzoekers gebruikten voor hun waarnemingen de SEPIA660-ontvanger op de APEX-telescoop in Chili. Deze ontvanger is ontwikkeld door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) en in 2018 op de telescoop geïnstalleerd. De APEX-telescoop is een samenwerking tussen Duitsland, Zweden en de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, ESO. De onderzoekers moesten de telescoop twee uur op één plek richten om het sterrenstelsel G09.83808 te detecteren. Dat sterrenstelsel is slechts een miljard jaar na de oerknal ontstaan. Het behoort daarmee tot de oudjes in het heelal. In de toekomst willen de onderzoekers meer verre sterrenstelsels in kaart gaan brengen aan de hand van de zuurstoflijn. Ze hebben al berekend dat het ALMA-observatorium in Chili slechts tien tot vijftien minuten nodig heeft om een ver sterrenstelsel in detail te zien. De laatste jaren ontdekken astronomen steeds meer sterrenstelsels in het vroeg heelal. Voor details over de omstandigheden die er toen heersten, is onderzoek met spectraallijnen nodig. Tot nu toe gebruiken sterrenkundigen lijnen van geïoniseerd koolstof en dubbel geïoniseerd zuurstof, maar die combinatie is lastig te interpreteren. De nieuwe spectraallijn van atomair zuurstof wordt al twintig jaar als heilige graal gezien, maar dan moeten de stelsels wel echt ver staan. Het licht van de zuurstoflijn komt namelijk voor niet al te verre sterrenstelsels niet door de aardse atmosfeer. Maar als sterrenstelsels heel ver weg staan, zijn er weer heel goede telescopen nodig op een hoge, droge plaats. Inmiddels zijn de telescopen goed genoeg. En nu is het sterrenkundigen dus voor het eerst gelukt om met de spectraallijn van atomair zuurstof verre sterrenstelsels te spotten.
→ Volledig persbericht

9 januari 2020
Met behulp van een nieuwe waarnemingstechniek hebben astronomen ontdekt dat donkere materie veel kleinere ‘klonten’ kan vormen dan tot nu toe bekend was. Dit resultaat bevestigt een van de fundamentele voorspellingen van de theorie van de koude donkere materie. Volgens deze theorie zijn alle sterrenstelsels ontstaan en ingebed in wolken van donkere materie. Deze materie bestaat uit traag bewegende oftewel ‘koude’ deeltjes die bijeenkomen om structuren van uiteenlopende massa’s te vormen: van de massa van een passagiersvliegtuig tot duizenden keren ons Melkwegstelsel. Donkere materie is een onzichtbare vorm van materie die naar aangenomen wordt het leeuwendeel van alle massa in het heelal voor haar rekening neemt. Hoewel deze materie niet rechtstreeks waarneembaar is, kan zij haar bestaan verraden via de zwaartekracht die zij op sterren en sterrenstelsels uitoefent. Rond grote en middelgrote sterrenstelsels waren al concentraties van donkere materie opgespoord, maar kleinere opeenhopingen tot nu toe nog niet. Voor sommige astronomen was dat zelfs reden om met alternatieve theorieën te komen, zoals die van de warme donkere materie. Deze laatste gaat ervan uit dat de deeltjes waaruit donkere materie bestaat te snel bewegen om kleine concentraties te vormen. De nieuwe waarnemingen zijn hier niet mee in overeenstemming. Ze laten zien dat ook kleinschaligere concentraties van donkere materie koud zijn. (‘Koud’ verwijst hier weer naar de lage snelheden waarmee de deeltjes bewegen.) Bij de waarnemingen is de Hubble-ruimtetelescoop op een achttal quasars gericht – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels. Deze objecten ontlenen hun energie aan superzware zwarte gaten die materie uit hun omgeving opslokken. De astronomen hebben gekeken hoe het licht dat daarbij vrijkomt wordt afgebogen door de zwaartekracht van een massarijk sterrenstelsel op de voorgrond, dat als kosmische ‘lens’ fungeert. Op die manier hebben de astronomen samenballingen van donkere materie ontdekt, zowel in de tussenliggende ‘lensstelsels’ als in de ruimte tussen de quasars en de aarde. Deze concentraties van donkere materie hebben 10.000 tot 100.000 keer zo weinig massa als de halo van donkere materie die onze Melkweg omgeeft. De acht quasars en sterrenstelsels staan zodanig precies op één lijn, dat het gravitationele lenseffect vier vervormde afbeeldingen van elke quasar produceert. Zulke viervoudige afbeeldingen zijn schaars, maar ze zijn wel cruciaal voor dit soort onderzoek. De aanwezigheid van de ‘klonten’ donkere materie verandert de schijnbare helderheid en positie van elk vervormd quasarbeeld. De astronomen hebben hun metingen vergeleken met voorspelingen van hoe de quasarbeelden er uit zouden zien zonder de invloed van de donkere materie. Vervolgens hebben ze aan de hand van de gemeten afwijkingen berekend hoeveel massa de klonten hebben. De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 235ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu plaatsvond. (EE)
→ Hubble Detects Smallest Known Dark Matter Clumps

6 januari 2020
Telescopen van het European VLBI Network (EVN) hebben een repeterende snelle radioflits waargenomen in een spiraalstelsel zoals het onze. Het is de dichtstbijzijnde die ooit is gelokaliseerd (Nature, 6 januari 2020). Een van de grootste astronomische raadsels is de vraag waar de korte, hevige uitbarstingen van radiostraling vandaan komen die bekendstaan als fast radio bursts (FRBs) oftewel ‘snelle radioflitsen’. Hoewel deze uitbarstingen maar een duizendste van een seconde duren, zijn er tot nu toe al honderden van gedetecteerd. Maar van slechts vier is de exacte bron bekend. In 2017 werd vastgesteld dat een van deze vier gelokaliseerde bronnen zich op onvoorspelbare wijze herhaalde. De betreffende radioflitsen kwamen steeds uit hetzelfde stukje hemel. Sindsdien maken onderzoekers onderscheid tussen FRBs waarvan slechts één uitbarsting is waargenomen (‘niet-repeterende’) en die waarvan meerdere radioflitsen zijn geregistreerd (‘repeterende’). ‘De meervoudige flitsen die we van de eerste repeterende FRB hebben gezien, kwamen voort uit heel specifieke en extreme omstandigheden in een heel klein (dwerg)sterrenstelsel’, zegt Benito Marcote van het Joint Institute for VLBI ERIC en hoofdauteur van het huidige onderzoek. ‘Die ontdekking vormde het eerste stukje van de puzzel, maar riep meer vragen op dan zij beantwoordde, zoals de vraag of er een fundamenteel verschil bestaat tussen repeterende en niet-repeterende FRBs. En nu hebben we een tweede repeterende FRB gelokaliseerd, die onze eerdere ideeën over wat de bron van deze radioflitsen kan zijn in twijfel trekt.’ Op 19 juni 2019 deden acht telescopen van het European VLBI Network (EVN) gelijktijdige waarnemingen van een radiobron die bekendstaat als FRB 180916.J0158+65. Deze bron was al in 2018 ontdekt met de CHIME-telescoop in Canada, en dat stelde het team onder leiding van Marcote in staat om met het EVN met zeer hoge resolutie naar FRB 180916.J0158+65 te kijken. In de loop van vijf uur detecteerden de onderzoekers vier radioflitsen die stuk voor stuk minder dan twee duizendsten van een seconde duurden. De hoge resolutie werd bereikt door radiotelescopen die verspreid over de wereld staan opgesteld met elkaar te combineren. Dankzij deze techniek, die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd, kon worden vastgesteld dat de radioflitsen allemaal afkomstig waren uit een slechts ongeveer zeven lichtjaar groot gebied. Met behulp van deze locatie kon het team waarnemingen doen met een van de grootste optische telescopen ter wereld, de 8-meter Gemini North op de Mauna Kea (Hawaï). Door de omgeving van de bron te onderzoeken kon worden vastgesteld dat de radioflitsen afkomstig waren uit een spiraalstelsel (SDSS J015800.28+654253.0 geheten) dat 500 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd is, en specifiek uit een gebied in dat stelsel waar veel stervorming plaatsvindt. ‘De gevonden locatie is compleet anders dan die van de eerder gelokaliseerde repeterende FRB, maar verschilt ook van alle andere onderzochte FRBs’, legt Kenzie Nimmo, promovendus aan de Universiteit van Amsterdam, uit. ‘De verschillen tussen repeterende en niet-repeterende snelle radioflitsen zijn dus minder duidelijk, en we denken nu dat deze verschijnselen niet gebonden zijn aan een specifiek type sterrenstelsel of omgeving. Het zou zomaar kunnen zijn dat FRBs op een grote verscheidenheid aan locaties in het heelal kunnen optreden en alleen specifieke omstandigheden vereisen om waarneembaar te zijn.’ 
→ Volledig persbericht

6 januari 2020
De Hubble-ruimtetelescoop, die in april zijn 35ste verjaardag viert, heeft een indrukwekkende foto gemaakt van het sterrenstelsel UGC 2885. Dit spiraalstelsel behoort de grootste in het nabije heelal: het is 2,5 keer zo omvangrijk als onze Melkweg en bevat tien keer zoveel sterren. UGC 2885 is een rustig sterrenstelsel dat in een gezapig tempo nieuwe sterren produceert. Dat wijst erop dat hij niet veel gas aan naburige kleinere stelsels onttrekt. Hierdoor vertoont ook het superzware zwarte gat in zijn kern geen activiteit. De Hubble-foto is gemaakt in het kader van onderzoek dat is uitgevoerd door de Nederlandse astronoom Benne Holwerda van de universiteit van Louisville, Kentucky. Holwerda heeft UGC 2885 de bijnaam ‘Rubins stelsel’ gegeven – een eerbetoon aan de in 2016 overleden Amerikaanse astronoom Vera Rubin. Rubin heeft in de jaren 80 van de vorige eeuw de (differentiële) rotatie van het stelsel gemeten en op die manier aangetoond dat UGC 2885, net als de meeste andere sterrenstelsels, veel donkere materie bevat. Waarom UGC 2885 zo monsterachtig groot is geworden, is onduidelijk. Zijn tamelijk geïsoleerde ligging in het heelal zou erop kunnen wijzen dat hij in de loop van de tijd alle kleinere sterrenstelsels in zijn omgeving heeft opgeslokt. (EE)
→ NASA’s Hubble Surveys Gigantic Galaxy

5 januari 2020
Amerikaanse radio-astronomen hebben in 13 relatief nabije kleine sterrenstelsels massarijke zwarte gaten ontdekt die bezig zijn om materie uit hun omgeving op te slokken. Anders dan bij grote sterrenstelsels bevinden de meeste van deze zwarte gaten zich niet in het kerngebied van hun moederstelsel. De astronomen, die hun ontdekkingen hebben gepresenteerd tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu (Hawaï) wordt gehouden, schatten dat de zwarte gaten ongeveer 400.000 keer zoveel massa hebben als onze zon. De dwergsterrenstelsels waar zij deel van uitmaken hebben meer dan 100 keer minder massa dan onze Melkweg. Daarmee behoren ze tot de kleinste stelsels waarin zwarte gaten van dit kaliber zijn opgespoord. De vreemde locaties van de zwarte gaten wijzen er volgens de onderzoekers op dat hun moederstelsels zijn voortgekomen uit botsingen tussen (nog) kleinere stelsels. Computersimulaties voorspellen namelijk dat ongeveer de helft van de zware zwarte gaten in dwergsterrenstelsels in de buitengebieden rondzwerven. De hoop bestaat dat het onderzoek van deze specifieke categorie van zwarte gaten meer inzicht zal geven in de manier waarop de allerzwaarste zwarte gaten in het heelal, met massa’s die kunnen oplopen tot enkele miljarden zonsmassa’s, zijn gegroeid. (EE)
→ Astronomers find wandering massive black holes in dwarf galaxies

3 januari 2020
Een team van astronomen van het National Centre for Radio Astrophysics in India heeft een kolossale ring van waterstofgas ontdekt rond een ver sterrenstelsel. De ring, die is vastgelegd met de Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), heeft een middellijn van ongeveer 380.000 lichtjaar – ruwweg vier keer onze Melkweg. Het sterrenstelsel, AGC 203001, is circa 260 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Er is maar één ander stelsel bekend dat door zo’n grote ring van neutraal waterstofgas is omgeven. Hoe deze structuren zijn ontstaan, is nog onduidelijk. Neutraal waterstofgas zendt van nature radiostraling uit op een golflengte van ongeveer 21 centimeter. Deze straling stelt astronomen in staat om de verdeling van het gas in onze Melkweg en andere sterrenstelsels in kaart te brengen. Doorgaans worden de grootste hoeveelheden waterstofgas aangetroffen in stelsels waarin in hoog tempo nieuwe sterren ontstaan. AGC 203001, die geen tekenen van stervorming vertoont, vormde een uitzondering op deze regel. Bekend was al dat het stelsel veel neutrale waterstof bevat, maar tot nu toe was onduidelijk hoe dat gas is verdeeld. Uit de GMRT-waarnemingen blijkt dat het neutrale waterstofgas een grote excentrische ring vormt. Op opnamen gemaakt met de Canada-France-Hawaii-Telescope zijn vreemd genoeg geen sterren in de gasring te zien. Dat is opmerkelijk, omdat werd aangenomen dat ringen als deze ontstaan door botsingen tussen sterrenstelsels. Dat zou dan echter ook tot stervorming moeten leiden, en daar is nu geen sprake van. (EE)
→ GMRT discovers a gigantic ring of hydrogen gas around a distant galaxy

19 december 2019
Astronomen die gebruik maken van ESO’s Very Large Telescope hebben voorraden van koel gas waargenomen rond enkele van de vroegste sterrenstelsels in het heelal. Deze gashalo’s zijn het perfecte voedsel voor superzware zwarte gaten in het centrum van deze stelsels, die we nu waarnemen zoals ze er meer dan 12,5 miljard jaar geleden uitzagen. Deze voedselvoorraad kan verklaren waarom deze kosmische monsters zo snel konden groeien tijdens de periode die ook wel de kosmische dageraad wordt genoemd (Astrophysical Journal, 19 december). Astronomen vragen zich al geruime tijd af hoe superzware zwarte gaten al zo vroeg in de geschiedenis van het heelal zo groot kunnen zijn geworden. Het betekent dat de eerste zwarte gaten, die kunnen zijn ontstaan door de ineenstorting van de eerste sterren, heel snel zijn gegroeid. Maar tot nu toe hadden astronomen nog niet genoeg voedsel in de vorm van gas en stof opgespoord om deze snelle groei te kunnen verklaren. Om de zaken nog ingewikkelder te maken zijn bij eerdere waarnemingen met ALMA, de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, grote hoeveelheden stof en gas in deze sterrenstelsels opgespoord die klaarblijkelijk voor de snelle vorming van sterren werden gebruikt. Deze ALMA-waarnemingen leken erop te wijzen dat er maar weinig overbleef om een zwart gat te voeden. Om dit mysterie op te lossen hebben de Italiaanse astronoom Emanuele Paolo Farina en collega’s het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope (VLT) in de Chileense Atacama-woestijn gebruikt om 31 zogeheten quasars te onderzoeken – extreem heldere objecten die hun energie ontlenen aan superzware zwarte gaten die zich in de kernen van massarijke sterrenstelsels bevinden. De astronomen ontdekten dat twaalf van deze quasars zijn omgeven door enorme voorraden gas: halo’s van koel, dicht waterstofgas die zich tot op 100.000 lichtjaar van de centrale zwarte gaten uitstrekken en miljarden malen zoveel massa hebben als de zon. Het team, bestaande uit onderzoekers uit Duitsland, de VS, Italië en Chili, hebben ook ontdekt dat deze gashalo’s nauw verbonden zijn met de sterrenstelsels, en dus de perfecte voedselbron zijn voor zowel de groei van superzware zwarte gaten als de vorming van grote aantallen nieuwe sterren. (EE)
→ Volledig persbericht

17 december 2019
Een onderzoeksteam onder leiding van Seiji Fujimoto van de Universiteit van Tokio heeft reusachtige wolken van gasvormige koolstof ontdekt rond jonge sterrenstelsels op afstanden van 12,8 miljard lichtjaar. Het is de eerste bevestiging dat koolstofatomen, die in het inwendige van sterren zijn gemaakt, zich al vroeg in de geschiedenis van het heelal buiten sterrenstelsels hebben verspreid (Astrophysical Journal, 16 december). De koolstofwolken die met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) rond de jonge stelsels zijn waargenomen hebben een middellijn van ruwweg 60.000 lichtjaar. Daarmee zijn de wolken ongeveer vijf keer zo omvangrijk als de verdeling van sterren in de betreffende stelsels, zoals waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop. Zware elementen zoals koolstof en zuurstof bestonden kort na de oerknal, 13,8 miljard jaar geleden, nog niet in het heelal. Ze zijn gevormd bij kernfusieprocessen in het inwendige van sterren. Dit materiaal is bij de supernova-explosies die aan het eind van het bestaan van zware sterren optreden in de ruimte terechtgekomen. Mogelijk hebben de energierijke jets van de superzware zwarte gaten in de kernen van de sterrenstelsels ervoor gezorgd dat het koolstof uiteindelijk buiten de stelsels is beland. Dat dit proces zo snel is gegaan, komt als een verrassing. (EE)
→ Carbon Cocoons Surround Growing Galaxies – ALMA Spots Earliest Environment Pollution in the Universe

12 december 2019
Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) het licht opgevangen van een zwaar sterrenstelsel, zoals dat er ‘maar’ 970 miljoen jaar na de oerknal uitzag. Daarmee is het stelsel, MAMBO-9 geheten, is het verste stofrijke en sterren-vormende stelsel dat ooit rechtstreeks is waargenomen. Sterrenstelsels als deze, die enorme hoeveelheden gas en stof bevatten, zijn de meest productieve ‘sterfabrieken’ in het heelal. Ze vormen sterren in een tempo van een paar duizend zonsmassa’s per jaar. Ter vergelijking: onze Melkweg blijft steken bij drie zonsmassa’s per jaar. Dat monsterstelsels als MAMBO-9 al zo vroeg in de geschiedenis van het heelal konden ontstaan is pas sinds enkele jaren bekend. Vanwege hun extreme gedrag vermoeden astronomen dat deze stofrijke stelsels een belangrijke rol spelen in de evolutie van het heelal. Maar ze laten zich niet gemakkelijk opsporen, omdat het licht van hun sterren achter wolken van stof schuilgaat. Een eerste glimp van MAMBO-9 werd al tien jaar geleden opgevangen, maar die waarnemingen waren niet gevoelig genoeg om zijn afstand te kunnen vaststellen. Nu is gebleken dat het licht van MAMBO-9 er ongeveer 13 miljard jaar over heeft gedaan om de ALMA-antennes te bereiken. Aan de hand van de nieuwe waarnemingen kon ook een schatting worden gemaakt van de massa van het verre sterrenstelsel. De hoeveelheid gas en stof in het stelsel blijkt kolossaal te zijn: tien keer zo groot als de massa van alle sterren van onze Melkweg bij elkaar. Dit betekent dat het nog maar net begonnen is met het produceren van sterren. De vraag is nu hoe zulke relatief kleine aantallen sterren in zo korte tijd zó veel stof hebben kunnen produceren. (EE)
→ Ver, stofrijk sterrenstelsel opgespoord met ALMA

11 december 2019
Onze Melkweg vertoont een elegante spiraalvorm met lange ‘armen’ vol met sterren. De vraag is hoe deze vorm precies tot stand is gekomen. Nieuwe waarnemingen vanuit de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA doen vermoeden dat (ook) magnetische velden daarbij een rol spelen. Vanuit SOFIA – een aangepaste Boeing 747SP, uitgerust met een 2,7-meter telescoop – is gekeken naar het 47 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 1086, ook bekend als M77. Dit stelsel vertoont, net als onze Melkweg, een opvallende spiraalstructuur. Met deze telescoop hebben astronomen de magnetische velden in M77 in kaart gebracht. De resultaten laten zien dat deze velden de contouren van de spiraalstructuur dicht volgen. Dat is in overeenstemming met de meest gangbare theorie voor het ontstaan van deze armen: de ‘dichtheidsgolftheorie’. Volgens deze theorie zitten het stof, het gas en de sterren in de spiraalarmen niet vast op hun plek. Ze hebben een andere (hogere) snelheid dan het roterende spiraalpatroon, die afhangt van hun afstand tot het middelpunt van het stelsel. Wanneer een gaswolk de spiraal inhaalt, wordt hij samengedrukt en leidt de toegenomen gasdichtheid ertoe dat er nieuwe sterren ontstaan. De waargenomen magnetische velden strekken zich over de volledige lengte van de kolossale armen (24.000 lichtjaar) uit. Volgens de astronomen, die daarover binnenkort in de Astrophysical Journal zullen berichten, impliceert dit dat de gravitatiekrachten die verantwoordelijk zijn voor de spiraalvorm van het stelsel ook diens magnetische veld comprimeren. Verdere waarnemingen zullen moeten uitwijzen in hoeverre dit verschijnsel ook in andere, onregelmatiger gevormde sterrenstelsels optreedt. Magnetische velden in het heelal zijn moeilijk waarneembaar. SOFIA is uitgerust met een speciale infraroodcamera, waarmee stofdeeltjes kunnen worden waargenomen die zich haaks op magnetische veldlijnen richten. Daaruit kunnen astronomen afleiden wat de vorm en richting van het anderszins onzichtbare magnetische veld is. (EE)
→ How to Shape a Spiral Galaxy

27 november 2019
Een internationaal onderzoeksteam heeft in de halo (ijle, buitenste omhulsel) van het sterrenstelsel NGC 4631 een magnetisch veld ontdekt dat zich over duizenden lichtjaren uitstrekt. Het bestaan van dat veld kwam aan het licht door middel van waarnemingen van gepolariseerde radiostraling met behulp van de VLA-radiotelescoop (Astronomy & Astrophysics, 26 november). Volgens de astronomen is het voor het eerst dat een grootschalig, coherent magnetisch veld van deze omvang bij een spiraalstelsel is waargenomen. De sterkte van het veld (4 microgauss) is verrassend groot voor een halo. Dat is vergelijkbaar met de veldsterkte van normale magnetische velden in de schijven van spiraalstelsels. De onderzoekers denken dat het magnetische veld wordt gegenereerd door dynamowerking binnen het sterrenstelsel zelf en naar buiten spiraalt in de vorm van reusachtige magnetische lussen die loodrecht op de schijf staan. Aangenomen wordt dat magnetische velden zoals die nu in de halo van NGC 4631 verband houden met de magnetische velden zoals die in de ruimte tussen de verschillende sterrenstelsels zijn waargenomen. Het ontstaan van deze intergalactische velden is tot nu toe onbegrepen. (EE)
→ Giant magnetic ropes in the outskirts of a spiral galaxy

26 november 2019
Ook een team van Chinese astronomen heeft nu aanwijzingen gevonden voor het bestaan van kleine sterrenstelsels die weinig of geen donkere materie bevatten. Het bestaan van zulke stelsels is opmerkelijk, omdat donkere materie volgens het meest gangbare kosmologische model juist het fundament zou zijn voor de vorming van sterrenstelsels (Nature Astronomy, 25 november). Verreweg de meeste dwergstelsels bevatten normale hoeveelheden donkere materie. Maar blijkbaar zijn er uitzonderingen, zoals eerder ook al bleek uit onderzoek door de Nederlander Pieter van Dokkum en door een team van het Kapteyn Instituut van de Rijksunversiteit Groningen. Met de ontdekking van 19 dwergstelsels die een tekort aan donkere materie laten zien, doen de Chinese astronomen daar nu nog een flinke schep bovenop. Opvallend genoeg bevinden 14 van deze stelsels zich niet in de omgeving van andere groepen van sterrenstelsels. Bij deze kan het ontbreken van donkere materie dus niet worden toegeschreven aan interacties met andere sterrenstelsels – een veel gesuggereerde verklaring voor een tekort aan donkere materie. Een andere mogelijkheid is dat de afwijkende stelsels niet zo zeer een gebrek aan donkere materie hebben, als wel een overdaad aan normale materie. Maar ook dat vraagt dan weer om een verklaring. (EE)
→ 19 more galaxies mysteriously missing dark matter have been found

20 november 2019
Op 14 januari 2019 vond in een sterrenstelsel op 4,5 miljard lichtjaar afstand een hevige uitbarsting van gammastraling plaats – een zogeheten gammaflits. Het verschijnsel werd voor het eerst opgemerkt door de satellieten Swift en Fermi, maar nog geen minuut later waren ook de twee MAGIC-telescopen op het Canarische eiland La Palma op het kortstondige verschijnsel gericht. Daarmee zijn (indirect) de meest energierijke gammafotonen gemeten die ooit bij een gammaflits zijn gedetecteerd (Nature, 21 november). Aangenomen wordt dat gammaflitsen het gevolg zijn van het ineenstorten van zware sterren of het samensmelten van neutronensterren. Ze beginnen met een heel intense flits van gammastraling die een fractie van een seconde tot honderd seconden kan duren. Vervolgens gloeit het object nog enige tijd na op minder energierijke golflengten. Uit een nauwkeurige analyse blijkt dat de MAGIC-telescopen aan het begin van die nagloeifase fotonen (‘lichtdeeltjes’) hebben geregistreerd met energieën in het teraelektronvolt-bereik (TeV). Dat wil zeggen: straling met een biljoen keer zoveel energie als zichtbaar licht. Daarmee was gammaflits GRB 190114C (eventjes) de helderste bron van TeV-fotonen die ooit is waargenomen. Dat bij gammaflitsen zulk energierijke straling kan vrijkomen was theoretisch al voorspeld, maar de detectie ervan was tot nu toe niet gelukt. De ’normale’, minder energierijke gammastraling die bij een gammaflits vrijkomt, wordt uitgezonden door elektronen die langs magnetische veldlijnen spiralen. Deze zogeheten synchrotronstraling kan de hoge energieën van de nu waargenomen TeV-fotonen echter niet evenaren. De verklaring voor de record-energierijke fotonen wordt gezocht bij het zogeheten inverse comptonproces. Daarbij krijgen fotonen extra veel energie doordat ze in botsing komen met snel bewegende elektronen. De afkorting MAGIC staat voor Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov. Gammastraling is niet rechtstreeks waarneembaar vanaf het aardoppervlak, maar veroorzaakt bij het betreden van de aardatmosfeer wel ‘regens’ van geladen deeltjes. Deze deeltjes zenden op hun beurt weer zwak licht uit (Tsjerenkovstraling) dat wél waarneembaar is met de MAGIC-telescopen. Uit de eigenschappen van dat licht kan worden afgeleid hoe energierijk de binnenkomende gammastraling was. (EE)
→ Gamma-ray bursts with a high radiant power

19 november 2019
Astronomen hebben een aanwijzing gevonden dat bij de supernova-explosie die in 1987 in de Grote Magelhaense Wolk te zien was een neutronenster is gevormd. Bij de explosie, die de aanduiding SN1987A kreeg, stortte de kern van een massarijke ster ineen en werden diens buitenste lagen de ruimte in geblazen. Ruim dertig jaar na dato is nog steeds niet helemaal duidelijk wat er van die ingestorte kern is geworden. Hij is namelijk gehuld in een dichte wolk van kosmisch stof die het object op vrijwel alle golflengten aan het zicht onttrekt. Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een opstelling van 66 radiotelescopen in het noorden van Chili, is nu ontdekt dat een deel van de stofwolk helderder en warmer is dan zijn omgeving. Dat deel bevindt zich op de plek waar de vermoedelijk tot neutronenster ineengestorte kern van de ster zich zou moeten bevinden (The Astrophysical Journal, 19 november). Of zich daar ook echt een neutronenster schuilhoudt zal in de loop van de komende decennia duidelijk worden. De stofwolk zal namelijk geleidelijk oplossen en daarbij zijn geheim prijs te geven. Volgens de astronomen is de kans het grootst dat er dan een neutronenster opduikt. Maar de warme plek in de stofwolk zou eventueel ook het gevolg kunnen zijn van radioactieve vervalprocessen of van de jets (stralingsbundels) van een zwart gat. (EE)
→ Scientists find evidence of missing neutron star

16 november 2019
De richting waarin een sterrenstelsel draait is afhankelijk van zijn massa, zo blijkt uit nieuw onderzoek onder leiding van Joss Bland-Hawthorn van de universiteit van Sydney. De astronomen hebben 1418 sterrenstelsels bekeken en onderzocht hoe deze roteren in relatie tot het meest nabije filament – een onderdeel van het zogeheten kosmische web. Filamenten zijn kolossale draadachtige structuren, bestaande uit enorme hoeveelheden massa in de vorm van sterrenstelsels, gas en – zoals modelberekeningen laten zien – vooral donkere materie. Ze kunnen wel 500 miljoen lichtjaar lang zijn, maar zijn doorgaans niet breder dan 20 miljoen lichtjaar. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van de Sydney-AAO Multi-object Integral-field spectrograph (SAMI), die gekoppeld is aan de Anglo-Australian Telescope (AAT) in het zuidoosten van Australië. De SAMI-gegevens laten zien dat kleinere sterrenstelsels veelal evenwijdig aan het meest nabije filament roteren, terwijl massarijke stelsels juist haaks daarop draaien. De draairichting verandert van de eerste naar de tweede toestand zodra de stelsels met soortgenoten botsen en met deze samensmelten. Ons eigen Melkweg behoort trouwens tot de wat lichtere stelsels en zijn draaiing is nog in lijn met het meest nabije kosmische filament. (EE)
→ Spin doctors: Astrophysicists find when galaxies rotate, size matters

6 november 2019
Onderzoek onder leiding van Jeremy Lim en Emily Wong van de universiteit van Hong Kong heeft een verrassende ontdekking opgeleverd over de oorsprong van zogeheten bolhopen – compacte, bolvormige verzamelingen van miljoenen sterren. Aangenomen werd dat alle bolhopen vrij kort na de oerknal zijn gevormd. Dat zou gelijktijdig met of zelfs iets vóór de vorming de eerste sterrenstelsels zijn gebeurd. Sindsdien zouden de bolhopen nauwelijks zijn veranderd, behalve dan dat hun sterren inmiddels veel ouder zijn geworden. Hierdoor zijn veel bolhopen relatief rood van kleur. Rond ons eigen Melkwegstelsel zwermen ongeveer 150 van die bolhopen, maar rond grotere sterrenstelsels zijn dat er meer. De grootste aantallen bolhopen, tien tot twintig duizend, zijn te vinden rond de elliptische reuzenstelsels in de centra van clusters. Clusters bestaan uit honderden tot duizenden sterrenstelsels die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Maar het overgrote deel van hun massa bestaat uit heet gas dat de ruimte tussen de stelsels vult. Aan de hand van gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben Lim en zijn team ontdekt dat de bolhopen rond het grote sterrenstelsel in het centrum van de 240 miljoen lichtjaar verre Perseus-cluster lang niet allemaal superoud zijn. Een paar duizend ervan lijken pas in de loop van de laatste miljard jaar te zijn ontstaan. De ‘jonge’ bolhopen zijn geboren in een complex netwerk van filamenten van afgekoeld gas, dat vanuit de omgeving naar het clustercentrum toe is gestroomd. De ontdekking kan een aantal raadselachtige aspecten van de bolhopen rond reuzenstelsels verklaren. Op de eerste plaats zijn dat hun enorme aantallen: blijkbaar zijn die voor een belangrijk deel te danken aan de enorme voorraad clustergas. Ook is nu duidelijk waarom de bolhopen rond reuzenstelsels zulke uiteenlopende kleuren vertonen: het blijkt te gaan om een mix van jonge (blauwe) en oude (rode) sterrenhopen. De onafgebroken vorming van bolvormige sterrenhopen kan ook de enorme omvang van de sterrenstelsels in de clustercentra verklaren. De zwaarste bolhopen hebben een lange levensduur, maar hun lichtere soortgenoten worden naar verwachting aan flarden getrokken door het sterrenstelsel waar ze omheen cirkelen. Hun sterren voegen zich vervolgens bij het centrale stelsel, dat hierdoor in omvang toeneemt. (EE)
→ HKU astronomy research team unveils one origin of globular clusters around giant galaxies

31 oktober 2019
Astronomen hebben geconstateerd dat een sterrenstelsel op 5 miljard lichtjaar afstand een dubbele wind van gas de ruimte in blaast. De ontdekking bevestigt het vermoeden dat sterrenstelsels een belangrijke rol spelen bij de totstandkoming van het zogeheten circumgalactische medium (Nature, 31 oktober). Verreweg het meeste gas in het heelal bevindt zich niet in sterrenstelsels, maar juist in de ruimte daarbuiten. Dat is niet alleen het geval bij stelsels die recent bij botsingen betrokken zijn geweest, zoals het nu onderzochte stelsel Makani, maar ook bij relatief rustige exemplaren. De oorzaak van de hevige wind van Makani zijn de vele nieuwe sterren die dit stelsel rijk is. Makani is namelijk het resultaat van een botsing tussen twee kleinere sterrenstelsels. Bij zo’n botsing wordt het aanwezige gas in beroering gebracht en samengedrukt. Dat resulteert in een ‘starburst’ – een geboortegolf van sterren. Al die sterren produceren hun eigen sterrenwind, een uitstroom van gas. En sommige eindigen hun bestaan met een supernova-explosie, wat ook aan de ‘wind’ van Makani bijdraagt. Met behulp van een van de nieuwste instrumenten van de Keck-telescoop op Hawaï – de Keck Cosmic Web Imager (KCWI) – en beelden van de Hubble-ruimtetelescoop en de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili hebben astronomen nu vastgesteld dat Makani tweemaal flinke hoeveelheden gas heeft uitgestoten. De ene uitstoot bestaat uit snel bewegend gas dat slechts een paar miljoen jaar geleden is ‘gelanceerd’, de andere is honderden miljoenen jaren eerder ontstaan en is inmiddels flink afgeremd. Tezamen vormen de beide uitstromen een zandlopervormige nevel zoals die ook bij andere sterrenstelsels te zien is. Maar de wind van Makani heeft een veel grotere reikwijdte: tot op een afstand van meer dan 300.000 lichtjaar is gas te zien. Ongeveer tien procent van de zichtbare massa van het stelsel is met snelheden van duizenden kilometers per seconde de ruimte in geblazen. (EE)
→ Astronomers Catch Wind Rushing Out Of Galaxy

31 oktober 2019
Er is opnieuw een duidelijke aanwijzing gevonden dat de eerste sterren in het heelal al heel vroeg zijn ontstaan. Een team onder leiding van Eduardo Bañados van het Max-Planck-Institut für Astronomie heeft een gaswolk op bijna 13 miljard lichtjaar afstand ontdekt die allerlei chemische elementen zwaarder dan helium bevat. Dat betekent dat de vorming van sterren en sterrenstelsels al tijdens de eerste honderden miljoenen jaren na de oerknal op gang kwam (The Astrophysical Journal, 31 oktober). De gaswolk is bij toeval ontdekt tijdens waarnemingen van een quasar – de extreem heldere kern van een ver sterrenstelsel. De astronomen ontdekten dat het lichtspectrum van deze quasar er nogal merkwaardig uitzag. Daaruit leidden ze af dat het quasarlicht onderweg door een iets nabijer gelegen gaswolk was gegaan. Daarbij heeft de gaswolk donkere absorptielijnen in het spectrum van de quasar achtergelaten. En dit patroon van absorptielijnen bevat informatie over de chemische samenstelling, temperatuur, dichtheid en zelfs de afstand van de gaswolk. In het spectrum van de gaswolk zijn sporen van diverse chemische elementen te zien, waaronder koolstof, zuurstof, ijzer en magnesium. De hoeveelheden daarvan zijn weliswaar 800 keer zo klein als in de atmosfeer van onze zon, maar hun onderlinge verhoudingen lijken wel op die van gaswolken die nu nog in de ruimte tussen de sterrenstelsels te vinden zijn. De chemische verrijking van het gas in het heelal is veroorzaakt door opeenvolgende generaties van sterren. Door middel van kernfusie zetten sterren waterstof en helium om in zwaardere elementen. Dit materiaal wordt bij supernova-explosies over de ruimte, en het daarin aanwezige gas, verspreid. De samenstelling van de verre gaswolk kan echter niet zijn veroorzaakt door de allereerste generatie van sterren, die verwarrend genoeg ‘Populatie III’ wordt genoemd. Anders dan alle latere generaties van sterren bevatten deze sterren bij hun ontstaan namelijk alleen waterstof en helium – de enige elementen die bij de oerknal zijn gevormd. Het materiaal dat deze ‘oersterren’ bij hun uiteindelijke supernova-explosies verspreidden had daardoor ook een andere samenstelling dan dat van hun opvolgers. Het feit dat de gaswolk zware elementen in de ’moderne’ verhoudingen vertoont, toont aan dat de chemische sporen van Populatie III al zijn uitgewist door die van latere generaties van sterren. En dat betekent dat er maar weinig tijd kan hebben gezeten tussen de oerknal en het ontstaan van de eerste generatie van sterren. (EE)
→ Ancient gas cloud shows that the first stars must have formed very quickly

29 oktober 2019
Een team van voornamelijk Italiaanse astronomen heeft ontdekt dat de ultraheldere röntgenpulsar ULX-1 in het 55 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 5907 is omgeven door een 600 lichtjaar grote wolk van heet plasma. Volgens de astronomen is deze mogelijk veroorzaakt door een ‘wind’ van deeltjes die afkomstig is van ULX-1. Als dat inderdaad zo is, heeft deze rondtollende neutronenster een hoeveelheid energie in zijn omgeving gepompt die overeenkomt met honderd supernova-explosies (Nature Astronomy, 28 oktober). ULX-1 behoort tot de zogeheten röntgendubbelsterren. Deze objecten bestaan uit een compact object (een zwart gat of een neutronenster) en een normale ster die als ‘donor’ fungeert. Deze laatste verliest materie, die vervolgens wordt ingevangen door zijn compacte begeleider. Bij dit zogeheten accretieproces ontstaan röntgenstraling, deeltjeswinden en soms ook relativistische jets – energierijke deeltjes die in bundels worden weggeschoten. De totale hoeveelheid energie die daarbij vrijkomt is evenredig met de massa van het compacte object. Het vermoeden bestond dan ook dat de helderste röntgendubbelsterren een zwart gat bevatten – die hebben immers de meeste massa. De laatste jaren zijn echter ook ultraheldere röntgenbronnen ontdekt die een neutronenster als ‘aantrekker’ hebben. Ook van de winden en jets van röntgendubbelsterren werd aangenomen dat deze bij zwarte gaten het hevigst zouden zijn. De waarnemingen van ULX-1 lijken er nu echter op te wijzen dat een neutronenster ook in dit opzicht net zoveel energie kan genereren als een zwart gat. De hoeveelheid energie die zo’n compact object genereert kan worden afgeleid uit de hevigheid waarmee zijn snelle wind of jet in botsing komt met gas in de interstellaire ruimte. Bij deze botsing ontstaat een schokgolf van heet gas die met hoge snelheid uitdijt. Met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra is nu de temperatuur van dat gas gemeten, en die meting wijst erop dat de schokgolf van ULX-1 een snelheid van 1000 kilometer per seconde heeft. In combinatie met de omvang van de bel van röntgenstraling rond het object volgt daaruit dat laatstgenoemde al ongeveer 70.000 jaar grote hoeveelheden energie genereert. Dat de energieproducent van ULX-1 een neutronenster is, staat wel vast. Maar over de aard van de bel van röntgenstraling rond dit object bestaat nog enige twijfel. Een (minder waarschijnlijke) alternatieve verklaring is dat de omvangrijke röntgenemissie wordt veroorzaakt door de verstrooiing van fotonen in een wolk van stof rond de neutronenster. Om daar uitsluitsel over te krijgen zal ULX-1 ook op zichtbare en andere golflengten moeten worden waargenomen. (EE)
→ A pulsar’s shocking power

23 oktober 2019
Voor het eerst is in de ruimte een vers geproduceerd zwaar element, strontium, gedetecteerd na de samensmelting van twee neutronensterren. Deze ontdekking is gedaan met de X-shooter-spectrograaf van ESO’s Very Large Telescope en vandaag gepubliceerd in Nature. De detectie bevestigt dat de zwaardere elementen in het heelal bij botsingen tussen neutronensterren kunnen ontstaan. In 2017, na de detectie van zwaartekrachtsgolven die de aarde passeerden, richtte ESO haar telescopen in Chili, waaronder de VLT, op de bron: twee samensmeltende neutronensterren die de aanduiding GW170817 kregen. Astronomen vermoedden dat als bij zo’n botsing zwaardere elementen werden gevormd, de signaturen daarvan te detecteren zouden zijn in de ‘kilonova’ – de explosieve nasleep van de samensmelting. Dat is wat een team van Europese onderzoekers nu is gelukt met behulp van gegevens van het X-shooter-instrument. Na de detectie van GW170817 begon ESO-telescopen de aanzwellende kilonova-explosie op allerlei golflengten te observeren. Daarbij registreerde X-shooter een reeks spectra in het ultraviolet tot nabij-infrarood. Bij een eerste analyse van deze spectra werden al aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van zware elementen in de kilonova, maar tot nu toe konden astronomen geen specifieke elementen herkennen. Door de gegevens uit 2017 nog eens nauwkeurig te analyseren, hebben astronomen nu vastgesteld dat zich bij de explosie het zware element strontium heeft gevormd. Op aarde komt strontium van nature in de bodem voor, en concentraties ervan zijn in bepaalde mineralen terug te vinden. Strontiumzouten worden gebruikt om siervuurwerk een helderrode kleur te geven. Elementen zoals strontium worden gevormd door een proces dat ‘snelle neutronenvangst’ wordt genoemd. Dat is een proces waarbij een atoomkern snel genoeg neutronen invangt om de vorming van zeer zware elementen mogelijk te maken. Veel elementen worden in de kernen van sterren aangemaakt, maar de vorming van elementen zwaarder dan ijzer, waaronder dus ook strontium, vereist een nóg hetere omgeving waar veel vrije neutronen zijn. (EE)
→ Volledig persbericht

23 oktober 2019
Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Ivo Labbé, is bij toeval gestuit op een groot sterrenstelsel in het vroege heelal. De ontdekking is gedaan met de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili (The Astrophysical Journal, 22 oktober). Het naar schatting 12,5 miljard lichtjaar verre stelsel werd ontdekt bij een waarnemingen van sterrenstelsels die dichterbij staan. Op de ALMA-opnamen was een vage vlek te zien, op een plek waar op andere golflengten helemaal geen sterrenstelsel te bekennen was. Dat was een aanwijzing dat het object heel ver weg was en schuilging achter wolken van stof. De door ALMA waargenomen straling is waarschijnlijk afkomstig van de warme gloed van stofdeeltjes die door sterren diep in het inwendige van een jong sterrenstelsels zijn opgewarmd. Het vele stof onttrekt deze sterren aan het zicht. De astronomen vermoeden dat het sterrenstelsel ongeveer net zoveel sterren heeft als onze Melkweg, maar het is nog lang niet volgroeid. Er komen jaarlijks nog ruwweg 300 zonsmassa’s aan nieuwe sterren bij. De nieuwe ontdekking kan een vraagstuk helpen oplossen waar astronomen al een tijdje mee worstelen. Sommige van de grootste sterrenstelsels in het jonge heelal lijken heel snel te zijn gegroeid, wat in strijd is met theoretische voorspellingen. Nog vreemder is dat deze volwassen sterrenstelsels vrij plotseling zijn opgedoken, op een moment dat het heelal nog maar tien procent van zijn huidige leeftijd had bereikt. Met ALMA is het nu gelukt om zo’n sterrenstelsel te betrappen terwijl het met zijn groeispurt bezig is. De grote vraag is hoe talrijk sterrenstelsels als deze zijn. Bij het nieuwe onderzoek is een hemelgebiedje verkend dat honderd keer zo klein is als de volle maan. Dat hier een ver, groot en stofrijk sterrenstelsel is aangetroffen kan toeval zijn, maar aannemelijker is dat sterrenstelsels als deze heel talrijk waren in het vroege heelal. Het wachten is nu op de James Webb Space Telescope, die in maart 2021 gelanceerd moet worden. Dit instrument kan door de stofsluiers van de verre sterrenstelsels heen kijken. Pas dan zal echt duidelijk worden hoe groot ze zijn en hoe snel ze groeien. (EE)
→ Cosmic Yeti from the Dawn of the Universe Found Lurking in Dust

21 oktober 2019
Bij nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen een ontdekking gedaan die zou kunnen verklaren waarom er al vroeg in de geschiedenis van het heelal superzware zwarte gaten bestonden. Tegengestelde gasstromen, zoals die zijn waargenomen in het hart van het sterrenstelsel NGC 1068, zouden weleens de sleutel kunnen zijn (The Astrophysical Journal Letters, 20 oktober). In het centrum van NGC 1068 bevindt zich een superzwaar zwart gat dat wordt gevoed vanuit een dunne, ronddraaiende schijf van gas en stof – een zogeheten accretieschijf. Een team van onderzoekers onder leiding van Violette Impellizzeri van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) heeft ALMA gebruikt om in te zoomen op deze gasschijf. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij dat de schijf uit twee delen bestaat. Het binnenste deel heeft een middellijn van 2 tot 4 lichtjaar en volgt de rotatie van het sterrenstelsel. Het buitenste meet 4 tot 22 lichtjaar en draait in tegengestelde richting. Volgens de astronomen betekent dit dat de gasstroom rond het zwarte gat om de een of andere reden verstoord is geraakt. De meest voor de hand liggende oorzaak is dat er een grote aanvoer van in tegengestelde richting stromend gas heeft plaatsgevonden, bijvoorbeeld vanuit een klein sterrenstelsel dat door NGC 1068 is ingevangen. Op dit moment is de toestand van deze schijf stabiel. Maar daarin zal verandering komen zodra er materiaal vanuit het buitenste deel van de schijf naar binnen toe ‘valt’. De beide gasstromen komen dan met elkaar in botsing, waarna de beide schijven in elkaar zakken en er grote hoeveelheden moleculair gas met hoge snelheid naar het zwarte gat toe stromen. Het kan overigens nog wel honderdduizenden jaren gaan duren voordat het zover is. Superzware zwarte gaten bestonden al toen het heelal nog maar een miljard jaar oud was. Hoe deze uitzonderlijke objecten, met massa’s die kunnen oplopen tot miljarden zonsmassa’s, zo snel zoveel materie hebben kunnen verzamelen is een van de grote vraagstukken in de astronomie. De nieuwe ALMA-waarnemingen van NGC 1068 bieden een mogelijke verklaring: wellicht hebben tegengesteld roterende gasstromen aan dit snelle vormingsproces bijgedragen. (EE)
→ Going Against the Flow Around a Supermassive Black Hole

19 oktober 2019
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop hebben bevestigd dat het diffuse sterrenstelsel NGC 1052-DF4 (of kortweg DF4) weinig of geen donkere materie bevat (arXiv, 16 oktober). De grote vraag is nu hoe dergelijke sterrenstelsels zijn ontstaan. De nieuwe Hubble-waarnemingen zijn gebruikt om de afstand tot DF4 nauwkeurig te kunnen bepalen. Met behulp van de ruimtetelescoop zijn de helderste rode reuzensterren in het sterrenstelsel opgespoord. Deze sterren kunnen worden gebruikt als ‘standaardkaarsen’, wat wil zeggen dat ze een voorspelbare absolute helderheid hebben. Uit hun schijnbare helderheid – de helderheid zoals we die vanaf de aarde waarnemen – kan daardoor rechtstreeks hun afstand worden berekend. Uit de resultaten concludeert een team van astronomen, onder wie Shany Danieli en Pieter van Dokkum van de Yale Universiteit, dat DF4 ongeveer 61 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. Dat ontkracht de bevindingen van een ander team, onder leiding van Ignacio Trujillo van het Instituto de Astrofísica de Canarias, dat meende dat DF4 veel dichterbij is. Dat laatste zou dan betekenen dat het stelsel toch een normale hoeveelheid donkere materie bevat. In 2018 ontdekten Van Dokkum en zijn team al een ander sterrenstelsel, DF2, dat eveneens een gebrek aan donkere materie vertoont. Dat werd afgeleid uit de trage snelheden waarmee sterren(hopen) om het centrum van het stelsel cirkelen. Omdat verondersteld wordt dat ongeveer 85 procent van alle materie in het heelal uit donkere materie bestaat, was dat nogal verbazingwekkend. Inmiddels staan Van Dokkum en collega’s niet meer alleen. Eind september maakte een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) de ontdekking bekend van zes lichtzwakke sterrenstelsels die óók amper donkere materie lijken te bevatten. Als deze onderzoeksresultaten standhouden, zou dat betekenen dat er aan het ontstaan van sommige sterrenstelsels geen grote hoeveelheden donkere materie te pas zijn gekomen. Het begint erop te lijken dat er in het vroege heelal ook wolken van normaal gas bestonden die van zichzelf al voldoende dichtheid hadden om sterren te kunnen vormen. Maar de discussie hierover is vast nog niet ten einde. (EE)
→ Hubble reveals that galaxies without dark matter really exist

18 oktober 2019
Nieuw onderzoek laat zien dat de meest massarijke spiraalstelsels in het heelal sneller ronddraaien dan verwacht. Onze Melkweg, een gemiddeld spiraalstelsel, heeft ter plaatse van onze zon een rotatiesnelheid van 210 kilometer per seconde. Bij een ‘superspiraal’ is deze snelheid bijna drie keer zo hoog. Superspiralen zijn in bijna alle opzichten uitzonderlijk. Ze hebben niet alleen veel meer massa dan de Melkweg, maar zijn ook groter en helderder. De allergrootste hebben een middellijn van 450.000 lichtjaar – ruim vier keer de Melkweg. Van deze reuzen zijn tot nu toe pas een stuk of honderd bekend. Bekend was al dat spiraalstelsels sneller roteren naarmate ze meer massa bevatten in de vorm van zichtbare materie (sterren en gas). Op zich is het dus niet verbazingwekkend dat superspiralen sneller ronddraaien dan de Melkweg. Maar ze roteren aanzienlijk sneller dan je op grond van hun massa aan sterren en gas zou mogen verwachten. Vermoed wordt dat dit komt doordat de superspiralen omgeven zijn door kolossale halo’s van donkere materie. Het feit dat superspiralen zich niet houden aan het gebruikelijke verband tussen de rotatiesnelheid en hoeveelheid zichtbare materie is een tegenslag voor een bekende alternatieve zwaartekrachtstheorie, de Modified Newtonian Dynamics of MOND. Volgens deze theorie is de zwaartekracht op de schalen van sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels groter dan de theorieën van Newton en Einstein voorspellen. MOND is ontworpen om de gebruikelijke relatie tussen massa en rotatie van spiraalstelsels te reproduceren, maar kan niet overweg met buitenbeentjes zoals de superspiralen. De kolossale halo’s die de superspiralen omgeven lijken overigens niet alleen van invloed te zijn op hun rotatie. De zwaarste spiraalstelsels zijn onderbedeeld als het om sterren gaat. Dat suggereert dat de enorme hoeveelheid donkere materie ook van invloed is op de stervorming. Dat zou een gevolg van de snelle rotatie van de stelsels kunnen zijn: die zou de samentrekking van gaswolken tot sterren kunnen bemoeilijken. (EE)
→ Super Spirals Spin Super Fast

14 oktober 2019
Door een enorme cluster van sterrenstelsels als ‘röntgenloep’ te gebruiken, hebben astronomen bijna 9,4 miljard jaar terug kunnen kijken in de tijd. Daarbij hebben ze een piepklein sterrenstelsel ontdekt dat in hoog tempo bezig is om nieuwe sterren te produceren (Nature Astronomy, 14 oktober). Het is niet voor het eerst dat astronomen dankzij de vergrotende werking van een sterk zwaartekrachtveld diep het heelal in hebben gekeken. Maar tot nu toe gebeurde dat op optische golflengten – in zichtbaar licht dus. Nu is dat voor het eerst op röntgengolflengten gebeurd. Het sterrenstelsel dat ze hebben ontdekt is ongeveer 10.000 keer zo klein als onze Melkweg en is bezig met de productie van zijn eerste sterren. Het gaat om zeer massarijke sterren, die naar kosmische maatstaven snel opbranden. Deze sterren zijn een sterke bron van hoogenergetische röntgenstraling, die de astronomen als een heldere boog hebben waargenomen. Bij hun ontdekking hebben astronomen gebruik gemaakt van gegevens van de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra, die meer dan een maand lang op de zogeheten Phoenix-cluster was gericht. Ook optische en infrarood-opnamen, gemaakt met de Hubble-ruimtetelescoop en de Magellan-telescoop in Chili, zijn gebruikt. Met behulp van al deze opnamen heeft het onderzoeksteam een model gemaakt van de lenswerking van het zwaartekrachtsveld van de cluster. Aan de hand van dit model konden de onderzoekers precies vaststellen hoeveel röntgenstraling van de cluster zelf afkomstig was, en deze van de Chandra-gegevens aftrekken. Wat resteerde was de zwakke röntgensignatuur van een ver dwergsterrenstelsel. Het beeld van dit kleine sterrenstelsel is door het zwaartekrachtlenseffect van de Phoenix-cluster met ongeveer een factor zestig versterkt. (EE)
→ Astronomers Use Giant Galaxy Cluster as X-Ray Magnifying Lens

3 oktober 2019
Een team van Japanse en Britse astronomen heeft, met behulp van het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope (VLT), ontdekt dat de sterrenstelsels van een verre, jonge cluster onderling verbonden zijn door een netwerk van zeer lange filamenten. Deze strekken zich uit over afstanden van meer dan 3 miljoen lichtjaar en voeren de ‘brandstof’ aan die nodig is voor de vorming van nieuwe sterren en de groei van superzware zwarte gaten (Science, 4 oktober). Het onderzoek was gericht op SSA22, een massarijke proto-cluster van sterrenstelsels op ongeveer 12 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeelden Waterman. Daarmee behoort deze structuur tot de jongste in zijn soort. Ooit dachten astronomen dat zich in het heelal eerst sterrenstelsels hebben gevormd, die zich pas later in clusters hebben verzameld. Maar inmiddels wordt aangenomen dat het kosmische web – het massarijke ‘geraamte’ van het heelal – aan de basis van alles staat. Op plaatsen waar meerdere draden of filamenten van dit web elkaar kruisten, verzamelde zich zo veel materie dat zich grote clusters van sterrenstelsels konden vormen. Geheel in overeenstemming met dit scenario hebben de astronomen ontdekt dat op de knooppunten van de enorme filamenten die zij hebben opgespoord actieve galactische kernen – superzware zwarte gaten die materie uit hun omgeving aantrekken – en ‘starburst-stelsels’ te vinden zijn – sterrenstelsels die in hoog tempo nieuwe sterren produceren. De posities van deze objecten zijn bepaald met de ALMA-radiotelescoop, die net als de VLT in het noorden van Chili staat. De waarnemingen – de eerste die de volle omvang van de filamenten laten zien – zijn gebaseerd op de detectie van zogeheten Lyman-alfa-straling. Dat is ultraviolette straling die wordt opgewekt wanneer neutraal waterstofgas door invloeden van buitenaf wordt geïoniseerd en terugvalt naar zijn grondtoestand. De waargenomen uv-straling is te intens om afkomstig te zijn van de ultraviolette achtergrondstraling van het heelal. Berekeningen wijzen erop dat de sterke straling waarschijnlijk afkomstig is van grote aantallen jonge sterren, en van zwarte gaten die omgeven zijn door hete materie. Dat is een sterke aanwijzing dat er, onder invloed van de zwaartekracht, gas langs de filamenten naar de verschillende sterrenstelsels toe stroomt. Via deze ‘kosmische navelstrengen’ kunnen deze stelsels hun grote stervormingsactiviteit in stand houden en worden hun centrale zwarte gaten van materie voorzien. (EE)
→ Massive filaments fuel the growth of galaxies and supermassive black holes

2 oktober 2019
Astronomen hebben een stukje kannibalistisch verleden van het Andromedastelsel (M31), de grote buur van de Melkweg, gereconstrueerd. Daaruit blijkt dat dit stelsel diverse kleinere soortgenoten heeft opgeslokt, voor het laatste enkele miljarden jaren geleden. Van deze stelsels zijn nog herkenbare restanten terug te vinden in de vorm van tientallen bolvormige sterrenhopen. Ook zijn zwakke sporen ontdekt van dwergstelsels die al veel eerder – mogelijk 10 miljard jaar geleden – door het Andromedastelsel zijn opgenomen (Nature, 3 oktober). M31 heeft een veel grotere en complexere halo – de aanduiding voor het min of meer bolvormige ijle buitengebied van een sterrenstelsel – dan onze Melkweg. Dat wijst erop dat dit stelsel veel meer, en mogelijk ook grotere, soortgenoten heeft opgeslokt dan het onze. De astronomen hebben, in het kader van de Pan-Andromeda Archaeological Survey, compacte groepen sterren in deze halo onderzocht die bolvormige sterrenhopen worden genoemd. Een analyse van hun waarnemingen, gebaseerd op modelberekeningen, laat zien dat de sterrenhopen uit minstens twee verschillende populaties bestaan. De beide populaties draaien met verschillende snelheden (op grote afstanden) om het centrum van M31. De beide families blijken niet in hetzelfde vlak om het centrum te draaien, maar bijna haaks op elkaar. Dat betekent dat de oorspronkelijke stelsels uit heel verschillende richtingen kwamen. De ene familie zou het restant kunnen zijn van een relatief groot sterrenstelsel dat ergens in de loop van de afgelopen 2 tot 3 miljard jaar is opgeslokt. De andere familie lijkt veel ouder en beweegt ruwweg in hetzelfde vlak als ongeveer de helft van alle dwergstelsels die nog om M31 heen cirkelen. Dat is verrassend omdat de baanvlakken van zulke satellietstelsels niet stabiel zijn: ze zijn onderhevig aan allerlei gravitationele verstoringen. Op het moment waarop het sterrenstelsel waaruit deze familie is voortgekomen werd opgeslokt bestond dit ‘voorkeursvlak’ dus nog niet. De astronomen denken dat deze toestand wel eens verband zou kunnen houden met het ‘kosmische web’ – het grote netwerk van filamenten van gas van waaruit de sterrenstelsels in ons heelal van materiaal zijn voorzien. Maar hoe de vork precies in de steel zit is nog volkomen onduidelijk. (EE)
→ The violent history of the big galaxy next door

2 oktober 2019
Op 22 september 2017 werd een zeer energierijk neutrino gedetecteerd door de IceCube-detector op Antarctica. Uitvoerig onderzoek liet zien dat het deeltje uit de richting kwam van het actieve sterrenstelsel TXS 0506+05. Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Silke Britzen van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland, heeft nu ontdekt bij welk proces het bijna ongrijpbare deeltje is geproduceerd (Astronomy & Astrophysics, 2 oktober). Neutrino’s zijn vrijwel massaloze deeltjes die zich met bijna de snelheid van het licht voortplanten. De meeste neutrino’s die de aarde vanuit de ruimte bereiken zijn afkomstig van de zon, maar er zitten ook (energierijke) exemplaren tussen die van verder weg komen. Neutrino’s zijn heel lastig te detecteren: zelfs IceCube ‘ziet’ maar een geringe fractie van alles wat aan neutrino’s binnenkomt. De radioastronomen hebben tussen 2009 en 2018, dus zowel voor als na de aankomst van het neutrino, nauwkeurige waarnemingen van TXS 0506+056 gedaan. Ze denken dat het gedetecteerde deeltje, samen met ontelbare soortgenoten, is vrijgekomen bij een ‘botsing’ die zich afspeelde in het hart van het sterrenstelsel. TXS 0506+05 is een zogeheten blazar. Sterrenstelsels van dit type hebben een superzwaar zwart gat in hun centrum, dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Bij dat proces komt niet alle materie in het zwarte gat terecht: een deel ervan wordt in de vorm van twee bundels van heet plasma terug de ruimte in geschoten. Een blazar fungeert dus als een kolossale deeltjesversneller. Doorgaans hebben deze plasmajets vrij baan, maar bij TXS 0506+056 lijkt dat anders te zijn. Op de een of andere manier komt het wegschietende materiaal soms in botsing met jetmateriaal dat eerder door dezelfde bron is uitgestoten. Het feit dat diens jets een sterke kromming vertonen versterkt dat vermoeden. Een andere mogelijkheid is dat er sprake is van een botsing tussen twee verschillende jets. In beide scenario’s zouden neutrino’s vrijkomen. Het botsingsscenario kan ook verklaren waarom van andere blazars tot nu toe geen neutrino’s zijn waargenomen. De productie van deze ongrijpbare deeltjes vereist de bijzondere omstandigheid dat jets elkaars wegen kruisen. (EE)
→ Neutrino Produced in a Cosmic Collider Far Away

27 september 2019
Astronomen hebben twaalf sterrenstelsels in het sterrenbeeld Walvis ontdekt die al ongeveer 13 miljard jaar bestaan. Tezamen vormen zij de vroegste ‘protocluster’ die ooit is ontdekt. De ontdekking wijst erop dat zulke samenscholingen van sterrenstelsels al bestonden toen het heelal nog maar 800 miljoen jaar oud was – 6 procent van zijn huidige leeftijd (The Astrophysical Journal, 30 september). In het huidige heelal bestaan clusters van duizenden sterrenstelsels, maar onduidelijk is hoe die zijn ontstaan. Om daar meer inzicht in te krijgen zoeken astronomen naar mogelijke voorgangers op grote afstanden. Deze protoclusters zijn compacte systemen van enkele tientallen sterrenstelsels waarvan het licht er miljarden jaren over heeft gedaan om ons te bereiken. De vorige recordhouder was de SDF-protocluster nabij het sterrenbeeld Haar van Bernice waarvan het licht 12,9 miljard jaar onderweg is geweest. In de nieuwe protocluster, die de aanduiding z660D heeft gekregen, staan de sterrenstelsels vijftien keer dichter bij elkaar dan normaal was voor die tijd. Een van de twaalf sterrenstelsels is een reusachtig object dat enorm veel gas bevat. Dat is een al in 2009 ontdekt sterrenstelsel dat Himiko wordt genoemd. Opvallend genoeg staat Himiko niet in het centrum van de protocluster, maar meer aan de rand, 500 miljoen lichtjaar verderop. Hoe dat kan, is onduidelijk. Bij ‘moderne’ clusters staat het meest massarijke sterrenstelsel wel in het centrum. Een andere verrassing is dat de protocluster in hoog tempo nieuwe sterren produceert – vijf keer zo snel als andere sterrenstelsels uit die periode. Waarschijnlijk komt dit doordat de cluster zo veel massa heeft, dat het gemakkelijk grote hoeveelheden gas uit de omgeving kan aantrekken. (EE)
→ Oldest Galaxy Protocluster forms "Queen's Court"

26 september 2019
Astronomen hebben voor het eerst waarnemingen gedaan van een snelle radioflits die door de halo van een sterrenstelsel heen ging. De heldere stoot radiostraling, die nog geen milliseconde duurde, passeerde de halo vrijwel onverstoord, wat erop wijst dat deze verrassend ijl is en geen sterk magnetisch veld heeft (Science, 27 september). De snelle radioflits, die de aanduiding FRB 181112 heeft gekregen, werd in november 2017 gedetecteerd met de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) radiotelescoop. Dat de radiopulsen onderweg naar de aarde door de halo van een groot sterrenstelsel zijn gegaan bleek uit vervolgwaarnemingen met de Europese Very Large Telescope (VLT) en andere telescopen. Een galactische halo bevat zowel donkere als normale – of baryonische – materie. Deze laatste bestaat voornamelijk uit heet geïoniseerd gas. Waar het lichtgevende deel van een massarijk sterrenstelsel een middellijn van ruwweg 30.000 lichtjaar heeft, is zijn min of meer bolvormige halo tien keer zo groot. Halogas dat naar het centrum van het sterrenstelsel toe valt, dient als grondstof voor de vorming van sterren. Andere processen, zoals supernova-explosies, bewerkstelligen het tegenovergestelde: ze blazen materiaal uit stervormingsgebieden de galactische halo in. Een van de redenen waarom astronomen het halogas willen onderzoeken, is om meer te weten te komen over dit uitstootproces, dat de stervorming geheel kan stilleggen. Het signaal van FRB 181112 bestond uit meerdere pulsen, die elk minder dan 40 microseconden duurden (10.000 keer korter dan een oogknippering). Dit gegeven legt een bovenlimiet op aan de dichtheid van het halogas, omdat de tocht door een dichter medium van invloed is op de duur van het radiosignaal. De astronomen hebben berekend dat de dichtheid van het halogas minder dan 0,1 atoom per kubieke centimeter moet zijn (vergelijkbaar met een paar honderd atomen in een volume ter grootte van een feestballon). Er zijn geen aanwijzingen gevonden dat er in het halogas turbulente wolken of compacte samenballingen van gas te vinden zijn. Wel kan uit het signaal van de snelle radioflits worden opgemaakt dat het magnetische veld in de halo erg zwak is: een miljard keer zwakker dan dat van een koelkastmagneet. Op basis van de resultaten van slechts één galactische halo kunnen de onderzoekers overigens niet zeggen of deze lage dichtheid en geringe magnetische veldsterkte uitzonderlijk zijn. Daartoe moeten de eigenschappen van veel meer galactische halo’s worden onderzocht. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

26 september 2019
NASA-satelliet TESS, die eigenlijk tot taak heeft om exoplaneten op te sporen, heeft het nagloeien geregistreerd van een ster die door een superzwaar zwart gat aan flarden is getrokken. Het is niet voor het eerst dat zo’n ‘tidal disruption event’ of TDE is waargenomen, maar TESS was er wel vroeg bij (The Astrophysical Journal, 26 september). Astronomen denken dat er in het centrum van elk volwaardig sterrenstelsel een superzwaar zwart gat te vinden is – een object dat miljoenen of zelfs miljarden keer zo veel massa heeft als onze zon. Wanneer een ster te dicht in de buurt van zo’n kolos komt, wordt hij door de daarbij optredende getijdenkrachten aan flarden getrokken. Bij die gebeurtenis neemt de helderheid van de ster eerst sterk toe, om vervolgens geleidelijk af te nemen. Op 29 januari van dit jaar werd zo’n ‘TDE’ opgemerkt door een internationaal netwerk van telescopen dat de All-Sky Automated Survey for Supernovae of kortweg ASASSN wordt genoemd. Hierop werden diverse telescopen op aarde en in de ruimte op het verschijnsel gericht. Bij toeval speelde de gebeurtenis, die de aanduiding ASASSN-19bt kreeg, zich af in een hemelgebied dat vrijwel continu door TESS in de gaten wordt gehouden. Hierdoor kunnen astronomen nu beschikken over enkele maanden aan half-uurlijkse waarnemingen die teruggaan tot het begin van verschijnsel. In combinatie met waarnemingen die met andere telescopen op in de ruimte en op aarde zijn gedaan heeft dat een gedetailleerd beeld van het verloop van ASASSN-19bt opgeleverd. Uit de waarnemingen blijkt onder meer dat de gebeurtenis zich heeft afgespeeld in een sterrenstelsel dat jonger en stofrijker is dan de stelsels waarin eerdere TDE’s zijn waargenomen. Ook is vastgesteld dat voordat de verscheurde ster zijn maximale helderheid bereikte er een korte periode van afkoeling en afzwakking optrad. (EE)
→ Black hole shreds star

25 september 2019
Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Pavel Mancera Piña (Rijksuniversiteit Groningen en ASTRON) heeft zes lichtzwakke dwergsterrenstelsels ontdekt die amper donkere materie bevatten. Dat is bijzonder, want van de meeste lichtzwakke dwergsterrenstelsels wordt juist verwacht dat ze alleen door een grote hoeveelheid donkere materie bij elkaar gehouden kunnen worden. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in The Astrophysical Journal Letters. De sterrenkundigen gebruikten voor hun onderzoek de schotels van de Nederlandse Westerbork Synthese Radio Telescoop en die van de Amerikaanse Very Large Array. Ze keken naar zes lichtzwakke dwergsterrenstelsels op 240 miljoen lichtjaar tot 320 miljoen lichtjaar van ons vandaan. Dit soort sterrenstelsels was nog niet zo goed bestudeerd, omdat ze weinig licht geven. De naam dwergsterrenstelsel slaat bij deze groep op de lichtzwakte en niet op hun grootte. Ze zijn namelijk net zo groot als onze eigen Melkweg, maar bevatten veel minder sterren. Het heersende idee is dat zulke grote dwergstelsels alleen kunnen bestaan als ze door donkere materie bij elkaar worden gehouden. Na bestudering van de dwergstelsels bleek tot verrassing van de onderzoekers dat de zwakke dwergstelsels en hun omgeving geen donkere materie lijken te bevatten. Volgens de huidige theorieën zouden deze zes stelsels dan ook niet mogen bestaan. De onderzoekers poneren in hun wetenschappelijke publicatie enkele verklaringen voor het uitblijven van donkere materie, maar eigenlijk, zo zeggen ze zelf, hebben ze er nog geen goede verklaring voor. Eerder waren door een andere onderzoeksgroep ook twee sterrenstelsels ontdekt met weinig donkere materie. Van de zes nieuwe stelsels zijn veel meer details bekend.
→ Oorspronkelijk persbericht

16 september 2019
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Miroslava Dessauges-Zavadsky van de universiteit van Genève heeft ontdekt dat moleculaire gaswolken in verre sterrenstelsels andere eigenschappen hebben dan die in nabije stelsels (Nature Astronomy, 16 september). Stervorming vindt plaats in tientallen lichtjaren grote wolken van koel moleculair gas, die we in onze Melkweg en andere nabije sterrenstelsels goed kunnen waarnemen. Waarnemingen van moleculaire gaswolken in verre sterrenstelsels zijn echter heel schaars. Met behulp van de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili zijn astronomen er nu echter in geslaagd om zeventien grote wolken van moleculair gas op te sporen in een sterrenstelsel op 8 miljard lichtjaar afstand. Dit stelsel, dat vanwege zijn vorm de Kosmische Slang wordt genoemd, ligt dankzij het zwaartekrachtlenseffect als het ware onder een kosmisch vergrootglas. Dat maakt het mogelijk om relatief kleine structuren in het stelsel te onderscheiden. De waarnemingen laten zien dat deze wolken aanzienlijk groter zijn dan hun soortgenoten in nabije stelsels en ruwweg honderd keer zoveel massa hebben. Ze hebben ook een veel hogere dichtheid en vertonen hevigere turbulenties, die bijdragen aan een snel en efficiënt stervormingsproces. De moleculaire gaswolken in nabije sterrenstelsels weten ongeveer vijf procent van hun massa in sterren om te zetten, die in verre stelsels dertig procent. Een en ander toont aan dat moleculaire gaswolken in de loop van de kosmische geschiedenis van karakter zijn veranderd. Volgens de auteurs wijst dat erop dat de eigenschappen van zulke wolken afhankelijk zijn van de omstandigheden in het sterrenstelsel waar ze deel van uitmaken. In verre (en dus jongere) sterrenstelsels resulteert dit in de vorming van reusachtige sterrenhopen die tot wel honderd keer zoveel sterren kunnen bevatten dan recent gevormde sterrenhopen. (EE)
→ The Stellar Nurseries of Distant Galaxies

10 september 2019
Met de bolvormige sterrenhopen in de Grote Magelhaense Wolk – een buurstelsel van de Melkweg – is iets merkwaardigs aan de hand. De jonge exemplaren zijn allemaal compact, terwijl de oude allerlei afmetingen kunnen hebben. Dit laatste wordt toegeschreven aan de onderlinge interacties tussen de honderdduizenden sterren waaruit de bolhoop bestaat. Deze interacties zorgen ervoor dat de zwaarste sterren geleidelijk naar het hart van de sterrenhoop zakken, terwijl de lichtere sterren ontsnappen. Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop leiden Italiaanse astronomen af dat deze ‘dynamische evolutie’ inderdaad optreedt. Maar volgens hen is dat niet de reden waarom de jonge sterrenhopen in de Grote Magelhaense Wolk zo sterk verschillen van de oude. De astronomen schrijven het verschil toe aan het feit dat er in de Grote Magelhaense Wolk de afgelopen drie miljard jaar voornamelijk relatief massa-arme sterrenhopen zijn gevormd. Alleen de meest compacte daarvan zijn nog intact en waarneembaar. Minder compacte jonge bolhopen zouden inmiddels uiteen zijn gedreven (Nature Astronomy, 9 september). (EE)
→ Hubble Explores the Formation and Evolution of Star Clusters in the Large Magellanic Cloud

4 september 2019
Van quasars – de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels – wordt aangenomen dat ze hun energie ontlenen aan een superzwaar zwart gat dat gas uit zijn omgeving aantrekt. Voor het eerst zijn astronomen erin geslaagd om de versnelling van dat gas te meten (Nature, 4 september). Het gas dat door een superzwaar zwart gat wordt aangetrokken, verzamelt zich in eerste instantie in een accretieschijf – een kolkende massa van ziedend hete materie. Pas later stroomt die materie het zwarte gat in. Het toestromende gas kan niet rechtstreeks worden waargenomen. De straling ervan valt in het niet bij de extreme helderheid van de accretieschijf. Wel kunnen astronomen proberen om de gevolgen waar te nemen van gas dat vanaf de aarde gezien voor de accretieschijf langs beweegt. Zulk gas veroorzaakt een soort verduisteringen: op bepaalde golflengten absorbeert het de straling van de accretieschijf. Dit laatste resulteert in donkere lijnen in het lichtspectrum van de schijf. En aan de breedte van deze lijnen kan worden afgelezen met welke snelheden het gas beweegt. Een team van Chinese astronomen heeft nu vastgesteld dat het gas daarbij een snelheid van 5000 kilometer per seconde bereikt. Deze hoge snelheid bevestigt dat het gas door een extreem grote massa wordt aangetrokken. En uit berekeningen blijkt dat het punt waar de snelheid van het gas piekt zo’n beetje ligt op de plek waar de buitenste begrenzing van de accretieschijf wordt verwacht. (EE)
→ Space dragons: Researchers observe energy consumption in quasars

27 augustus 2019
Een nieuwe analyse van het verloop van gammaflits GRB160821B wijst erop dat deze uitbarsting van gammastraling werd veroorzaakt door een kilonova – de overtreffende trap van een supernova (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 27 augustus). Op 17 augustus 2017 namen wetenschappers voor het eerst een botsing tussen twee neutronensterren waar. Het was tevens de eerste kosmische gebeurtenis waarvan zowel zwaartekrachtgolven als allerlei soorten elektromagnetische straling werden waargenomen. Bij de botsing ontstond een ‘kilonova’ – een extreem hevige explosie. De waarnemingen leverden het eerste overtuigende bewijs dat bij zo’n explosie grote hoeveelheden zware metalen, waaronder goud en platina, worden geproduceerd – precies zoals theoretisch was voorspeld. Op basis van de gegevens uit 2017 hebben astronomen hun aannamen omtrent hoe zo’n kilonova er voor aardse waarnemers uit zou moeten zien bijgesteld. Aan de hand van deze nieuwe inzichten heeft een onderzoeksteam onder leiding van Eleonora Troja van de universiteit van Maryland nog eens gekeken naar gegevens van een gammaflits – een korte uitbarsting van gammastraling – die in augustus 2016 werd waargenomen. De onderzoekers komen daarbij tot de conclusie dat ook dat een kilonova moet zijn geweest. Bij de detectie in 2016 gingen astronomen er nog uit dat zo’n kilonova steeds heviger zou nagloeien op infrarode golflengten. Toen dat niet gebeurde, was de teleurstelling dan ook groot. Maar nu de gegevens van de kilonova van 2017 hetzelfde verloop lieten zien, denken ze alsnog dat ook de gammaflits van augustus 2016 door een kilonova werd veroorzaakt. Het onderzoek heeft ook aanwijzingen opgeleverd over het soort object dat na de kilonova-explosie overbleef. Het zou gaan om een magnetar – een sterk magnetische neutronenster – die vervolgens instortte tot een zwart gat. Dat zou een verrassing zijn, omdat een magnetar de productie van zware elementen, die gepaard gaat met de uitzending van infraroodstraling, zou moeten afremmen. (EE)
→ Astronomers Find a Golden Glow From a Distant Stellar Collision

19 augustus 2019
Waarschijnlijk hebben wetenschappers voor het eerst een detectie gedaan van een zwart gat dat een neutronenster opslokt. Zowel zwarte gaten als neutronensterren zijn compacte overblijfselen van ‘dode’ zware sterren. Bij de catastrofale gebeurtenis zijn zwaartekrachtgolven opgewekt die met speciale detectoren in zowel de VS (LIGO) als Italië (Virgo) zijn geregistreerd. Het heeft ongeveer 900 miljoen jaar geduurd voordat deze golven de aarde wisten te bereiken. Een Australische telescoop die kort na de detectie op het hemelgebied werd gericht waar het verschijnsel moet hebben plaatsgevonden heeft geen visuele signalen ervan opgevangen. Ook is de analyse van de waargenomen zwaartekrachtgolven nog niet voltooid. Theoretisch is het nog mogelijk dat het opgeslokte object geen neutronenster was, maar een licht zwart gat. De definitieve resultaten van het onderzoek zullen binnenkort in wetenschappelijke tijdschriften worden gepubliceerd. (EE)
→ Scientists Detect a Black Hole Swallowing a Neutron Star Like Pac-Man

16 augustus 2019
Astronomen van het Center for Astrophysics van Harvard University (VS) hebben de zwaarste ster ooit gevonden die door een supernova-explosie aan het eind van zijn leven is gekomen. Het lijkt erop dat de astronomen voor het eerst een 'pair-instability supernova' hebben waargenomen, een supernova-explosie waarbij de kern van een zeer zware ster ineenstort tot zwart gat.  SN2016iet begon als zware ster met 200 keer de massa van de zon en ontstond in afzondering op een enorme afstand van 54.000 lichtjaar van het centrum van een dwergsterrenstelsel. Tijdens zijn korte leven van een paar miljoen jaar verloor de ster al zo'n 85% van zijn massa in de aanloop naar de ontploffing als supernova.  Supernova SN2016iet werd in november 2016 ontdekt in data van de Europese Gaia-satelliet. De supernova, die sindsdien is gevolgd, blijkt ongelofelijk lang te zijn geweest, en zeer energierijk. Ook de chemische vingerafdrukken zijn ongewoon en de omgeving is metaalarm, iets wat nooit eerder is gezien.  De onderzoekers konden hun ogen aanvankelijk niet geloven. Eerste auteur Sebastian Gomez (Harvard): ‘Na een tijdje kwamen we tot de conclusie dat SN2016iet, gelegen op een afstand van een miljard lichtjaar van de aarde in een tot dan toe onbekend sterrenstelsel, een mysterie is. Alles aan deze supernova is anders: de helderheidsvariaties door de tijd heen, zijn spectrum en zelfs het sterrenstelsel waarin hij zich bevindt, én de plek binnen dat stelsel.’ De ontdekking geeft nieuwe inzichten in de manier waarop de eerste sterren in het heelal aan hun eind kwamen. Supernova SN2016iet is zo helder en zo geïsoleerd dat de astronomen hem nog jarenlang kunnen volgen.
→ Scientists Observe the Explosion of a Monster Star Requiring New Supernova Mechanism

7 augustus 2019
Met behulp van een scala aan telescopen op aarde en in de ruimte hebben astronomen tientallen verre, massarijke sterrenstelsels opgespoord. De stelsels bestonden al toen het heelal nog maar amper twee miljard jaar oud was (Nature, 8 augustus). Hoewel de gevonden sterrenstelsels tot de grootste van hun tijd behoren, lijken ze vanaf de aarde gezien heel zwak. Bovendien zij ze alleen waarneembaar op lange golflengten die buiten het bereik van bijvoorbeeld de Hubble-ruimtetelescoop liggen. De eerste aanwijzingen voor hun bestaan zijn ontdekt met de infrarood-ruimtetelescoop Spitzer, en dat het werkelijk om sterrenstelsels gaat is aangetoond met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili. Dat deze grote stelsels zo zwak lijken komt niet alleen door hun enorme afstanden. De stelsels zijn ook druk bezig om sterren aan te maken, wat gepaard gaat met een grote stofproductie. Door dat stof wordt het licht van de stelsels gedimd. Aangenomen wordt dat grote, massarijke sterrenstelsels als deze ook een uitzonderlijk ‘zwaar’ zwart gat in hun kern hebben. Daarom bestaat de hoop dat het verdere onderzoek van deze stelsels meer inzicht zal geven in de evolutie van deze superzware zwarte gaten. Voor dat en ander vervolgonderzoek is echter wel een krachtigere telescoop nodig, zoals de nog te lanceren James Webb-ruimtetelescoop. (EE)
→ A long time ago, galaxies far, far away

7 augustus 2019
Quasars zijn de extreem heldere kernen van verre sterrenstelsels. Onderzoek door astronomen van Durham University (VK) wijst erop dat deze objecten een korte overgangsfase meemaken tijdens welke hun felle schijnsel enigszins gedimd is (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 7 augustus). Quasars ontlenen hun energie aan het superzware zwarte gat in hun centrum. Ze stralen duizenden keren feller dan complete sterrenstelsels zoals onze Melkweg en zijn veelal blauw van kleur. Een aanzienlijk aantal quasars vertoont echter juist een rode tint, wat erop wijst dat hun licht wordt gedimd door enorme wolken van gas en stof. De meest gangbare theorie voor deze rode quasars stelt dat het in feite blauwe quasars zijn die we enigszins van opzij zien. De Britse astronomen komen nu met een andere verklaring: zij menen dat rode quasars het gevolg zijn van een korte, maar hevige levensfase waarbij het centrale zwarte gat een grote hoeveelheid energie in de omringende wolken van gas en stof pompt. Deze injectie van energie blaast het gas en stof uiteindelijk weg, waardoor de eigenlijke blauwe quasar zichtbaar wordt. De theorie wordt ondersteund door waarnemingen met radiotelescopen. Deze laten zien dat de zwarte gaten in de centra van rode quasars meer radiostraling produceren dan die in blauwe quasars. De ‘schoonveegfase’ heeft niet alleen gevolgen voor de kleur van de quasar, maar ook voor het omringende sterrenstelsel. Het actieve zwarte gat blaast immers het gas weg dat anders voor de vorming van nieuwe sterren zou worden gebruikt. (EE)
→ Astronomers reveal true colours of evolving galactic beasts

6 augustus 2019
Bij de explosie van een witte dwergster ontstaat een intense uitbarsting van licht en andere vormen van straling: een zogeheten supernova van type Ia. Nieuw onderzoek laat zien dat exploderende witte dwergen vroeg in de geschiedenis van ons heelal minder massa hadden dan nu. Aan het einde van hun bestaan krimpen sterren zoals onze zon ineen tot compacte, hete sterren die niet veel groter zijn dan de aarde. Soms ontploft zo’n witte dwerg als supernova, maar dat gebeurt lang niet altijd. Berekeningen laten zien dat een witte dwerg zeker explodeert wanneer hij een massa van meer dan 1,4 zonsmassa bereikt. Dat kan bijvoorbeeld gebeuren wanneer hij massa aantrekt van een begeleidende ster. Maar het lijkt erop dat ook lichtere witte dwergen kunnen ontploffen. Bij zo’n explosie verrijkt de witte dwerg zijn omgeving met zware elementen, zoals nikkel en ijzer. En hoe zwaarder de witte dwerg, des te meer zware elementen komen er vrij. Dit materiaal belandt uiteindelijk in volgende generaties van sterren. Met behulp van de Keck II-telescoop hebben astronomen nu vastgesteld dat oude sterrenstelsels die al sinds een miljard jaar na de oerknal geen nieuwe sterren meer produceren relatief weinig nikkel bevatten. Dat wijst erop dat de ontploffende witte dwergen die dat nikkel hebben verspreid niet veel zwaarder waren dan onze zon. In recentere sterrenstelsels is het nikkelgehalte hoger, wat betekent dat de witte dwergen die later in de geschiedenis van ons heelal zijn geëxplodeerd meer massa hadden. Waarom dat zo is, is nog onduidelijk. Mogelijk dat onderzoek van andere zware elementen, zoals mangaan, daar meer inzicht in kunnen geven. Een beter begrip van de processen die supernova’s van type Ia veroorzaken is van belang, omdat deze explosies een belangrijke rol spelen bij de bepaling van verre afstanden in het heelal. De meeste supernova’s van dit type vertonen een duidelijk verband tussen hun absolute helderheid en de tijd die ze nodig hebben om uit te doven. Daarom worden ze ook wel ‘standaardkaarsen’ genoemd: als je weet hoe helder ze van dichtbij zijn, en kunt meten hoe helder ze van grote afstand lijken, kun je berekenen hoe groot die afstand is. (EE)
→ Ghosts of Ancient Explosions Live on in Stars Today

5 augustus 2019
Astronomen hebben met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT) vastgesteld dat het zwarte gat in het centrum van Holmberg 15A – een kolossaal elliptisch sterrenstelsel in het hart van de cluster Abell 85 – enorm veel massa heeft. Het onderzoek waar deze meting deel van uitmaakt zal binnenkort worden gepubliceerd in het vaktijdschrift Astrophysical Journal. Bijna elk volwaardig sterrenstelsel heeft een superzwaar zwart gat in zijn centrum. Doorgaans hebben deze objecten een massa die ergens tussen de 100.000 en 10 miljard zonsmassa’s ligt. Maar de sterrenstelsels die zich in het hart van een omvangrijke cluster bevinden doen er nog een schepje bovenop. Met 40 miljard zonsmassa’s behoort het zwarte gat in de kern van Holmberg 15A tot het selecte gezelschap van de ultrazware zwarte gaten. De massa van het niet rechtstreeks waarneembare object is bepaald door astronoom Kianusch Mehrgan en haar collega’s van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik en de Universiteitssterrenwacht München. Daarbij is gebruik gemaakt van de snelheden waarmee sterren en gaswolken om het centrum van het stelsel bewegen. Het zwarte gat in Holmberg 15A is het zwaarste exemplaar waarvan de massa op deze manier is bepaald. De omvang ervan heeft de astronomen verrast. Afgaande op de massa aan sterren in de ‘bulge’ (het centrale deel van het sterrenstelsel) werd een zwart gat van maximaal 10 miljard zonsmassa’s verwacht. Overigens kwamen andere onderzoekers eerder tot schattingen van meer dan 100 miljard zonsmassa’s. Het sterrenstelsel Holmberg 15A is 82 jaar geleden ontdekt door de Zweedse astronoom Erik Holmberg. Het stelsel bevindt zich op een afstand van 700 miljoen lichtjaar in het sterrenbeeld Walvis. (EE)
→ Ultramassive Black Hole Found in Elliptical Galaxy Holmberg 15A

1 augustus 2019
Wetenschappers van de universiteit van Jeruzalem en het instituut voor toegepaste natuurkunde in Nizjni Novgorod (Rusland) hebben ontdekt hoe de straling ontstaat die nog enige tijd na de verschijning van een gammaflits te zien is (Astrophysical Journal Letters, 31 juli). Gammaflitsen zijn korte, intense flitsen van energierijke straling die zich in verre sterrenstelsels afspelen. Ze ontstaan bij de meest explosieve verschijnselen in het heelal. Gebleken is dat ‘lange’ gammaflitsen, die meer dan een paar seconden duren, ontstaan bij hevige supernova-explosies, terwijl de korte gammaflitsen, die minder dan een paar seconden duren, optreden wanneer twee neutronensterren met elkaar in botsing komen. Toch zijn er nog veel vragen over deze hevige explosies. Zo is nog niet duidelijk hoe de energierijke straling nu precies wordt gegenereerd. Waarnemingen die afgelopen januari zijn gedaan van gammaflits GRB 190114C brengen daar mogelijk verandering in. Met de MAGIC-telescoop op het Canarische eiland La Palma zijn fotonen geregistreerd die ons slechts 50 seconden na de eigenlijke gammaflits hebben bereikt. Door deze waarneming van het nagloeien van de gammaflits te combineren met detecties van minder energierijke röntgenstraling door de Swift-satelliet hebben de wetenschappers het mechanisme ontrafeld dat deze straling heeft veroorzaakt. In hun onderzoeksverslag laten ze zien dat de straling afkomstig moet zijn van een jet – een bundel van zeer energierijke elektronen – die met 99,99 procent van de lichtsnelheid op ons af kwam. De straling is waarschijnlijk veroorzaakt door zogeheten inverse Compton-verstrooiing. Daarbij komen ultra-energierijke elektronen in botsing met minder energierijke fotonen, die daardoor aan energie winnen. Opmerkelijk genoeg zijn dezelfde snelle elektronen via een ander proces – synchrotronstraling – ook de producenten van deze minder energierijke fotonen. (EE)
→ The Mechanism for Gamma-Ray Bursts From Space Is Decoded

31 juli 2019
Rychard Bouwens van de Leidse Sterrewacht is de eerste wetenschapper in Nederland die een ‘Large Program’ mag uitvoeren met de geavanceerde ALMA-telescoop in Chili. Samen met zijn team wil hij de unieke capaciteiten van dit observatorium gebruiken om de ontwikkeling van zware sterrenstelsels in het vroege heelal te onderzoeken. Waarneemtijd op ALMA is kostbaar; jaarlijks krijgen wereldwijd maar twee tot vier grote programma’s goedkeuring. Een belangrijke vraag in de sterrenkunde is hoe snel sterrenstelsels zijn uitgegroeid van bijna niets in het zeer jonge heelal, tot stelsels met massa’s van tien miljard keer die van de zon nagenoeg 800 miljoen jaar later. ‘Met ons onderzoeksprogramma willen we de zwaarste sterrenstelsels uit de eerste 800 miljoen jaar van het heelal opsporen,’ zegt Bouwens. ‘Met behulp van ALMA gaan we bepalen hoe snel ruimtestof opbouwt tot complete sterrenstelsels.’ Met de nieuwe data hoopt Bouwens een einde te maken aan de vele lopende discussies in het onderzoek naar de vorming van sterrenstelsels. Omdat veel aspecten van groeiende sterrenstelsels nog onbegrepen zijn, zal Bouwens zich op meerdere vragen richten. De eerste betreft de totale massa van de stelsels, die zich maar heel lastig laat bepalen. Een ander mysterie dat Bouwens wil ontrafelen is de vraag hoe het materiaal in de zware sterrenstelsels beweegt. Draait het rustig rond, zoals de materie in spiraalstelsels als onze Melkweg? Of zijn de bewegingen veel minder samenhangend? De laatste grote vraag is hoe snel ruimtestof samenkomt om snelgroeiende, zware sterrenstelsels te vormen. De stofkorrels ontstaan uit zware elementen die door hete sterren worden geproduceerd. ‘Er zijn veel vragen over hoe lang het duurt voordat stofkorrels zich ophopen tot grotere eenheden. Ons programma kan deze gaten in onze kennis hopelijk opvullen.’
→ Volledig persbericht

22 juli 2019
Een internationaal team van astronomen heeft een raadsel opgelost rond het 60 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 1316. Bij waarnemingen met de nieuwe MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn grote hoeveelheden waterstofgas in en rond dit stelsel ontdekt – iets wat tot nu toe niet was gelukt. NGC 1316 is het helderste sterrenstelsel in de zogeheten Fornax-cluster. Zijn onregelmatige vorm wijst erop dat NGC 1316 in feite uit twee sterrenstelsels bestaat die een paar miljard jaar geleden met elkaar in botsing zijn gekomen. Vermoed wordt dat het daarbij ging om een reuzenstelsel dat weinig gas en stof bevatte en een tienmaal kleiner spiraalstelsel – een soortgenoot van onze Melkweg. Laatstgenoemde zou forse hoeveelheden stof en (vooral) gas hebben bevat, maar die waren tot voor kort spoorloos. Uit de nieuwe radiobeelden die met MeerKAT zijn gemaakt blijkt dat het gas is terechtgekomen in twee lange, zwakke staarten die zich tot op grote afstand van het stelsel uitstrekken. Deze structuren zijn ontstaan onder invloed van de getijdenkrachten die tijdens de galactische botsing optraden. (EE)
→ South Africa’s MeerKAT discovers missing gas in distant galaxy

15 juli 2019
Nog steeds is niet helemaal duidelijk wat de oorzaak is van de ‘snelle radioflitsen’ – stoten radiostraling van buiten ons Melkwegstelsel die maar ongeveer 1 milliseconde duren. Maar nieuw onderzoek wijst erop dat ze niet afkomstig zijn van catastrofale gebeurtenissen zoals supernova-explosies of botsingen tussen neutronensterren (Nature Astronomy, 15 juli). Het overgrote deel van de tot nu toe 72 objecten waarvan snelle radioflitsen zijn geregistreerd heeft niet meer dan één flits geproduceerd. Slechts twee vertonen herhaaldelijke radioflitsen. Deze laatste categorie kan sowieso niet van catastrofale explosies afkomstig zijn: die zijn per definitie eenmalig. En volgens astronoom Vikram Ravi van het California Institute of Technology geldt dat mogelijk ook voor de overige radioflitsen. Ravi heeft een aantal van de meest nabije eenmalige radioflitsen gebruikt om een schatting te maken van hoe vaak deze gemiddeld voorkomen. Zijn berekeningen laten zien dat ze veel talrijker zijn dan supernova-explosies en botsingen tussen neutronensterren. Volgens hem zou dat wel eens kunnen betekenen dat alle objecten die radioflitsen produceren dat meer dan eens doen. Dat we in de meeste gevallen maar één radioflits hebben waargenomen zou dan komen doordat veel flitsen te zwak zijn om waarneembaar te zijn of omdat er grote tussenpozen tussen de flitsen zitten. (EE)
→ There aren’t enough space explosions to explain strange radio bursts

11 juli 2019
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop is een dunne schijf van materie ontdekt rond het superzware zwarte gat in het hart van het 130 miljoen lichtjaar verre spiraalstelsel NGC 3147. De ontdekking heeft astronomen verrast, omdat van relatief rustige stelsels zoals NGC 3147 wordt aangenomen dat hun centrale zwarte gat aan het ‘verhongeren’ is. Eigenlijk zou de gasschijf rond zo’n zwart gat veel dikker moeten zijn. Uit metingen blijkt dat de materie in de schijf rond het zwarte gat snelheden van meer dan tien procent van de lichtsnelheid bereikt. Bij zulke extreme hoge snelheden lijkt gas dat onze kant op komt meer licht te geven dan gas dat zich van ons verwijdert. Dit relativistische effect wordt ‘beaming’ genoemd. De Hubble-waarnemingen laten ook zien dat het gas dermate diep in de ‘zwaartekrachtsput’ van het 250 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat is ingebed, dat het uitgezonden licht moeite heeft om te ontsnappen. Daardoor heeft het een langere (= rodere) golflengte gekregen – een effect dat gravitationele roodverschuiving heet. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat dunne materieschijven als deze alleen voorkomen rond zwarte gaten die grote hoeveelheden materie vanuit hun omgeving aantrekken. Daarbij wordt het gas doorgaans dermate heet dat de schijf een intens lichtbaken – een quasar – wordt. Om nog onduidelijke redenen is de ‘quasar’ in NGC 3147 duizend tot honderdduizend keer zwakker dan normale quasars. Bovendien is de waargenomen gasschijf merkwaardig dun. Bij zwarte gaten die weinig materie aangevoerd krijgen, zou de omringende schijf meer op een donut moeten lijken. (EE)
→ Hubble Discovers Mysterious Black Hole Disc

3 juli 2019
Met behulp van gegevens van de NASA-ruimtetelescoop Chandra hebben astronomen een nieuwe techniek ingezet om de spinparameters van vijf superzware zwarte gaten te meten. De spinparameter is een maat voor de draaisnelheid van het zwarte gat. Bij de metingen is gebruik gemaakt van het zwaartekrachtlenseffect. Daarbij versterkt een object met een sterk zwaartekrachtveld (veel massa dus) het licht van een verder weg staand object zodanig af dat deze laatste vergroot, versterkt en meervoudig wordt weergegeven. Dit lenseffect treedt alleen op wanneer ‘lens’ en achtergrondobject vanaf de aarde gezien vrijwel precies op één lijn staan. Bij het nieuwe onderzoek is gekeken naar zes zogeheten quasars – superzware zwarte gaten in de kernen van miljarden lichtjaren verre sterrenstelsels die bezig zijn om grote hoeveelheden materie op te slokken. Zulke actieve kernen zijn sterke bronnen van röntgenstraling. Daarbij hebben de astronomen ook een ander lenseffect benut: zogeheten microlensing. Dat ontstaat doordat afzonderlijke sterren in het ‘lensstelsel’ het licht van een quasar nog eens extra vergroot. Op die manier laten zich ook heel kleine gebieden die röntgenstraling uitzenden onderzoeken. Dankzij het microlenseffect kan als het ware worden ingezoomd op materie die op de kleinst mogelijke afstand om het zwarte gat cirkelt. Bij een snel roterend zwart gat ligt die kleinst mogelijke omloopbaan dichter bij het zwarte gat dan bij een minder snel roterend zwart gat. Als dus een zeer klein gebied van röntgenstraling wordt waargenomen, impliceert dit dat het zwarte gat heel snel ronddraait. De resultaten laten zien dat een van de onderzochte superzware zwarte gaten met bijna de maximaal mogelijke snelheid roteert. Dat betekent zijn waarnemingshorizon – de grens waar voorbij niets meer aan het zwarte gat kan ontsnappen – met bijna de snelheid van het licht rondwentelt. De overige zwarte gaten in dit onderzoek draaien ongeveer half zo snel. De onderzoekers denken dat deze superzware zwarte gaten hun snelle rotatie te danken hebben aan het feit dat zij het grootste deel van hun materie in de loop van de miljarden jaren aangevoerd hebben gekregen vanuit een accretieschijf die ongeveer in dezelfde richting draaide als zijzelf. Net als een draaimolen die steeds een duwtje dezelfde kant op krijgt, wonnen ze daardoor aan snelheid. (EE)
→ X-Rays Spot Spinning Black Holes Across Cosmic Sea

2 juli 2019
Opnieuw hebben radioastronomen de oorsprong kunnen traceren van een zogeheten snelle radioflits. Snelle radioflitsen zijn korte stoten radiostraling die van buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn. Tot nu toe zijn een stuk of tachtig van dit soort ‘flitsen’ geregistreerd, maar hun exacte oorzaak blijft onduidelijk. In een artikel dat op 2 juli op de site van het wetenschappelijke tijdschrift Nature is verschenen, maakt een internationaal onderzoeksteam bekend dat een op 23 mei jl. waargenomen radioflits afkomstig was uit een groot sterrenstelsel op bijna 8 miljard lichtjaar van de aarde. Dat blijkt uit gegevens van een nieuwe radiotelescoop in Owens Valley (Californië) en de Keck-telescoop op Hawaï. Het sterrenstelsel waaruit de radioflits met de aanduiding FRB 190523 afkomstig was lijkt op ons eigen Melkwegstelsel. Het ziet er dus naar uit dat ook doodgewone sterrenstelsels radioflitsen kunnen produceren. De ontdekking wijst er bovendien op dat een veelbelovende theorie over de oorzaak van de snelle radioflitsen moet worden bijgesteld. Deze theorie stelt dat de stoten radiostraling afkomstig zijn van plasma dat door sterk magnetische neutronensterren (‘magnetars’) is uitgestoten. Dit idee was gebaseerd op het gegeven dat een eerdere snelle radioflits, FRB 121102, afkomstig was uit een actief stervormingsgebied in een klein sterrenstelsel. De vele supernova-explosies die in zo’n stervormingsgebied optreden leiden tot de vorming van (onder meer) magnetars. Het moederstelsel van FRB 190523 doet het echter veel kalmer aan. Het is pas voor de derde keer dat astronomen de bron van een snelle radioflits hebben kunnen achterhalen. Eerder is dat gelukt bij FRB 121102, een object dat vaker radioflitsen produceert, en onlangs ook bij FRB 180924. (EE)
→ Fast Radio Burst Pinpointed to Distant Galaxy

1 juli 2019
Theoretische modellen wijzen erop dat jonge sterrenstelsels die in hoog tempo nieuwe sterren produceren vanuit het bekende kosmische web van het daarvoor nodige gas worden voorzien. Nieuwe waarnemingen met de Keck-telescoop hebben dat nu ook bevestigd. Voor het eerst hebben astronomen gezien hoe filamenten van gas rechtstreeks naar zo’n sterrenstelsel toe stromen (Nature Astronomy, 1 juli). Bij de waarnemingen is gebruik gemaakt van de Keck Cosmic Web Imager (KCWI), een speciale camera die van elk beeldpunt van een opname ook een spectrum vastlegt. Met KCWI zijn twee quasars waargenomen, die overigens niet het eigenlijk doelwit van de waarnemingen waren. Nabij elk van deze quasars bevindt zich een reusachtige gasnevel, groter dan de Melkweg, die zichtbaar is dankzij het intense licht van de quasars. Door het licht te onderzoeken dat door het waterstofgas in de beide nevels wordt uitgezonden, hebben de astronomen de snelheid van dat gas in kaart kunnen brengen.Bij eerdere waarnemingen, met behulp van een voorloper van de KCWI, was al een roterende schijf van gas ontdekt waarin zich gas ophoopte, maar nog geen filamenten. De nieuwe waarnemingen laten deze wel zien, en tonen aan dat de gasschijf wordt gevoed vanuit het kosmische web. (EE)
→ Spiraling filaments feed young galaxies

28 juni 2019
Ongeveer een derde van alle spiraalvormige sterrenstelsels heeft een kern die niet bolvormig is, maar langwerpig. Voor het ontstaan van deze ‘balkstructuren’ bestaan verschillende verklaringen. Ze zouden het gevolg kunnen zijn van fysische processen in de stelsels zelf of van interacties tussen sterrenstelsels onderling. Een team van Koreaanse astronomen heeft nu een derde mogelijkheid ontdekt: ook botsingen tussen clusters van sterrenstelsels kunnen tot balkvorming leiden. Uit een inventarisatie van 105 clusters blijkt namelijk dat clusters die in botsing zijn met elkaar anderhalf keer zoveel balkspiraalstelsels bevatten als solitaire clusters (Nature Astronomy, 24 juni). Aanleiding voor het Koreaanse onderzoek, waarbij gebruik is gemaakt van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, was een 20 jaar oude publicatie, waarin de mogelijkheid van balkvorming bij cluster-cluster-interacties terloops werd genoemd. (EE)
→ A new bar formation mechanism: cluster-cluster interaction

27 juni 2019
De oplossing van het raadsel van de ‘snelle radioflitsen’ is een klein stapje dichterbij gekomen: astronomen hebben de bron weten te achterhalen van een eenmalige radioflits. Eerder was dit alleen gelukt bij een object dat vaker van dit soort korte stoten van intense radiostraling produceert (Science, 28 juni). De radioflits is geregistreerd én nauwkeurig gelokaliseerd met de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) – een opstelling van 36 radioschotels in West-Australië. Vervolgwaarnemingen met een aantal optische telescopen, waaronder de Europese VLT, hebben laten zien dat de radioflits uit de richting kwam van een middelgroot sterrenstelsel op 4 miljard lichtjaar afstand. Opvallend genoeg blijkt het om een sterrenstelsel te gaan met een lage stervormingsactiviteit. Het enige andere sterrenstelsel waarvan bekend is dat het radioflitsen produceert is juist een echte sterrenfabriek waarin talrijke supernova-explosies plaatsvinden. Dat suggereert dat radioflitsen op verschillende manieren kunnen gegenereerd, maar nog steeds is hun precieze oorzaak niet bekend. De eerste snelle radioflitsen werden in 2007 gedetecteerd. Sindsdien zijn 85 van deze hemelverschijnselen, die nog geen duizendste van een seconde duren, waargenomen. Vanwege hun korte duur is het echter niet eenvoudig om hun herkomst te achterhalen. Speciaal voor dit doel is de ASKAP-radiotelescoop voorzien van nieuwe technologie waarmee de datastroom van ASKAP minder dan een seconde na aankomst van een radioflits kan worden ‘bevroren’ en opgeslagen. Het is deze technologie die de nauwkeurige lokalisatie van radioflits FRB 180924 mogelijk heeft gemaakt. (EE)
→ Astronomers make history in a split second

27 juni 2019
Aan de hand van gegevens van de NASA-satelliet WISE zijn zeven paren van superzware zwarte gaten ontdekt die op afstanden van minder dan 30.000 lichtjaar om elkaar wentelen. De dubbele zwaargewichten maken deel uit van sterrenstelsels die op het punt staan om samen te smelten. De nieuwe onderzoeksresultaten zullen vrijdag (28 juni) worden gepresenteerd op de laatste dag van de jaarlijkse bijeenkomst van de European Astronomical Society, die deze week in Lyon (Frankrijk) is gehouden. Uit waarnemingen blijkt dat de meeste sterrenstelsels een superzwaar zwart gat in hun kern hebben. Ook zijn talrijke voorbeelden bekend van sterrenstelsels die in onderlinge botsingen verwikkeld zijn. Bij zo’n botsing wordt het zwarte gat in het centrum van het stelsel gevoed met grote hoeveelheden materie, een proces waarbij kolossale hoeveelheden energie vrijkomen. Zo ontstaat een actieve galactische kern of AGN. Je zou verwachten dat er ook aardig wat gevallen moeten zijn van dubbele AGN’s – superzware zwarte gaten die nog niet met elkaar gefuseerd zijn. Maar die zijn nogal schaars. Het nieuwe onderzoek biedt daar een mogelijke verklaring voor. Er is namelijk ook een geval ontdekt van een drievoudig superzwaar zwart gat. De dynamische eigenschappen van zo’n drievoudig systeem kunnen het fusieproces tussen twee zwarte gaten aanzienlijk versnellen, wat de schaarste aan dubbele superzware zwarte gaten kan verklaren. Het derde zwarte gat kan bij zo’n gebeurtenis zoveel snelheid krijgen, dat het aan de greep van de samengaande sterrenstelsels ontsnapt. (EE)
→ Astronomers discover eight buried dual AGN candidates

19 juni 2019
Voor het eerst hebben astronomen gepolariseerde radiogolven waargenomen van een zogeheten gammaflits. Gammaflitsen zijn de hevigste explosies in het heelal, en gammaflits GRB 190114C vormt daarop geen uitzondering. Hij is ontstaan toen een ster met veel meer massa dan onze zon ineenstortte tot een zwart gat. Het licht van deze gebeurtenis, die zich op 4,5 miljard lichtjaar afstand afspeelde, bereikte de aarde op 14 januari 2019. Bij gammaflitsen van dit type – de lange gammaflitsen – ontstaat een krachtige jet van plasma (hete geladen deeltjes) die zich met bijna de snelheid van het licht van de explosie verwijdert. Voor waarnemers die zich min of meer in het ‘schootsveld’ van zo’n jet bevinden, produceert zo’n gammaflits meer licht en andere vormen van straling dan een miljard zonnen bij elkaar. Astronomen worstelen met de vraag hoe deze jets ontstaan en waarom ze alleen bij gammaflitsen worden waargenomen, maar niet bij andere grote explosies zoals ‘gewone’ supernova’s. De ontdekking dat de radiostraling van een gammaflits gepolariseerd is, wijst erop dat magnetische velden een rol spelen bij de vorming en instandhouding van de jet. Uit de geringe sterkte van het polarisatiesignaal van GRB 190114C, zoals dat is gemeten met de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili, leiden de onderzoekers af dat het magnetische veld niet sterk geordend is. Het is een lappendeken van magnetische velden ter grootte van ons zonnestelsel die verschillend georiënteerd zijn. Dit resultaat wijst erop dat magnetische velden een minder belangrijke rol spelen bij de vorming van gammaflits-jets dan tot nu toe werd aangenomen. De vraag is echter of alle gammaflitsen zo’n zwakke polarisatie vertonen of dat GRB 190114C een bijzonder geval is. (EE)
→ Astronomers make first detection of polarized radio waves in gamma ray burst jets

18 juni 2019
Schijfvormige sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel worden omgeven door een uitgestrekte, ijle halo van koel gas. Algemeen wordt aangenomen dat gas vanuit de halo in de loop van de tijd naar binnen valt, en dat de centrale schijven van sterrenstelsels op die manier groeien. Dat idee wordt nu bevestigd door nieuwe waarnemingen met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii. Sterrenkundigen gebruikten Keck om metingen te verrichten aan 50 schijfvormige sterrenstelsels die ongeveer in dezelfde richting gezien worden als ver verwijderde quasars - de heldere kernen van actieve stelsels op grote afstanden. Het quasarlicht schijnt door de halo van het voorgrondstelsel heen, en door dat licht in detail te bestuderen, kan informatie worden afgeleid over de beweging van het koele gas in de halo. Het blijkt dat het halo-gas in dezelfde richting roteert als het centrale sterrenstelsel. Dat wijst er inderdaad op dat het gas in de loop van de tijd langzaam maar zeker naar binnen kan spiraliseren, en daar aanleiding kan geven tot de geboorte van nieuwe sterren. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Cool Halo Gas Caught Spinning Like Galactic Disks

18 juni 2019
Metingen die in 2017 zijn gedaan aan de versmelting van twee neutronensterren (waarbij ook zwaartekrachtgolven geproduceerd werden) laten zien dat er bij zulke energierijke botsingen veel zware elementen geproduceerd worden, zoals goud, platina, uranium en plutonium. Onderzoek van Canadese astronomen doet nu echter vermoeden dat niet alle zware elementen in de kosmos bij neutronensterren zijn ontstaan. (Neutronensterren zijn de kleine en extreem compacte sterren die achterblijven bij supernova-explosies.) De sterrenkundigen combineerden waarnemingen aan oude sterren met theoretische modellen van de evolutie van het heelal, en komen tot de conclusie dat er in de eerste miljard jaar van de kosmische geschiedenis nog een ander proces actief moet zijn geweest: de hoeveelheid europium (een ander zwaar element) in de atmosferen van oude sterren kan niet volledig verklaard worden door vroegere neutronensterbotsingen - die waren daarvoor niet talrijk genoeg. De ware aard van dat vroege proces is overigens nog niet achterhaald. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal en werden vandaag gepresenteerd op de jaarbijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Montreal. (GS)
→ 2019 Annual General Meeting of the Canadian Astronomy Society (CASCA)

18 juni 2019
Met het ALMA-observatorium in Noord-Chili is de vroegst bekende sterrenstelselbotsing in de geschiedenis van het heelal ontdekt. Japanse astronomen gebruikten ALMA om waarnemingen te doen aan het stelsel B14-65666, dat zo ver weg staat dat het licht van het stelsel er 13 miljard jaar over deed om de aarde te bereiken. Sterrenkundigen zien het stelsel (in het sterrenbeeld Sextant) dus zoals het er 13 miljard jaar geleden uitzag, toen het heelal nog maar 800 miljoen jaar oud was. ALMA detecteerde (sub-)millimeterstraling van zuurstof, koolstof en interstellaire stofdeeltjes. Nooit eerder werden deze drie signalen tegelijkertijd gemeten bij een object op zo'n grote afstand. Tevens bleek dat het sterrenstelsel feitelijk uit twee delen bestaat, die verschillende snelheden hebben. Dat betekent dat het om twee kleinere stelseltjes gaat die met elkaar in botsing zijn gekomen en zullen versmelten. De totale massa van B14-65666 is minder dan 10 procent van de massa van ons eigen Melkwegstelsel, maar het kleine, jonge stelsel vertoont een honderd maal zo grote stervormingsactiviteit. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan. (GS)
→ ALMA Finds Earliest Example of Merging Galaxies

12 juni 2019
Het lijkt erop dat er sterrenstelsels bestaan die grote hoeveelheden koud gas herbergen en er ondanks de aanwezigheid van een actief superzwaar zwart gat in hun centrum in slagen om nieuwe sterren te produceren. Dat maakt astronoom Allison Kirkpatrick vandaag bekend tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in de stad St. Louis wordt gehouden. Een actief superzwaar zwart gat is bezig om gas uit zijn omgeving aan te trekken. Dat gas verzamelt zich in een ‘accretieschijf’ rond het zwarte gat en is een krachtige bron van energierijke elektromagnetische straling, waaronder röntgenstraling. Hierdoor is de kern van het sterrenstelsel op allerlei golflengten enorm helder. Zo'n intens stralende kern wordt een quasar genoemd. Doorgaans wordt aangenomen dat quasars funest zijn voor de stervorming in het omringende sterrenstelsel. Onder invloed van magnetische velden zenden ze behalve röntgenstraling ook jets van energierijke deeltjes de ruimte in, en dat zorgt ervoor dat de aanvoer van intergalactisch gas naar het sterrenstelsel wordt afgeremd. Daardoor stokt de vorming van nieuwe sterren in het stelsel. Uit een survey die Kirkpatrick heeft gedaan blijkt echter dat ongeveer tien procent van de sterrenstelsels met een quasar in hun centrum nog steeds koud gas bevatten en nieuwe sterren maken. ‘Koude quasars' noemt Kirkpatrick deze objecten. Vermoed wordt dat de koude quasars kenmerkend zijn voor de overgangsfase die sterrenstelsels doorlopen wanneer de productie van nieuwe sterren stil komt te vallen. Deze overgangsperiode zou slechts ongeveer 10 miljoen jaar duren – een oogwenk naar kosmische maatstaven. Vandaar dat koude quasars relatief zeldzaam zijn. (EE)
→ Astrophysicist announces her discovery that could rewrite story of how galaxies die

11 juni 2019
De gangbare classificatie van spiraalvormige sterrenstelsels, in 1927 opgesteld door de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble, moet op de schop. Dat blijkt uit resultaten van het Galaxy Zoo-project die gepubliceerd zijn in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Hubble meende dat er bij spiraalstelsels een verband is tussen de grootte van de centrale verdikking (de 'kern' van het stelsel) en het uiterlijk van de spiraalarmen: een grote centrale verdikking zou samengaan met strak opgewonden spiraalarmen (type Sa); een kleine centrale verdikking met 'losjes' opgewonden armen (type Sc; Sb is een tussenvorm). Burgerwetenschappers van het internationale Galaxy Zoo-project hebben op bestaande foto's van grote telescopen nu echter ruim 6000 sterrenstelsels bekeken en gekarakteriseerd, en uit de analyse van die resultaten blijkt dat het door Hubble beschreven verband lang niet altijd opgaat. Daarmee komt de standaard-classificatie van sterrenstelsels op losse schroeven te staan. Het nieuwe resultaat doet vermoeden dat de populaire dichtheidsgolventheorie voor het verklaren van de spiraalarmen van sterrenstelsels mogelijk incompleet is, of in elk geval niet de enige verklaring vormt. (GS)
→ Citizen Scientists Re-tune Hubble's Galaxy Classification

10 juni 2019
Het zwarte gat in het centrum van het dwergsterrenstelsel NGC 4395, op 15 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Jachthonden, is slechts tienduizend keer zo zwaar als de zon (ter vergelijking: het zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel weegt ruim vier miljoen zonsmassa's, en sommige reuzenstelsels hebben een zwart gat van miljarden zonsmassa's). De massa van het zwarte gat in NGC 4395 is gemeten met behulp van de reverberation mapping-techniek. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy. Reverberation mapping maakt gebruik van het feit dat energierijke straling van de accretieschijf rond een zwart gat (een snel rondcirkelende schijf van heet gas) invloed heeft op koelere materie op grotere afstand - de zogeheten broad line region. Daarin worden atomen geïoniseerd die vervolgens weer recombineren en straling uitzenden. Uit het tijdsverschil tussen het oplichten van de accretieschijf en de resulterende lichtflits in de broad line region kan de afstand van dat laatste gebied worden afgeleid. Wanneer ook de bewegingssnelheid van het gas in de broad line region bekend is, is het mogelijk om de massa van het zwarte gat te berekenen. Het zwarte gat in NGC 4395 blijkt veertig maal lichter te zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Het nieuwe resultaat kan meer licht werpen op het ontstaan en de evolutie van zwaardere zwarte gaten in de kernen van grotere sterrenstelsels. (GS)
→ Astronomers Determine Mass of Small Galaxy's Central Black Hole

7 juni 2019
Voor het eerst is een stroom van magnetische velden en relativistische elektronen geïdentificeerd langs een filament die de clusters van sterrenstelsels Abell 399 en Abell 401 met elkaar verbindt. Dankzij de gegevens die door de Low Frequency Array (LOFAR) radiotelescoop zijn verzameld, was het voor het eerst mogelijk om dit fenomeen op radiogolflengte te ontdekken en te meten (Science, 7 juni). In het universum wordt materie gedistribueerd langs een zogenaamd ‘kosmisch web’ bestaande uit draderige, filamentaire structuren, waarvan op de kruising zich enorme concentraties van duizenden sterrenstelsels vormen, bekend als ‘clusters’. Clusters van sterrenstelsels kunnen worden beschouwd als de grootste door zwaartekracht gebonden structuren in het universum. Tot nu toe was een magnetisch veld in de filamenten die de clusters verbinden nooit eerder waargenomen. Waarnemingen met radiotelescopen hebben eerder wel een ‘halo’ van radiostraling geobserveerd in de centrale gebieden van sommige clusters, wat het bestaan ​​van een magnetisch veld bevestigde. Ondanks dat ze immens zijn, zijn filamenten van het kosmische web extreem ijl en moeilijk te detecteren. ‘De unieke gevoeligheid voor het detecteren van uitgebreide emissie onderzocht door LOFAR is de sleutel om voor de eerste keer deze ‘kosmische aurora’ in intergalactische filamenten te onthullen’, aldus Emanuela Orrù van ASTRON, het Nederlands Instituut voor Radioastronomie.De internationale LOFAR-telescoop bestaat uit een Europees netwerk van radioantennes die met elkaar verbonden zijn door een snel glasvezelnetwerk dat zich uitstrekt over zeven landen. LOFAR is ontworpen, gebouwd en wordt nu beheerd door ASTRON (Nederlands instituut voor radioastronomie), met Exloo (Drenthe) als kernlocatie. LOFAR werkt door de signalen van meer dan 100.000 afzonderlijke dipoolantennes met elkaar te combineren. Krachtige computers verwerken de radiosignalen op zodanig wijze dat het lijkt of hij een 1900 kilometer grote ‘schotel’ vormt. Op lage frequentie is LOFAR ongeëvenaard als het op gevoeligheid en resolutie (d.w.z. het vermogen om detailrijke beelden te maken) aankomt. Deze studie werd gecoördineerd door Federica Govoni van het National Institute for Astrophysics (INAF) uit Cagliari. Onder de deelnemers in Nederland waren Emanuela Orrù en Marco Iacobelli van ASTRON, Huub Röttgering en Reinout van Weeren van de Universiteit Leiden, Michael Wise van het Nederlands Instituut voor Ruimte-onderzoek (SRON) en onderzoekers van verschillende Europese instituten (in Italië, Duitsland, Frankrijk, Zwitserland, Zweden, Engeland).
→ Volledig persbericht

3 juni 2019
Waarnemingen aan de verdeling van heet interstellair gas in het centrum van het sterrenstelsel Markarian 1216 (Mrk 1216), verricht met NASA's Chandra X-ray Observatory, wijzen uit dat de kern van dit merkwaardige stelsel een grote concentratie aan donkere materie bevat. Zonder die grote hoeveelheid donkere materie zou het hete gas (waarvan Chandra de röntgenstraling in kaart heeft gebracht) zich al lang over een veel groter gebied hebben verspreid. De nieuwe waarnemingen bevestigen de theorie dat compacte elliptische stelsels zoals Mrk 1216 hun leven begonnen als zogeheten 'red nuggets' - kleine, roodgekleurde en zeer compacte sterrenstelsels die binnen één miljard jaar na de oerknal zijn ontstaan. Van Mrk 1216 en zijn soortgenoten was al bekend dat de sterren in het centrum dichter op elkaar gepakt zitten dan bij 'normale' elliptische sterrenstelsel. Astronomen vermoedden daarom dat het de 'afstammelingen' zijn van de 'red nuggets', die op zeer grote afstanden zijn ontdekt, waar we ver terugkijken in de tijd, tot ca. één miljard jaar na de oerknal. In dat geval zou de donkere materie in een stelsel als Mrk 1216 ook zo'n hoge dichtheidsconcentratie te zien moeten geven. Dat lijkt nu bevestigd door de Chandra-metingen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Heart of Lonesome Galaxy is Brimming with Dark Matter

28 mei 2019
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory zijn röntgendubbelsterren ontdekt in de intergalactische ruimte - de ruimte tussen individuele sterrenstelsels. Veel van deze dubbelsterren zijn uit hun moederstelsel weggeslingerd, aldus de onderzoekers in een artikel in The Astrophysical Journal. Als een zware ster aan het eind van zijn leven explodeert als supernova, en die explosie is enigszins asymmetrisch, kan het resterende object (een compacte neutronenster of in sommige gevallen een zwart gat) met hoge snelheid in een bepaalde richting weggeslngerd worden. Wanneer er rond de geëxplodeerde ster een begeleider cirkelde, wordt die daarbij kennelijk af en toe 'meegenomen', en komt de dubbelster uiteindelijk in de intergalactische ruimte terecht. Materiaal dat van de begeleider op de compacte supernovarest valt, wordt sterk verhit en zendt röntgenstraling uit; zo ontstaat een zogeheten röntgendubbelster. Chandra keek in totaal 15 dagen lang (verspreid over een groot aantal jaren) naar de omgeving van 29 sterrenstelsels in de relatief nabijgelegen Fornax-cluster, op ca. 60 miljoen lichtjaar afstand, en ontdekte in totaal 1177 röntgenbronnen. Een stuk of dertig daarvan blijken röntgendubbelsterren te zijn die uit hun moederstelsel geslingerd zijn. (GS)
→ Chandra Finds Stellar Duos Banished from Galaxies

22 mei 2019
Stervorming in moleculaire wolken voltrekt zich in een hoog tempo maar op uiterst inefficiënte wijze. Het meeste gas wordt snel verspreid door de straling van pasgeboren sterren. Een team onder leiding van de Nederlandse astronoom Diederik Kruijssen (Universiteit van Heidelberg, Duitsland) publiceert dit resultaat morgen in het tijdschrift Nature. Kruijssen en collega’s (onder wie de Leidse astronoom Ewine van Dishoeck) baseren hun bevindingen op waarnemingen van het spiraalsterrenstelsel NGC 300, dat zich bevindt op een afstand van zes miljoen lichtjaar van de aarde. Een van de openstaande vragen binnen de astrofysica is het bepalen van de mechanismen die stervorming aanjagen. Het team heeft nu voor het eerst de evolutie door de tijd heen gereconstrueerd van interstellaire wolken van gas en stof, en de stervormingsprocessen die zich in deze moleculaire wolken afspelen. Uit de waarnemingen van NGC 300 blijkt dat het stervormingsproces zich razendsnel voltrekt, maar tegelijkertijd uiterst inefficiënt. Het meeste interstellaire gas wordt niet omgezet in sterren, maar wordt verspreid door de intense straling van de nieuwgeboren sterren in de wolk. De analyse toont aan dat de moleculaire wolken zeer korte levenscycli hebben als gevolg van deze sterke straling. De sterrenstelsels waarin ze zich bevinden zijn daardoor uiterst dynamische systemen, die continu van gedaante veranderen. Om uit te zoeken welk model voor de levenscyclus van moleculaire wolken juist is, maakten de onderzoekers twee kaarten op basis van data van de ALMA-telescoop (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en de 2,2 meter telescoop van de Max Planck Society en ESO, beide in Chili. De eerste kaart (gebaseerd op waarnemingen door coauteur Andreas Schruba van het Max Planck Instituut in Garching, Duitsland) toont het licht dat wordt uitgezonden door koolmonoxide en laat zien waar de moleculaire wolken zich bevinden. De tweede kaart toont heet, geïoniseerd waterstof en geeft de posities weer van zware, pasgevormde sterren. Met een nieuwe statistische methode konden de astronomen heel nauwkeurig de relatieve posities bepalen van de wolken en de pasgeboren sterren. De resultaten lieten geen twijfel mogelijk: moleculaire wolken en jonge zware sterren bevinden zich zelden op dezelfde plek. Dit effect wordt sterker naarmate de schaal kleiner wordt en betekent dat sterren zeer snel worden gevormd en vervolgens in hetzelfde tempo hun ‘moederwolk’ verwoesten. Gas en jonge sterren vormen dus opeenvolgende fasen in de levenscyclus van moleculaire wolken.
→ Volledig persbericht

15 mei 2019
Grote spiraalstelsels, zoals onze naaste buur het Andromedastelsel, laten bijna geen gas- of stofdeeltjes onbenut bij het vormen van sterren. Dat hebben Nederlandse astronomen berekend aan de hand van de draaisnelheden van ruim honderd nabije stelsels. De grote stelsels halen een efficiëntie van 80 tot 100% en zijn daarmee veel efficiënter dan de maximale 20% die werd toegeschreven aan de vorige recordhouders: middelgrote spiraalstelsels zoals onze Melkweg. De nieuwe berekeningen hebben ook implicaties voor de zogeheten ontbrekende normale materie. Wetenschappers gaan er al langer vanuit dat het heelal voor ongeveer 5% bestaat uit normale materie zoals atomen en moleculen en voor 95% uit donkere, onbekende materie en donkere, onbekende energie. En van die 5% normale materie was ook nog eens het grootste deel zoek. Volgens de nieuwe berekeningen ontbreekt er echter amper normale materie in de grote spiraalstelsels. Inmiddels zijn wetenschappers bezig om de theorie aan te passen aan de nieuwe bevindingen. Dat er nu meer normale materie gevonden is, is een opsteker. Maar dat grote sterrenstelsels veel efficiënter sterren vormen dan gedacht, zal de komende tijd voor hoofdbrekens zorgen. Een voorbeeld van een zeer efficiënt spiraalstelsel is NGC 5371. Het stelsel staat op ongeveer honderd miljoen lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Jachthonden in de buurt van de Grote Beer. Het is een van de zwaarste van de meer dan honderd onderzochte stelsels. Het stelsel bevat bijna geen ontbrekende normale materie en heeft vrijwel al het stof en gas gebruikt om sterren te maken. Ook de Andromedanevel, ‘slechts’ 2,5 miljoen lichtjaar van ons vandaan, blijkt zeer efficiënt. Het onderzoek werd uitgevoerd door Lorenzo Posti (Rijksuniversiteit Groningen en Université de Strasbourg, Frankrijk), Filippo Fraternali (RUG) en Antonino Marasco (RUG en ASTRON) en verschijnt binnenkort in het vakblad Astronomy and Astrophysics.
→ Oorspronkelijk persbericht

8 mei 2019
Waarnemingen met de Spitzer-ruimtetelescoop hebben laten zien dat sommige van de vroegste sterrenstelsels in het heelal helderder zijn dan verwacht. Deze overdaad aan licht is een nevenproduct van de grote hoeveelheden energierijke straling die de stelsels afgeven. De onderzochte stelsels – 135 in getal – bestonden al toen het heelal nog geen miljard jaar oud was, dus ongeveer 13 miljard jaar geleden. Uit de waarnemingen blijkt dat de stelsels op twee specifieke infraroodgolflengten aanzienlijk intenser straalden dan waarop vooraf was gerekend. Dat dit verschijnsel bij zo’n grote steekproef van vroege sterrenstelsels is waargenomen bewijst dat het niet om incidentele gevallen gaat. De infraroodstraling die met Spitzer is vastgelegd ontstaat door de interactie van energierijke straling met waterstof- en zuurstofmoleculen in de sterrenstelsels. Daaruit kan worden afgeleid dat deze stelsels werden gedomineerd door jonge, zware sterren die naast waterstof en helium ook ‘zware’ elementen (zoals stikstof, koolstof en zuurstof) bevatten, maar wel in veel geringere hoeveelheden dan de sterren die in de huidige sterrenstelsels worden aangetroffen. Deze sterren waren niet de allereerste sterren die zijn gevormd – die bestonden uitsluitend uit waterstof en helium – maar desalniettemin bieden ze een kijkje in het vroege heelal. Wanneer de eerste sterren zijn ontbrand is nog onzeker, maar er zijn aanwijzingen dat dit tussen de 100 miljoen en 200 miljoen jaar na de oerknal is gebeurd. Op dat moment was het heelal gevuld met neutraal waterstofgas dat zich begon samen te voegen tot sterren, die op hun beurt de eerste sterrenstelsels zouden vormen. Ongeveer een miljard jaar na de oerknal trok deze ‘mist’ van waterstof op doordat het alomaanwezige neutrale waterstof werd geïoniseerd, wat wil zeggen dat de waterstofatomen hun elektronen kwijtraakten. Dat gebeurde onder invloed van energierijke vormen van straling, zoals ultraviolette straling, röntgenstraling en gammastraling. De grote vraag is wat die grootschalige ionisatie kan hebben veroorzaakt. De recent in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society gepubliceerde resultaten van de Spitzer-waarnemingen geven daar nog geen uitsluitsel over. Het kan zijn dat de straling afkomstig was van individuele sterren of van reusachtige sterrenstelsels. Maar dat waren dan wel heel andere sterren en sterrenstelsels dan we nu kennen. Een andere mogelijkheid is dat de ionisatie is veroorzaakt door straling afkomstig van enorme hoeveelheden hete materie die om de superzware zwarte gaten in kernen van sterrenstelsels kolkten. (EE)
→ New Clues About How Ancient Galaxies Lit up the Universe

6 mei 2019
Nu het sterrenkundigen is gelukt om de eerste foto van een zwart gat te maken, staat de volgende uitdaging voor de deur: nog scherpere foto’s, waarmee Einsteins relativiteitstheorie getest kan worden. Sterrenkundigen van de Radboud Universiteit, samen met onder meer de Europese ruimtevaartorganisatie (ESA), presenteren nu een concept om dat te doen door radiotelescopen de ruimte in te sturen. Ze presenteren hun plannen in het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics.Het idee is om twee of drie satellieten in een cirkelbaan rond de aarde te brengen die zwarte gaten gaan waarnemen. De sterrenkundigen noemen het concept de ‘Event Horizon Imager’ (EHI). In de nieuwe studie presenteren de onderzoekers simulaties van hoe foto’s van het zwarte gat Sagittarius A* eruit zouden zien als ze gemaakt zouden worden door dit soort satellieten. ‘Het heeft veel voordelen om satellieten te gebruiken in plaats van vaste radiotelescopen op aarde, zoals gedaan is bij de Event Horizon Telescope (EHT)’, aldus Freek Roelofs, promovendus astrofysica aan de Radboud Universiteit en eerste auteur van de publicatie. ‘In de ruimte kun je waarnemingen doen met hogere radiofrequenties, omdat die frequenties vanaf aarde uitgefilterd worden door de atmosfeer. Ook de afstand tussen de telescopen wordt groter in de ruimte. Hiermee kan een grote sprong voorwaarts gemaakt worden. We zouden foto’s kunnen maken met een resolutie die meer dan vijf keer hoger is dan de EHT.’ Scherpere foto’s van een zwart gat leiden tot betere informatie waarmee Einsteins algemene relativiteitstheorie in meer detail getest kan worden. ‘Het feit dat de satellieten rond de aarde bewegen heeft grote voordelen’, zegt Heino Falcke, hoogleraar radioastronomie. ‘Hiermee kun je bijna perfecte foto’s maken en echte details van zwarte gaten zien. Als er kleine afwijkingen van Einsteins theorie zijn, zouden we dit moeten zien.’Ook kan de EHI zo’n vijf extra zwarte gaten fotograferen die kleiner zijn dan de zwarte gaten waar de EHT nu op focust. Die laatste zijn Sagittarius A* in het centrum van onze Melkweg en M87* in het centrum van Messier 87, een zwaar sterrenstelsel in de Virgocluster.
→ Volledig persbericht

6 mei 2019
Sterrenkundigen hebben een redelijk begrip van hoe sterrenstelsels kosmische straalstromen uitspuwen vanuit hun kern. Zulke actieve kernen blazen ook wind uit van geïoniseerd gas, waarvoor onderzoekers géén algemene verklaring hebben. SRON-astronomen hebben nu een correlatie gevonden tussen straalstromen en wind, wat op magnetische velden wijst als gezamenlijke oorzaak (Astronomy & Astrophysics, 3 mei).Astronomen vermoeden dat elk sterrenstelsel een superzwaar zwart gat herbergt in zijn kern, zoals die in M87. Met een massa van miljoenen zonnen spelen deze zwarte gaten een sleutelrol in de evolutie van sterrenstelsels. Sommige zwarte gaten verorberen enorme hoeveelheden sterrenstof en gas uit hun omgeving. Deze Active Galactic Nuclei (AGN) spugen dat materiaal gedeeltelijk weer uit in de vorm van wind en straalstromen—zogenoemde jets. Sterrenkundigen hebben een tamelijk solide idee over het mechanisme achter jets, maar de wind blijft een mysterie. Magnetische velden spelen een belangrijke rol in een breed scala aan objecten in het heelal. In AGN genereert het magnetische veld jets van relativistische deeltjes in tegengestelde richtingen langs de rotatie-as van hun zwarte gat (zie header image). SRON-astronomen Missagh Mehdipour en Elisa Costantini hebben nu een relatie gevonden tussen AGN-wind en jets, wat duidt op een gezamenlijk aandrijfmechanisme. Er blijkt een omgekeerde correlatie te zijn tussen de radiostraling vanuit de jets en de hoeveelheid gas in de AGN-wind langs onze zichtlijn. Afhankelijk van de rotatie van het zwarte gat en de configuratie van het magnetisch veld, is het uitgaande vermogen ongelijk verdeeld over de jets en de wind. Een krachtigere jet betekent zwakkere wind, en vice versa.De resultaten duiden erop dat de wind, net als jets, een magnetische aandrijving heeft. Mehdipour en Costantini bevestigden dit door andere mogelijke mechanismen uit te sluiten als oorzaak van de waargenomen correlatie.De SRON-onderzoekers gebruikten observaties van de XMM-Newton ruimtetelescoop om te kijken hoe de wind de vorm verandert van het AGN-röntgenspectrum langs onze gezichtslijn. Daaruit lazen ze de eigenschappen van de wind af, met speciale aandacht voor de hoeveelheid gas erin langs onze zichtlijn. Ze gebruikten radiometingen uit de literatuur om het vermogen van de jets te berekenen en modelleerden alle data met de SPEX code—ontwikkeld bij SRON door Jelle Kaastra en zijn groep.
→ Volledig persbericht

2 mei 2019
Astronomen hebben met waarnemingen van NASA/ESA’s Hubble-ruimtetelescoop van de afgelopen 16 jaar een nieuwe samengestelde foto gemaakt van het verre heelal. Het zogeheten Hubble Legacy Field bevat zo’n 265.000 sterrenstelsels tot aan de periode van 500 miljoen jaar na de oerknal. Aan de totstandkoming van de nieuwe foto werkten ook de astronomen Rychard Bouwens en Marijn Franx van de Universiteit Leiden mee. De afbeelding beslaat het golflengtegebied van ultraviolet tot nabij-infrarood, waarin alle kenmerken van sterrenstelselvorming worden gevat. De zwakste en meest verafgelegen stelsels hebben een helderheid van een tien miljardste van wat het menselijk oog kan waarnemen. Het Hubble Legacy Field combineert waarnemingen van verscheidene Hubble deep-field surveys. In 1995 kiekte het Hubble Deep Field enkele duizenden voorheen onbekende sterrenstelsels. Het daaropvolgende Hubble Ultra Deep Field uit 2004 onthulde bijna 10.000 stelsels in een enkel beeld. Het Hubble eXtreme Deep Field, of XDF, uit 2012 werd samengesteld uit bijna tien jaar Hubble-waarnemingen van een gebiedje aan de hemel binnen het oorspronkelijke Hubble Ultra Deep Field. De nieuwe Hubble-afbeelding is opgebouwd uit bijna 7500 individuele opnamen en is de eerste in een serie Hubble Legacy Field-afbeeldingen. Hubble heeft dit kleine deel van de hemel in totaal 250 dagen lang waargenomen, langer dan elk ander gebied. Rychard Bouwens van de Sterrewacht Leiden wijst op de vele gevoelige kleurkanalen die nu beschikbaar zijn om verre sterrenstelsels waar te nemen, met name in het ultraviolette deel van het spectrum: ‘In de opnamen over zo’n breed golflengtegebied kunnen we het licht ontleden in de bijdragen van zeer oude en jonge sterren, en van actieve galactische kernen.’ Het team werkt nu aan een tweede set afbeeldingen, die uit meer dan 5200 Hubble-opnamen zal bestaan.
→ Volledig persbericht

29 april 2019
Er bestaat bijna niets intrigerender in de astronomie dan de donkere materie die 90 procent van alle materie in het heelal voor zijn rekening lijkt te nemen. Maar nog steeds is niet duidelijk wat donkere materie nu precies is, en zo nu en dan verschijnen er berichten waarin astronomen hun twijfels over het bestaan ervan kenbaar maken. Nieuw onderzoek door Italiaanse astronomen ontkracht een van die claims, die drie jaar geleden werd geuit. De uitdijingssnelheid van het heelal en de bewegingen van sterren binnen sterrenstelsels zijn niet verklaarbaar als er alleen normale materie zou bestaan, dat wil zeggen: materie die uit atomen bestaat en doorgaans een bron van waarneembare straling is. De hoeveelheid normale materie die we zien oefent simpelweg niet genoeg aantrekkingskracht uit. Deze constatering heeft geleid tot de theorie van de onwaarneembare donkere materie, die stelt dat sterrenstelsels zijn ingebed in kolossale halo’s van dat spul. Drie jaar geleden berichtten astronomen van Case Western Reserve University over een ontdekking die de donkere materie overbodig zou maken. Bij onderzoek van het rotatiegedrag van 153 spiraalstelsels ontdekten zij een empirisch verband tussen de verdeling van het sterlicht in deze stelsels en hun rotatiegedrag. Kortom: er zou niets extra’s – donkere materie dus – nodig zijn om het rotatiegedrag van deze stelsels te kunnen verklaren. De Italiaanse astronoom Chiara Di Paolo en haar collega’s hebben zich nog eens over dat empirische verband gebogen. Zij hebben het rotatiegedrag onderzocht van sterrenstelsels die niet tot de ‘klassieke’ spiraalstelsels behoren. Het eerder gevonden empirische verband gaat voor deze groep stelsels niet op: de omvang van een stelsel en diens morfologische eigenschappen zijn medebepalend voor zijn rotatiegedrag. En daarmee vervalt de twijfel over de aanwezigheid van donkere materie in deze stelsels. (EE)
→ Dark matter exists

25 april 2019
Wetenschappers van het Institute for Advanced Study (Princeton, VS) hebben in gegevens van de zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo nog eens minstens drie signalen van botsende zwarte gaten opgespoord. Daarnaast zijn vier minder zekere detecties gedaan. De nu ontdekte zwaartekrachtgolven zijn met behulp van speciale software opgespoord in de vrij beschikbare gegevens van de LIGO-Virgo Collaboration (LVC) – het team dat verantwoordelijk was voor de allereerste detectie van zwaartekrachtgolven op 11 februari 2016. Het IAS-team is de eerste groep van ‘buitenstaanders’ die signalen van botsende zwarte gaten hebben ontdekt die door de LVC over het hoofd waren gezien. De nieuwe ontdekkingen hebben betrekking op de eerste waarneemruns die met LIGO en (deels ook) Virgo zijn gedaan. Deze vonden plaats in de periode september 2015 - augustus 2017. Op 1 april jl. is de waarneemrun 3 van start gegaan. Voor deze laatste zijn de zwaartekrachtdetectoren uitgerust met verbeterde hardware. Naar verwachting zal het aantal detecties, mede dankzij betere data-analysemethoden, de komende tijd snel oplopen. [Update 22.30 uur: inmiddels is bekend geworden dat tijdens de pas gestarte derde waarneemrun zwaartekrachtgolven zijn gedetecteerd van twee botsende neutronensterren. Deze gebeurtenis speelde zich af in een sterrenstelsel op 500 miljoen lichtjaar afstand. Het is pas de tweede keer dat zo'n 'lichte' botsing is geregistreerd.] (EE)
→ IAS Researchers Detect Evidence of Six New Binary Black Hole Mergers within LVC Data

25 april 2019
Jonge sterrenstelsels zijn minder rommelig dan verwacht en blijken ook al spiraalarmen, balken en ringen te bevatten. Dat stelt een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Jacqueline Hodge (Universiteit Leiden). De jonge, ver van ons verwijderde, sterrenstelsels waren tot nu toe wazige stipjes, maar werden door de ALMA-telescoop in Chili voor het eerst in meer detail zichtbaar. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in The Astrophysical Journal. De onderzoekers zoomden in op het sterrenbeeld Oven (Fornax) aan de zuidelijke sterrenhemel. Ongeveer twintig jaar geleden ontdekten astronomen daar een nieuwe verzameling sterrenstelsels die slechts een paar miljard jaar na de oerknal waren ontstaan. Twintig jaar geleden waren de telescopen nog niet goed genoeg en zagen ze de sterrenstelsels op 10 miljard lichtjaar afstand alleen als vage vlekjes. De sterrenkundigen deden hun nieuwe waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili. Dat is een verzameling radioschotels die op millimetergolflengten opereert en weinig last heeft van gas- en stofwolken rond verre sterrenstelsels. Voor de astronomen kwamen de balken, ringen en spiraalarmen als een verrassing. Ze dachten altijd dat dit soort regelmatige structuren alleen voorkomen bij volgroeide, min of meer tot rust gekomen sterrenstelsels en niet bij jonge sterrenstelsels. De onderzoekers zijn vooral opgetogen over de balkvormige structuren. Balken zijn namelijk een soort buizen die gas naar het centrum van het sterrenstelsel leiden. Daardoor kunnen er snel nieuwe sterren ontstaan. Hoofdonderzoeker Jacqueline Hodge (Universiteit Leiden): "We wisten al dat er snelle stervorming was, maar we konden het niet heel goed verklaren. Dankzij de balkvormige structuren is de snelle stervorming nu veel beter verklaarbaar."Eerder, in 2013, bekeken Jacqueline Hodge en collega's hetzelfde stukje heelal. Toen ontdekten ze dat wat voorheen één sterrenstelsel leek, er vaak twee of meer waren. Nu, in 2019, zagen de astronomen voor het eerst duidelijke structuren. In de toekomst willen de astronomen de jonge sterrenstelsels op meerdere momenten bestuderen. Zo krijgen ze een beeld van de bewegingen in de stelsels en kunnen ze hun hypothese over snelle stervorming toetsen.
→ Oorspronkelijk persbericht

17 april 2019
Wetenschappers hebben de kleine vervormingen in de kosmische achtergrondstraling, zoals die worden veroorzaakt door de zwaartekracht van de materie in het heelal, gebruikt om een verband te ontdekken tussen de helderheid van quasars – de heldere kernen van actieve sterrenstelsels – en de massa van de veel omvangrijkere ‘halo’s’ van donkere materie waarin deze zijn ingebed. De meeste sterrenstelsels in het heelal hebben een superzwaar zwart gat in hun kern. Het overgrote deel van deze kosmische veelvraten is in ruste, maar ongeveer 1 op de 100 is bezig om in hoog tempo materie uit zijn omgeving aan te trekken. Dit accretieproces zorgt ervoor dat de materie in de naaste omgeving van het zwarte gat intense straling produceert. Hierdoor behoren quasars tot de helderste objecten in het heelal. Volgens het meest gangbare scenario voor het ontstaan van kosmische structuren, zijn sterrenstelsels ontstaan uit normale materie die zich op de knooppunten van het zogeheten kosmische web – dat voornamelijk uit onwaarneembare donkere materie bestaat – heeft verzameld. De complexe verdeling van zowel normale als donkere materie vindt op zijn beurt weer zijn oorsprong in kleine dichtheidsfluctuaties in het vroege heelal. Zoals voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie buigen massarijke objecten passerend licht af. Dit verschijnsel dat het zwaartekrachtlenseffect wordt genoemd verstoort ook de kosmische achtergrondstraling – het oudste ‘licht’ in het heelal. Hierdoor laten grootschalige concentraties van materie – zoals de halo’s van donkere materie waarin de moederstelsels van quasars zijn ingebed – als het ware een vingerafdruk achter in de kosmische achtergrondstraling. Bij nieuw onderzoek onder leiding van de Britse astronoom James Geach is nu een verband ontdekt tussen de helderheid van een quasar en de massa van de bijbehorende halo van donkere materie. Hoe helderder de quasar, des te meer massa is aanwezig in diens omhullende halo van donkere materie. Echt als een verrassing komt deze ontdekking overigens niet. Theoretische modellen voor het ontstaan van quasars hadden al voorspeld dat er een correlatie zou bestaan tussen quasarhelderheid en halomassa. (EE)
→ Planck Reveals Link Between Active Galaxies and Their Dark Matter Environment

16 april 2019
In oude waarnemingsgegevens van het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory is een korte uitbarsting van röntgenstraling in het verre heelal ontdekt die vermoedelijk het gevolg was van de botsing van twee neutronensterren - extreem compacte, kleine sterren die overblijven na supernova-explosies. De röntgenuitbarsting, XT2 genoemd, vond plaats op 22 maart 2015, bleef ongeveer een half uur constant van helderheid, en doofde daarna in 6,5 uur uit. Het helderheidsverloop van XT2 komt goed overeen met theoretische voorspellingen van de botsing van twee neutronensterren. Zulke botsingen worden op aarde regelmatig waargenomen in de vorm van extreem energierijke gammaflitsen, maar dat lukt alleen wanneer een van de twee jets die bij de botsing geproduceerd worden min of meer op de aarde is gericht. De röntgenstraling wordt daarentegen in alle richtingen uitgezonden. In de toekomst zouden op basis van soortgelijke röntgenuitbarstingen veel meer neutronensterbotsingen opgespoord kunnen worden. Bij de botsing is vermoedelijk een zogeheten magnetar ontstaan - een zeer snel roterende zware neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Die zware neutronenster overleefde in elk geval een half uur (en wellicht veel langer), wat astronomen weer informatie biedt over de eigenschappen van neutronenstermaterie. Bij de botsing moeten ook zwaartekrachtgolven geproduceerd zijn, maar vanwege de grote afstand waarop alles zich afspeelde (6,6 miljard lichtjaar) kunnen die op aarde niet meetbaar geweest zijn; bovendien waren de zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo in maart 2015 niet in bedrijf. De ontdekking van XT2 is gepubliceerd in Nature. (GS)
→ A New Signal for a Neutron Star Collision Discovered

10 april 2019
De Event Horizon Telescope (EHT) – een wereldwijde array van acht radiotelescopen die door internationale samenwerking tot stand is gekomen – is ontworpen om beelden te maken van een zwart gat. Vandaag hebben onderzoekers van de EHT, via gecoördineerde persconferenties over de hele wereld, bekendgemaakt dat ze hun doel hebben bereikt. Ze hebben het eerste directe visuele bewijs gepresenteerd van een superzwaar zwart gat en zijn schaduw. Deze doorbraak is vandaag aangekondigd in een reeks van zes artikelen die vandaag in een speciaal nummer van de Astrophysical Journal Letters zijn gepubliceerd. De foto toont het zwarte gat in het centrum van Messier 87, een kolossaal sterrenstelsel in de nabije Virgocluster. Het zwarte gat is 55 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd en heeft 6,5 miljard keer zoveel massa als de zon. Zwarte gaten zijn uitzonderlijke kosmische objecten met enorme massa’s, maar extreem compacte afmetingen. Deze objecten beïnvloeden hun omgeving op extreme wijze. Ze vervormen de ruimtetijd en verhitten het hen omringende materiaal tot enorm hoge temperaturen. ‘In een heldere omgeving, zoals een schijf van gloeiend gas, verwachten we dat een zwart gat een donker gebied veroorzaakt, vergelijkbaar met een schaduw – iets dat voorspeld is door Einsteins algemene relativiteitstheorie, maar dat we tot nu toe nog nooit hadden gezien,’ legt Heino Falcke van de Radboud Universiteit en voorzitter van de wetenschappelijke raad van de EHT uit. ‘Deze schaduw, veroorzaakt door het gravitationeel afbuigen en invangen van licht door de waarnemingshorizon, openbaart veel over de aard van deze fascinerende objecten en heeft ons in staat gesteld om de enorme massa van het zwarte gat in M87 te meten.’ Diverse kalibratie- en beeldweergavemethoden hebben het bestaan aan het licht gebracht van een ringachtige structuur met een donker centraal gebied – de schaduw van het zwarte gat – dat gedurende meerdere onafhankelijke EHT-waarnemingen standhield. Bij de EHT-waarnemingen wordt gebruik gemaakt van een techniek die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd. Bij deze techniek worden ver uiteen gelegen telescoopfaciliteiten met elkaar gesynchroniseerd en wordt de draaiing van onze planeet benut om één enorme radiotelescoop ter grootte van de aarde na te bootsen voor waarnemingen op een golflengte van 1,3 millimeter. Op die manier bereikt de EHT een hoekoplossend vermogen van 20 microboogseconden – voldoende om vanuit een café in Parijs een krant in New York te kunnen lezen. (EE)
→ Volledig persbericht

10 april 2019
Vandaag, 10 april, presenteren astronomen de eerste resultaten van waarnemingen die in 2017 zijn gedaan met de Event Horizon Telescope (EHT). De resultaten worden op zes plaatsen ter wereld tegelijk gepresenteerd. De EHT is een groot netwerk van radiotelescopen dat speciaal tot doel heeft om de naaste omgeving van de superzware zwarte gaten in het hart van ons Melkwegstelsel en dat in het elliptische reuzenstelsel M87 in beeld te brengen. De persconferentie in Brussel is vanaf 15.00 uur te volgen via de webpagina Black Hole Research van de Radboud Universiteit in Nijmegen – een van de instituten die bij het EHT-project betrokken zijn. Dezelfde stream kan ook rechtstreeks worden bekeken via het YouTube-kanaal van de Europese Commissie. Een overzicht van de overige locaties is te vinden op de website van de Event Horizon Telescope. Kort na het begin van de persconferentie zullen ook diverse persberichten over de resultaten verschijnen, onder meer van ESO. (EE)

9 april 2019
De twee detectoren van LIGO zijn weer in bedrijf. De afgelopen maanden hebben ze een flinke upgrade ondergaan, en sinds 1 april worden er weer naar passerende zwaartekrachtgolven gespeurd. Het was vrijwel direct alweer prijs: opnieuw is een botsing van twee zwarte gaten gedetecteerd. Zwaartekrachtgolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd die door snel bewegende objecten met veel massa worden veroorzaakt, ongeveer zoals de kielzog van een boot die over een meer vaart. In 2016 deed LIGO zijn eerste registratie, en inmiddels staat de teller al op twaalf. Nu de twee identieke LIGO-detectoren in Livingston, Louisiana, en Hanford, Washington, zijn opgewaardeerd, zullen naar verwachting ongeveer één keer per week zwaartekrachtgolven worden gedetecteerd. Die voorspelling kwam direct al uit, want slechts een week na hun herstart registreerden de detectoren de zwaartekrachtgolven van twee botsende zwarte gaten in een sterrenstelsel op bijna 5 miljard lichtjaar afstand. Bij de waarneming was ook de Virgo-detector in Italië betrokken. De nieuwe reeks waarnemingen gaat waarschijnlijk meer dan een jaar duren. Er wordt gerekend op een rijke oogst aan botsende zwarte gaten en neutronensterren. (EE)
→ LIGO has spotted another gravitational wave just after turning back on (New Scientist)

2 april 2019
In de kern van Cygnus A, een radiosterrenstelsel op 760 miljoen lichtjaar afstand, is een zogeheten stoftorus gedetecteerd - een brede, dikke ring van stof waar we vanaf de aarde onder een hoek tegenaan kijken, en die de heldere kern van Cygnus A grotendeels aan het zicht onttrekt. De radiostraling van de stoftorus is waargenomen door de Amerikaanse Very Large Array - een netwerk van enkele tientallen radioschotels in New Mexico. De torus heeft een middellijn van ca. 1800 lichtjaar. Cygnus A is een van de meest nabije voorbeelden van een active galactic nucleus (AGN, actieve sterrenstelselkern). Het gaat daarbij om een superzwaar zwart gat - 2,5 miljard maal zo zwaar als de zon in het geval van Cygnus A -dat materie uit zijn omgeving opslokt en daarbij ook twee jets (straalstromen) van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in blaast, in tegenovergestelde richtingen. Eind jaren zeventig opperden astronomen, onder wie Peter Barthel van de Rijksuniversiteit Groningen, dat de nogal uiteenlopende soorten AGN's (quasars, blazars, Seyferststelsels, radiostelsels) in feite allemaal gelijk aan elkaar zijn, en dat hun verschillen verklaard kunnen worden doordat we ze vanaf de aarde onder een andere hoek zien: meer van opzij, of min of meer loodrecht van boven, zodat een van de jets in onze richting wijst. Dat zogeheten unificatiemodel vereiste wel dat er rond de heldere kern een dikke stoftorus zou moeten liggen. Zo'n torus is nu dus voor het eerst direct waargenomen bij een groot, helder radiosterrenstelsel. Toekomstige waarnemingen, onder andere met het ALMA-observatorium, moeten meer details van de stoftorus aan het licht kunnen brengen. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ VLA Makes First Direct Image of Key Feature of Powerful Radio Galaxies

27 maart 2019
Een team van astronomen, onder leiding van de Nederlander Pieter van Dokkum, heeft een tweede ‘ultradiffuus’ sterrenstelsel ontdekt dat vrijwel geheel uit normale materie (sterren, gas en stof) lijkt te bestaan (Astrophysical Journal Letters, 20 maart). Net als zijn voorganger DF2, waarvan het bestaan vrijwel precies een jaar geleden werd bekendgemaakt, bevindt het stelsel – DF4 – zich in de nabijheid van het elliptische stelsel NGC 1052. DF4 lijkt als twee druppels water op DF2. Het is net zo groot, heeft dezelfde vorm en oppervlaktehelderheid, bevindt zich op vrijwel dezelfde afstand en bevat ook een populatie van heldere bolvormige sterrenhopen. Het lijkt er dus op dat DF2 niet op zichzelf staat, en dat er een hele klasse van grote, zwakke sterrenstelsels bestaat die om de een of andere reden weinig of geen donkere materie bevatten. De twee ultradiffuse sterrenstelsels zijn opgespoord met de Dragonfly Telescope Array, een lenzenkijker bestaande uit 48 ‘gewone’ telelenzen. Dat ze geen donkere materie bevatten is vastgesteld met de Keck I-telescoop op Hawaï, waarmee de snelheden zijn gemeten van een aantal bolvormige sterrenhopen in de beide stelsels. Een goede verklaring voor het ‘luchtige’ karakter van deze sterrenstelsels is er nog niet. Tot nu toe gingen astronomen er eigenlijk van uit dat donkere materie een normaal ingrediënt van sterrenstelsels is. (EE)
→ Two New Studies Confirm That Galaxies Lacking Dark Matter Do in Fact Exist

19 maart 2019
Met het ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Noord-Chili is de straling gedetecteerd van grote hoeveelheden stof in het verre sterrenstelsel MACS0416_Y1, op 13,2 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eridanus. Door de grote afstand zien we het stelsel zoals het er 600 miljoen jaar na de oerknal uitzag. De ontdekking doet vermoeden dat er in dit stelsel 300 miljoen jaar na de oerknal al een geboortegolf van nieuwe sterren plaatsvond. Metingen met grote telescopen op aarde en in de ruimte laten zien dat de huidige sterren in het stelsel (ook nu vindt er een geboortegolf plaats) ca. vier miljoen jaar oud zijn. Volgens Japanse astronomen moet er echter een eerdere geboortegolf hebben plaatsgevonden. Stofdeeltjes ontstaan namelijk wanneer sterren aan het eind van hun leven supernova-explosies ondergaan, en in vier miljoen jaar tijd kan er nooit zo veel stof zijn gevormd als nu is waargenomen. In The Astrophysical Journal schrijven de onderzoekers nu dat de eerste geboortegolf waarschijnlijk 300 miljoen jaar na de oerknal van start ging, en ongeveer 100 miljoen jaar duurde. Daarna bleef het zo'n 200 miljoen jaar relatief rustig in MACS0416_Y1, totdat de huidige, tweede geboortegolf een aanvang nam. (GS)
→ The Rise and Fall of Ziggy Star Formation and the Rich Dust from Ancient Stars

18 maart 2019
Een internationaal team van astrofysici nam voor de eerste keer waar dat de jet van een quasar minder krachtig is op lange radiogolflengten dan eerder voorspeld. Deze ontdekking geeft nieuwe inzichten in de evolutie van quasar jets. De observatie deden ze met de internationale Low Frequency Array (LOFAR) telescoop, die hoge resolutie afbeeldingen maakte van de quasar 4C+19.44 meer dan 5 miljard lichtjaar verwijderd van de aarde. Superzware zwarte gaten, miljoenen keren zwaarder dan onze zon, bevinden zich in het centrale gebied van sterrenstelsels. Ze worden nog groter door nabijgelegen gas en stof aan te zuigen. Als de materie op hoge snelheid het zwarte gat invalt schijnt de materie helder en staat de bron bekend als een quasar. Een gedeelte van dit invallende gas en stof wordt niet verteerd, maar wordt in plaats daarvan naar buiten geschoten in de vorm van zogenaamde jets, ook wel straalstromen genoemd, die door het omringende sterrenstelsel heen miljoenen lichtjaren de intergalactische ruimte in schieten. Deze jets stralen fel op radiogolflengten en bestaan ​​uit deeltjes die versnellen tot bijna de snelheid van het licht. Het is nog onduidelijk hoe deze deeltjes een dergelijke hoge energie bereiken die niet haalbaar is op aarde. De ontdekking van de quasar 4C+19.44 geeft nieuwe inzichten in de balans tussen de energie in het gebied rondom de quasar en de energie aanwezig in de jet. Deze bevinding duidt op een intrinsieke eigenschap van de bron in plaats van op absorptie-effecten. Het impliceert dat het beschikbare energiebudget om deeltjes te versnellen en de balans tussen de energie opgeslagen in de deeltjes en in het magnetische veld, minder is dan verwacht. "Dit is een belangrijke ontdekking die de komende jaren zal worden gebruikt om simulaties van jets te verbeteren. We namen voor de eerste keer een nieuwe eigenschap van deeltjesversnelling waar in de energie van de quasar jets op lange radiogolflengten. Een onverwacht gedrag dat onze interpretatie van hun evolutie verandert.", Aldus prof. Francesco Massaro van de Universiteit van Turijn. "We wisten dat dit al ontdekt was in andere kosmische bronnen, maar het was nog nooit eerder in quasars waargenomen." Het internationale team van astrofysici had de jet van de quasar 4C+19.44 waargenomen op korte radiogolflengten, in zichtbaar licht en in röntgenstraling. Door de bijdrage van de LOFAR afbeeldingen konden astrofysici deze ontdekking doen. LOFAR is de eerste radiofaciliteit die op lange radiogolflengten werkt en die scherpe beelden produceert met een resolutie die vergelijkbaar is met die van de Hubble Space Telescope. "We hebben dit experiment kunnen uitvoeren dankzij de hoogste resolutie ooit behaald op deze lange radiogolflengten, mogelijk gemaakt door LOFAR." zei dr. Adam Deller, een astrofysicus van de Technische Universiteit van Swinburne, die heeft bijgedragen aan de LOFAR gegevensanalyse en beeldvorming van 4C +19.44, terwijl hij bij ASTRON in Nederland de kern is van de LOFAR samenwerking. Dr. Raymond Oonk, astronoom bij ASTRON en de Universiteit van Leiden en Dr. Javier Moldon, astronoom aan de Universiteit van Manchester, legden uit: "We hebben nieuwe kalibratietechnieken voor LOFAR ontwikkeld en dit heeft ons in staat gesteld om compacte radiostructuren in de quasar jet te onderscheiden, ook wel radioknopen (radio knots) genoemd, en hun uitgezonden licht te meten. Dit resultaat was onverwacht en vereist in de toekomst uitgebreider onderzoek. Nieuwe inzichten en aanwijzingen over deeltjesversnelling zullen binnenkort komen dankzij de internationale stations van LOFAR." De observatie uitgevoerd op de radio jet van 4C + 19,44 werd ontworpen door dr. D.E. Harris, leidinggevende van prof. Francesco Massaro, toen hij enkele jaren geleden werkte aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Hij voerde de waarneming uit in samenwerking met dr. Raffaella Morganti en zijn vrienden en collega's bij ASTRON. Hij kreeg nog de gelegenheid om voorlopige resultaten te zien voordat hij op 6 december 2015 overleed. Deze publicatie, gepubliceerd in het eerste maart nummer van The Astrophysical Journal, is ter nagedachtenis aan een carrière die een groot deel van de geschiedenis van de radioastronomie omvatte.
→ Origineel persbericht

13 maart 2019
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Japanse astronomen, heeft 83 nieuwe quasars ontdekt in het verre (en dus vroege) heelal. Quasars, de heldere kernen van sterrenstelsels, ontlenen hun energie aan zwarte gaten die miljoenen tot miljarden keren zoveel massa hebben als onze zon. Hoewel de kolossen zelf niet rechtstreeks waarneembaar zijn, verraden ze hun bestaan door de enorme hoeveelheid energie die zij genereren door grote hoeveelheden materie op te slokken. De 83 quasars zijn opgespoord bij een gerichte zoekactie met de Subaru-telescoop op Hawaï. Ze zijn allemaal ongeveer 13 miljard lichtjaar van ons verwijderd. De verste van het stel heeft een afstand van 13,05 miljard lichtjaar en behoort daarmee tot de drie verste quasars die we kennen. Vanwege de eindige snelheid van het licht, heeft het schijnsel van de verre quasars er ruwweg 13 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Ze geven dus een beeld van hoe het heelal eruitzag toen het meer dan tien keer zo jong was als nu. Uit de survey blijkt dat de gemiddelde afstand tussen de superzware zwarte gaten ruwweg een miljard lichtjaar bedraagt. Theoretisch werd het mogelijk geacht dat de vroege quasars zodanig veel energie produceerden, dat ze een belangrijke rol hebben gespeeld bij de ionisatie van het waterstofgas waarmee het heelal aanvankelijk gevuld was. Daarvoor lijken hun aantallen echter te gering te zijn geweest. (EE)
→ Astronomers Discover 83 Supermassive Black Holes in the Early Universe

5 maart 2019
Het Sigaarstelsel (M82), een zeer actief sterrenstelsel in het sterrenbeeld Grote Beer, vertoont een grote stervormingsactiviteit, maar ook een krachtige galactische wind: vanuit de kern van het stelsel stroomt gas en stof met hoge snelheid de intergalactische ruimte in. Nieuwe waarnemingen, verricht met SOFIA (een infraroodtelescoop aan boord van een vliegtuig), laten nu zien dat die galactische wind ook een magnetisch veld met zich mee trekt, tot minstens 2000 lichtjaar buiten de kern van het stelsel. SOFIA meet de ver-infraroodstraling van langgerekte stofdeeltjes, die zich oriënteren langs de magnetische veldlijnen. Het magnetisch veld vertoont dezelfde oriëntatie als de galactische wind - loodrecht op de centrale schijf van het stelsel.  De SOFIA-metingen werpen een nieuw licht op de evolutie van actieve sterrenstelsels. Vergelijkbare processen bij andere actieve sterrenstelsels kunnen in de jeugd van het heelal de oorzaak zijn geweest van de (relatief zwakke) magnetische velden in de intergalactische ruimte. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Galactic Wind Provides Clues to Evolution of Galaxies

26 februari 2019
Voor het eerst hebben astronomen een ultra-diffuus sterrenstelsel (ultra diffuse galaxy, UDG) ontdekt dat zich niet in een cluster bevindt. Daarmee komt de standaardtheorie voor het ontstaan van deze merkwaardige sterrenstelsels op de helling te staan. Ultra-diffuse sterrenstelsels zijn qua afmetingen vergelijkbaar met ons eigen Melkwegstelsel, maar ze bevatten honderd tot duizend maal zo weinig sterren, waardoor ze moeilijk detecteerbaar zijn. Tot nu toe zijn UDG's alleen aangetroffen in clusters van sterrenstelsels. Algemeen wordt aangenomen dat ze hun gasvoorraad (het materiaal waaruit sterren ontstaan) zijn kwijtgeraakt door interacties met andere sterrenstelsels in de cluster. DGSAT I, ontdekt door de 10-meter Keck-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, bevindt zich echter niet in een cluster. Het solitaire stelsel heeft bovendien een heel opmerkelijke chemische samenstelling. Het bevat vrijwel geen ijzer, maar wél een 'normale' hoeveelheid magnesium, terwijl die twee elementen toch allebei geproduceerd worden in het inwendige van sterren en vervolgens bij supernova-explosies de ruimte in geblazen worden. De nieuwe resultaten, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zetten dus niet alleen vraagtekens bij het ontstaan van UDG's, maar wijzen ook op het bestaan van onbekende processen die ertoe leiden dat het diffuse stelsel magnesium beter 'vasthoudt' dan ijzer. (GS)
→ Anemic Galaxy Reveals Deficiencies in Ultra-Diffuse Galaxy Formation Theory

21 februari 2019
Astronomen hebben met radiotelescopen op vijf continenten de aanwezigheid van een smalle straalstroom waargenomen die afkomstig is van de enige bekende bron van twee samensmeltende neutronensterren, ontdekt via zwaartekrachtgolven. Het resultaat wordt deze week gepubliceerd in Science. Vanuit Nederland nam zowel de Westerbork Radiotelescoop als de dataprocessor van JIVE deel aan de waarneemcampagne. Bij dit resultaat zijn bovendien astronomen betrokken van diverse instituten in Nederland (JIVE, Radboud Universiteit, TU Delft, Universiteit Leiden, SRON). De twee Amerikaanse LIGO-detectoren en de Europese Virgo-detector namen in augustus 2017 zwaartekrachtgolven waar van de botsing van twee neutronensterren. Neutronensterren zijn zeer compacte sterren met ruwweg de massa van de zon, maar de grootte van een stad als Amsterdam. GW170817 vond plaats in een sterrenstelsel op een afstand van 130 miljoen lichtjaar van de aarde, en is de enige versmelting van dit type die tot nu is waargenomen. Na de LIGO/Virgo-detectie richtten astronomen een scala aan telescopen op deze bron, over het hele elektromagnetisch spectrum (van gamma- en röntgen- tot optische en radiotelescopen). 200 dagen na de detectie ving een netwerk van telescopen in Europa, Afrika, Azië, Oceanië en Noord-Amerika radiostraling op van de straalstroom (jet) die afkomstig is van de gewelddadige botsing. Het internationale waarneemteam stond onder leiding van Giancarlo Ghirlanda van het National Institute for Astrophysics (INAF) in Italië. De neutronensterversmelting was de eerste gebeurtenis waarbij het mogelijk was om de detectie van zwaartekrachtgolven te koppelen aan een object dat licht uitzendt. Na de versmelting werd een grote hoeveelheid materiaal de ruimte in geslingerd, wat een schil rond het object vormde. De evolutie daarvan is door astronomen op diverse golflengten gevolgd. Een aantal vragen werd daarmee echter niet beantwoord. Teamleider Ghirlanda: ‘We verwachtten dat het materiaal deels via een jet zou worden uitgestoten maar het was onduidelijk of het door de omringende schil heen zou kunnen breken.’ Om die vraag te kunnen beantwoorden hadden de astronomen zeer gevoelige radio-opnamen met een heel hoge resolutie nodig. Daarbij gebruikten ze de techniek van de Very Long Baseline Interferometry (VLBI), die radiotelescopen over de hele wereld combineert. De astronomen keken op 12 maart 2018 in de richting van de bron met 33 radiotelescopen uit het Europese VLBI-netwerk, e-MERLIN in het VK, de Australian Long Baseline Array in Australië en Nieuw-Zeeland, en de Very Long Baseline Array in de VS. De data van deze waarneemcampagne werden met geavanceerde technieken verwerkt bij JIVE in Dwingeloo, Nederland, wat een beeld opleverde met een resolutie die is te vergelijken met het zien van een man op de maan vanaf de aarde. De expanderende schil of bel rond de bron heeft in deze vergelijking de afmeting van een vrachtwagen. Maar de VLBI-waarnemingen lieten een compacter beeld zien. ‘Dit komt overeen met de verwachting. We hebben de waarnemingen vergeleken met de modellen en alleen een straalstroom is compact genoeg om de waarnemingen te verklaren’, zegt coauteur Om Sharan Salafia (INAF). Het team stelde vast dat de jet evenveel energie bevat als alle sterren in onze Melkweg samen gedurende een jaar produceren. ‘En al die energie zat opgesloten in een straalstroom die maar 1 lichtjaar groot is’, merkt coauteur Zsolt Paragi (JIVE) op. Naar verwachting worden in de komende jaren meer neutronensterversmeltingen gedetecteerd. ‘Op basis van onze resultaten verwachten we dat minstens 10% van alle gebeurtenissen een jet zal produceren’, voegt coauteur Benito Marcote (JIVE) toe.
→ Oorspronkelijk persbericht

20 februari 2019
In de nabije Draaikolkstelsel (M51) en diens begeleider (M51b) zijn twee superzware zwarte gaten bezig om materie uit hun omgeving op te slokken. Daarbij komt röntgenstraling vrij, maar eigenlijk veel te weinig voor objecten van dit kaliber. Een bescheiden neutronenster in M51 steekt het tweetal in röntgenopzicht naar de kroon.  In het centrum van zowel M51 als M51b schuilt een zwart gat van miljoenen zonsmassa’s. De beide sterrenstelsels zijn bezig om samen te smelten, en dat zou ertoe moeten leiden dat er veel gas en stof naar hun centrale zwarte gaten stroomt.  Toch komt er relatief weinig röntgenstraling uit de kernen van de sterrenstelsels. Dat werd tot nu toe verklaard door aan te nemen dat hun zwarte gaten door zoveel stof en gas omgeven zijn, dat de straling wordt getemperd. Nieuw onderzoek, gebaseerd op gegevens van de röntgensatelliet NuSTAR, trekt deze verklaring echter in twijfel.  Met NuSTAR kunnen astronomen door het gas en stof rond de zwarte gaten heen kijken, en daarbij is vastgesteld dat ze dan nog steeds minder röntgenstraling produceren dan verwacht. Onduidelijk is of dit blijvend zo is of dat hun röntgenhelderheid in de toekomst (weer) zal toenemen.  Verrassend genoeg laten de NuSTAR-gegevens zien dat een miljoenen keren kleiner object in M51 bijna net zo veel röntgenstraling produceert als de superzware zwarte gaten. Het gaat om een neutronenster, het compacte restant van een ster die als supernova is geëxplodeerd.  Neutronensterren staan erom bekend dat ze veel straling kunnen produceren, maar die in M51 is helderder dan gemiddeld: hij behoort tot de klasse van de ultraheldere neutronensterren. Berekeningen laten zien dat de intense straling van dergelijke neutronensterren kan worden veroorzaakt door sterkte magnetische velden. (EE)
→ In Colliding Galaxies, a Pipsqueak Shines Bright

17 februari 2019
Een internationaal team van meer dan 200 astronomen uit 18 landen heeft de eerste fase gepubliceerd van een grote nieuwe, ongekend gevoelige radiosurvey van de hemel die is uitgevoerd met de Low Frequency Array (LOFAR) telescoop. De survey toont honderdduizenden nooit eerder waargenomen sterrenstelsels en werpt nieuw licht op tal van onderzoeksterreinen, waaronder de fysica van zwarte gaten en de evolutie van clusters van sterrenstelsels. Het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics heeft een speciaal nummer gewijd aan de eerste 26 onderzoeksartikelen die de survey en zijn eerste resultaten beschrijven. De radioastronomie toont processen in het heelal die we met optische instrumenten niet kunnen waarnemen. Bij het eerste deel van de hemelsurvey heeft LOFAR een kwart van de noordelijke hemel op lage radiofrequenties waargenomen. Ongeveer tien procent van deze gegevens is nu openbaar gemaakt. De vrijgegeven data omvatten 300.000 bronnen, bijna allemaal sterrenstelsels in het verre heelal. Hun radiosignalen hebben miljarden lichtjaren afgelegd voordat ze de aarde bereikten.Huub Röttgering van de Universiteit Leiden: ‘Als we een radiotelescoop op de hemel richten zien we voornamelijk straling uit de onmiddellijke omgeving van enorme zwarte gaten. Met LOFAR hopen we het antwoord te vinden op de fascinerende vraag waar al deze zwarte gaten vandaan komen.' Wat we al weten is dat zwarte gaten nogal slordige eters zijn. Wanneer er gas op hen valt, stoten ze jets van materie uit die op radiogolflengten waarneembaar zijn. Philip Best van de Universiteit van Edinburgh (VK) voegt daaraan toe: ‘LOFAR heeft een uitzonderlijke gevoeligheid en daardoor kunnen we zien dat de meest massarijke sterrenstelsels stuk voor stuk jets vertonen. Dat betekent dat hun zwarte gaten onophoudelijk aan het ‘eten' zijn.'Clusters zijn groepen van honderden tot duizenden sterrenstelsels. Al tientallen jaren is bekend dat wanneer twee van die clusters samensmelten, ze over afstanden van miljoenen lichtjaren radio-emissie kunnen produceren. Vermoed wordt dat deze straling afkomstig is van deeltjes die tijdens het samengaan van de clusters worden versneld. Amanda Wilber van de Universiteit van Hamburg (Duitsland) licht dat nader toe: ‘Met radiowaarnemingen kunnen we straling detecteren van het ijle medium tussen de sterrenstelsels. Deze straling wordt opgewekt door krachtige schokken en turbulentie. LOFAR stelt ons in staat om veel meer van deze bronnen te detecteren en te begrijpen wat hen aandrijft.' Annalisa Bonafede van de Universiteit van Bologna en INAF (Italië) voegt daaraan toe: ‘Wat we met LOFAR beginnen te zien is dat ook sommige clusters die níét samensmelten deze emissie vertonen, zij het op een heel laag niveau dat voorheen niet detecteerbaar was. Deze ontdekking vertelt ons dat er, naast onderlinge fusies, ook andere verschijnselen bestaan die een grootschalige versnelling van deeltjes kunnen veroorzaken.'‘Overal in het heelal kom je magnetisch velden tegen, en we willen begrijpen hoe dit komt. Het meten van magnetische velden in de intergalactische ruimte is vaak moeilijk, omdat zij heel erg zwak zijn. De ongekende nauwkeurigheid van de LOFAR-waarnemingen heeft ons in staat gesteld om het effect te meten van kosmische magnetische velden op radiogolven van een reusachtig radiosterrenstelsel met een diameter van 11 miljoen lichtjaar. Dit onderzoek laat zien hoe we LOFAR kunnen gebruiken om de oorsprong van kosmische magnetische velden beter te leren begrijpen', legt Shane O'Sullivan van de Universiteit van Hamburg uit. Het maken van laagfrequente radiokaarten van de hemel kost aanzienlijke hoeveelheden telescoop- en rekentijd, en er zijn grote teams nodig om de verzamelde gegevens te analyseren. ‘LOFAR produceert enorme hoeveelheden data - we moeten het equivalent van tien miljoen dvd's met gegevens verwerken. De LOFAR-surveys zijn onlangs mogelijk geworden dankzij een wiskundige doorbraak in de wijze waarop we de interferometrie begrijpen', zegt Cyril Tasse van de radioastronomische waarneempost van de Sterrenwacht van Parijs in Nançay (Frankrijk).‘We hebben samengewerkt met SURF in Nederland om de enorme hoeveelheden data op efficiënte wijze om te zetten in beelden van hoge kwaliteit. Deze beelden zijn nu openbaar en zullen astronomen in staat stellen om de evolutie van sterrenstelsels ongekend gedetailleerd te onderzoeken', zegt Timothy Shimwell van ASTRON en de Universiteit Leiden. Het reken- en datacentrum van SURF, dat bij SURFsara in Amsterdam is ondergebracht, werkt voor 100 procent op duurzame energie en slaat meer dan 20 petabytes aan LOFAR-data op. ‘Dat is meer dan de helft van alle gegevens die de LOFAR-telescoop tot op heden heeft verzameld. Het is de grootse verzameling van astronomische gegevens ter wereld. Het verwerken van al die data stelt wetenschappers voor een grote uitdaging. Wat normaal gesproken eeuwen aan rekentijd op een gewone computer had gekost, is met behulp van het snelle rekencluster (Grid) en onze expertise in minder dan een jaar verwerkt', zegt Raymond Oonk (SURFsara).De LOFAR-telescoop, de Low Frequency Array, heeft het unieke vermogen om de hemel gedetailleerd in kaart te brengen op metergolflengten. LOFAR wordt beheerd door ASTRON en geldt als de voornaamste telescoop in zijn soort. ‘Deze hemelkaart zal een prachtige wetenschappelijke nalatenschap voor de toekomst zijn. Het siert de ontwerpers van LOFAR dat deze telescoop zo goed presteert', zegt Carole Jackson, algemeen directeur van ASTRON.De 26 onderzoeksartikelen in het speciale nummer van Astronomy & Astrophysics zijn gebaseerd op slechts de eerste twee procent van de hemelsurvey. Het team streeft ernaar om gevoelige hoge-resolutiebeelden van de hele noordelijke hemel te maken, waarop alles bij elkaar 15 miljoen radiobronnen te zien zullen zijn. ‘Stel je eens voor welke ontdekkingen dat kan opleveren. Ik kijk ernaar uit', zegt Jackson. ‘Daartussen zullen de eerste zware zwarte gaten zitten die zich vormden toen het heelal nog maar een ‘baby' was, van slechts een paar procent van zijn huidige leeftijd', voegt Röttgering daaraan toe.
→ Origineel persbericht

7 februari 2019
Aan de hand van gegevens van de Europese satelliet Gaia hebben astronomen een nieuw tijdschema gemaakt voor de botsing tussen het Andromedastelsel (M31) en onze eigen Melkweg. Daarbij is ook de invloed van het kleinere Driehoekstelsel (M33) in rekening gebracht. Gaia heeft de afzonderlijke posities en snelheden van duizenden sterren in de beide extragalactische stelsels gemeten. Daaruit kunnen niet alleen de ruimtelijke bewegingen van de stelsels worden afgeleid, maar ook hun rotatiesnelheden – iets wat nog niet eerder was gelukt. Door de nieuwe meetwaarden te combineren met al beschikbare gegevens, hebben de astronomen kunnen vaststellen hoe M31 en M33 ten opzichte van elkaar en ten opzichte van het Melkwegstelsel bewegen. Vervolgens is berekend hoe de trage dans tussen de drie stelsels zich de komende miljarden jaren zal ontwikkelen. De modellen laten zien dat M33 bezig is om voor de eerste keer naar M31 toe te vallen. Het stelsel beweegt dus niet in een lange omloopbaan om M31, wat ook een mogelijkheid was. Het gevolg hiervan is dat de beweging van het Andromedastelsel iets zal afwijken ten opzichte van eerdere berekeningen. De botsing met het Melkwegstelsel zal daardoor eerder schampend zijn dan frontaal. Ook komt de botsing later dan gedacht: niet over 3,9 miljard jaar, maar over 4,5 miljard jaar. (EE)
→ Gaia clocks new speeds for Milky Way-Andromeda collision http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia/

6 februari 2019
Met de Europese Very Large Telescope is een zogeheten Herbig-Haro-object gefotografeerd in de Grote Magelhaense Wolk. Een Herbig-Haro-object is een straal van materie die door een jonge ster – in dit geval een object van ongeveer twaalf zonsmassa’s – is uitgestoten. Het is voor het eerst dat zo’n ‘jet’ buiten onze Melkweg in zichtbaar licht is waargenomen. De Grote Magelhaense Wolk is een satellietstelsel van de Melkweg dat vooral vanaf het zuidelijk halfrond goed te zien is. Met een afstand van slechts ongeveer 160.000 lichtjaar ligt het praktisch voor onze deur. Niet alleen ligt de GMW dicht bij huis, we zien zijn enige spiraalarm ook nog eens van bovenaf, waardoor astronomen goed zicht hebben op de daarin aanwezige stervormingsgebieden. Het recent ontdekte Herbig-Haro-object – HH 1177 – is aangetroffen in het stervormingsgebied N180 B, waar ESO vandaag een schitterende opname heeft vrijgegeven. Met een lengte van bijna 33 lichtjaar is het een van de langste jets van dit type die ooit zijn waargenomen. De jet is sterk gecollimeerd: hij wordt naar het uiteinde toe nauwelijks breder. Herbig-Haro-objecten geven inzicht in de vroege levensfasen van sterren. Jonge sterren zijn omgeven door een accretieschijf waarin zich materiaal ophoopt dat de ster uit zijn omgeving verzamelt. Niet al het gas in de accretieschijf bereikt de ster: een deel ervan wordt in de vorm van twee jets loodrecht op de schijf terug de ruimte in geblazen. Astronomen hebben ontdekt dat zowel zware als lichte sterren gecollimeerde jets zoals HH 1177 uitstoten. Dat doen ze ongeveer op dezelfde manier, wat erop wijst dat de vorming van zware sterren op vergelijkbare wijze verloopt als die van hun lichtere tegenhangers. (EE)
→ Bellen van gloednieuwe sterren

31 januari 2019
Astronomen die de Hubble-ruimtetelescoop gebruikten om de bolvormige sterrenhoop NGC 6752 te onderzoeken, hebben een onverwachte vondst gedaan. Ze ontdekten een dwergsterrenstelsel in onze kosmische achtertuin, slechts 30 miljoen lichtjaar hier vandaan (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters). Aan de rand van het beeldveld van de Advanced Camera for Surveys waarmee NGC 6752 werd bekeken, was een compacte verzameling sterren te zien. Uit nadere inspectie bleek dat deze sterren geen deel uitmaken van de sterrenhoop, die tot onze eigen Melkweg behoort, maar zich miljoenen lichtjaren verder weg bevinden. Het langwerpige sterrenstelsel, dat de bijnaam Bedin 1 heeft gekregen, is van bescheiden afmetingen. Zijn lengte bedraagt slechts 3000 lichtjaar. Het lijkt te gaan om een sferoïdaal dwergstelsel – een sterrenstelsel dat niet veel licht produceert en voornamelijk uit oude sterren bestaat. Uit de eigenschappen van die sterren leiden astronomen af dat het stelsel ongeveer 13 miljard jaar oud is – bijna net zo oud als het heelal. Waarschijnlijk gaat het om een galactisch ’fossiel’: een klein sterrenstelsel dat miljarden jaren uit de greep van grotere sterrenstelsels is gebleven en niet – zoals de meeste van zijn soortgenoten – is opgeslokt. (EE)
→ Hubble Fortuitously Discovers a New Galaxy in the Cosmic Neighbourhood

31 januari 2019
Sterrenkundigen hebben uit het gerimpelde radiosignaal van een ontplofte ster afgeleid hoe de supernova-in-wording en zijn begeleidende ster om elkaar heen bewogen. De ontdekking is het gevolg van een toevallige ontmoeting van de Leidse sterrensimulatiespecialist Simon Portegies Zwart met een Israëlische sterrenkundige Almog Yalinewic bij de lift van het Canadian Institute for Theoretical Astrophysics van de universiteit van Toronto. Het artikel dat de bevindingen beschrijft, is geaccepteerd voor publicatie in the Astrophysical Journal Letters. Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) noemt de publicatie een gelukstreffer: ‘Bij de lift van het instituut in Canada waar ik te gast was, kwam ik postdoc Almog Yalinewich tegen. Hij staarde zuchtend naar een grafiek met rimpelingen in de radiostraling van supernova SN 1979C.’ Portegies Zwart en Yalinewich raakten aan de praat en besloten om het probleem met simulaties te lijf te gaan op de Leidse supercomputer van Portegies Zwart. De onderzoekers lieten de supercomputer verschillende scenario’s doorrekenen. Ze vergeleken de simulatieresultaten vervolgens met de tien jaar aan gegevens die van supernova SN1979C beschikbaar zijn. Uiteindelijk konden de onderzoekers laten zien dat de supernova waarschijnlijk is veroorzaakt door een ster die ongeveer achttien keer zwaarder is dan de zon. Bovendien moet er voorafgaand aan de explosie een begeleidende ster van vijf tot twaalf zonsmassa's rond de supernova-in-wording hebben gedraaid. De begeleidende ster, zo wijzen de simulaties uit, zou ongeveer elke tweeduizend jaar een rondje rond die supernova-in-spe moeten hebben gedraaid. Volgens Portegies Zwart is het onderzoek nuttig voor andere sterrenkundigen. ‘Het is eigenlijk de enige manier om iets van de begeleidende ster te weten te komen voorafgaand aan de supernova. Normaal gesproken gaat die kennis verloren tijdens de supernova.’
→ Volledig persbericht

24 januari 2019
Een nieuwe foto, gemaakt met de Hubble-ruimtetelescoop, laat zien hoe een sterrenstelsel op 330 miljoen lichtjaar van de aarde grote hoeveelheden gas kwijtraakt. Het spiraalvormige sterrenstelsel, dat de aanduiding D100 heeft gekregen, maakt deel uit van de zogeheten Coma-cluster – een samenscholing van duizenden sterrenstelsels. D100 duikt in de richting van het centrum van de cluster en moet zich daarbij een weg banen door het intergalactische medium – de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels. Dat verloopt klaarblijkelijk niet zonder slag of stoot: er ontsnapt een lang, dun spoor van gas uit de kern van het stelsel. Gas is de grondstof voor de vorming van sterren. Zodra D100 al zijn gas kwijt is, komen er dus geen nieuwe sterren meer bij. De oorzaak van het gasverlies ligt bij een groepje elliptische reuzenstelsels dat deel uitmaakt van dezelfde cluster. Met hun gezamenlijke zwaartekracht trekken ze het belaagde spiraalstelsel naar het hart van de cluster. Onderweg daarnaartoe moet D100 zich een weg banen door de ijle materie die de ruimte tussen de stelsels vult. Deze beweging verdrijft het gas uit het stelsel. Geschat wordt dat het gasverlies van D100 ongeveer 300 miljoen jaar geleden is begonnen. Het is niet het enige stelsel dat dit lot ondergaat, maar de ‘gasstaart’ van D100 met een lengte van bijna 200.000 lichtjaar en een breedte van slechts 7000 lichtjaar wel uitzonderlijk lang en dun. (EE)
→ Hubble Sees Plunging Galaxy Losing Its Gas

24 januari 2019
Astronomen van het Instituto de Astrofísica de Canarias hebben bijna drie jaar gewerkt aan wat wel de ‘diepste opname van het heelal’ wordt genoemd. Het gaat in feite om een verbeterde versie van de foto van het zogeheten Hubble Ultra-Deep Field (HUDF), dat door de Hubble-ruimtetelescoop is vastgelegd. De nieuwe foto is gebaseerd op de oorspronkelijke Hubble-opnamen. Door het procédé van het samenvoegen van de afzonderlijke opnamen te verbeteren, is het de astronomen gelukt om veel licht uit de buitengebieden van de grootste sterrenstelsels in het HUDF terug te winnen. Na afloop bleken sommige van deze stelsels bijna twee keer zo groot als tot nu toe werd gedacht. Het HUDF is een combinatie van honderden Hubble-opnamen. Het beslaat een piepklein stukje hemel aan de zuidelijke hemel en omvat naar schatting 10.000 sterrenstelsels op afstanden tot 13 miljard lichtjaar. De eerste opnamen werden gemaakt tussen september 2003 en januari 2004. Vanaf 2009 zijn daar infrarood- en ultravioletopnamen van hetzelfde hemelgebied aan toegevoegd. De ‘knip en plak’-methode die daarbij is gebruikt was echter niet zo geschikt om zwakke uitgestrekte objecten zichtbaar te maken. Dat is bij deze nieuwe versie rechtgezet. (EE)
→ Making the Hubble’s deepest images even deeper

23 januari 2019
Het licht dat vrijkomt uit de omgeving van de eerste superzware zwarte gaten in het heelal is zo intens dat het waarneembaar is tot op de allergrootste afstanden. Toch weten we nog steeds niet precies hoe deze kolossen zijn gevormd. Een nieuw internationaal onderzoek biedt mogelijk uitkomst. Met behulp van computersimulaties hebben astronomen ontdekt dat wanneer de ‘groei’ van een jong sterrenstelsel extreem snel verloopt, er enorm zware sterren worden gevormd die na een kort bestaan ‘instorten’ tot zwarte gaten (Nature, 24 januari). Een en ander speelt zich af in de prille begintijd van het heelal, toen grote hoeveelheden donkere materie zogeheten halo’s hadden gevormd. Deze donkere halo’s trokken gas – normale materie dus – uit hun omgeving aan. Zo ontstonden de eerste sterrenstelsels. Uit de computersimulaties blijkt dat het toestromende gas lang niet altijd tot de vorming van grote aantallen ‘normale’ sterren leidde. In veel gevallen ontstonden sterren van ruwweg 10.000 zonsmassa's die niet veel later in zwarte gaten veranderden. En dat gebeurde – anders dan tot nu toe werd aangenomen – niet alleen in gebieden die blootstonden aan de intense ultraviolette straling van naburige sterrenstelsels, die het stervormingsproces hindert. Nadere inspectie liet zien dat de halo’s waarin zich deze zwarte gaten vormden een snelle groei hadden doorgemaakt. Die snelle toestroom van gas lijkt de cruciale factor te zijn voor de productie van zeer zware zwarte gaten. Ook de uv-straling uit de omgeving speelt een rol, maar die is – in deze computersimulaties althans – van ondergeschikte betekenis. Volgens de onderzoekers voltrok dit scenario zich vaak genoeg om de waargenomen aantallen superzware zwarte gaten in zowel het huidige als het vroege heelal te kunnen verklaren. De computersimulaties wijzen er verder op dat er in de begintijd van het heelal veel meer zware zwarte gaten zijn gevormd dan tot nu toe werd aangenomen. (EE)
→ Birth of massive black holes in the early universe revealed

21 januari 2019
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory zijn voor het eerst nauwkeurige metingen verricht aan de temperaturen van verschillende elementen in het schokfront van een supernova, inclusief zware atomen als silicium en ijzer. Daarbij bleek er - precies zoals theoretisch werd voorspeld - een verband te bestaan tussen die temperatuur en het atoomgewicht van het betreffende element. Voor het onderzoek, deze week gepubliceerd in Nature Astronomy, werden Chandra-waarnemingen aan het restant van supernova 1987A gecombineerd met gedetailleerde driedimensionale computersimulaties van de sterexplosie. Bij de uitbarsting (op 167.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk) werd sterrengas met een snelheid van tien procent van de lichtsnelheid de ruimte in geblazen, waarbij het in botsing kwam met koeler, langzamer bewegend gas dat in een eerder evolutiestadium van de ster al was uitgestoten. In het resulterende schokfront steeg de temperatuur van dat langzamer bewegende gas zo sterk dat het röntgenstraling begon uit te zenden. De bevestiging van de relatie tussen atoomgewicht en temperatuur in de schokfronten rond supernova's kan in de toekomst gebruikt worden om het supernova-proces beter te begrijpen en te modelleren. (GS)
→ How hot are atoms in the shock wave of an exploding star?

16 januari 2019
Het is een internationaal team van sterrenkundigen met daarbij onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam gelukt om de start van een gammaflits te volgen. De astronomen hielden de daarmee gepaard gaande supernova SN 2017iuk met meerdere telescopen in de gaten vanaf anderhalf uur na de detectie van de gammaflits op 5 december 2017. Nooit eerder werd het supernovasignaal zo snel en uitgebreid na de gammaflits geregistreerd (Nature, 17 januari). Het onderzoek van de astronomen begint op 5 december 2017 als de zogeheten Burst Alert Telescope (BAT) op de Swift-satelliet alarm slaat. De BAT registreert een gammaflits met een duur van zo’n drie minuten. Een röntgentelescoop, ook aan bord van Swift, stelt vast dat de gammastraling komt van een ontploffende ster in de buitenste delen van een groot spiraalstelsel op zo’n vijfhonderd miljoen lichtjaar afstand van de aarde – relatief dichtbij voor een gammaflits. Binnen anderhalf uur na het eerste signaal worden telescopen uit Spanje, de VS, Polen en Chili op de supernova gericht. Ook de X-shooter-spectrograaf op de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili richt zijn vizier op SN 2017iuk/GRB 171205A. Een internationale onderzoeksgroep, geleid door Luca Izzo en Antonio de Ugarte Postigo van het Instituto de Astrofisica de Andalucia (Spanje), analyseert vervolgens de gegevens die van de exploderende ster komen. Tijdens de eerste dag van de ontploffing blijkt er een straalstroom van materie weg te schieten met een snelheid van 115.000 kilometer per seconde (ongeveer een derde van de lichtsnelheid). Daarna verliest deze zogeheten relativistische jet energie en snelheid. Ondertussen vormt zich een cocon rond de jet met daarin elementen zoals silicium, calcium, ijzer, titaan, chroom en nikkel. Die elementen zijn in de ineenstortende kern van de ster gevormd en worden naar buiten gestuwd. De ster, oorspronkelijk tientallen keer zo zwaar als onze zon, zal waarschijnlijk als zwart gat eindigen.
→ Volledig persbericht

14 januari 2019
Onderzoekers van de universiteit van Genève hebben, in samenwerking met een team van Chinese astronomen, ontdekt dat fotonen die tijdens de vorming van een zwart gat worden gegenereerd wanordelijk zijn. Dat wil zeggen: op het ene moment zijn ze sterker gepolariseerd dan op het andere (Nature Astronomy, 14 januari). De ontdekking is gedaan met behulp van een meetinstrument aan boord van het Chinese ruimtestation Tiangong 2. Met dit instrument is gekeken naar de gammastraling die vrijkomt bij een zogeheten gammaflits – een kortstondige uitbarsting van intense gammastraling die vrijkomt bij een hevige supernovaexplosie. Bij dit proces stort de kern van een zware ster ineen tot een zwart gat. Anders dan theoretisch was verwacht laten de eerste meetresultaten zien dat de energierijke fotonen die bij een gammaflits vrijkomen noch volledig chaotisch, noch volledig georganiseerd zijn. Het ene moment oscilleren ze allemaal in dezelfde richting, het volgende moment weer niet. In jargon: de straling is afwisselend sterk en minder sterk gepolariseerd. De polarisatie van de gammastraling geeft inzicht in de processen die zich tijdens zo’n gammaflits afspelen – met de name in de vorming van een jet van relativistische deeltjes. Als de straling sterk gepolariseerd is, dan wijst dat erop dat de bron van de gammafotonen een sterk en ordentelijk magnetisch veld is, dat in de nasleep van de vorming van het zwarte gat werd gevormd. Zijn de fotonen niet gepolariseerd, dan komen de fotonen uit een chaotischere omgeving. Deze ontdekking wijst erop dat terwijl de explosie zich voltrekt er iets gebeurt wat de polarisatie van de gammafotonen verstoord. Wat dat ‘iets’ is, is echter onduidelijk. (EE)
→ The Orderly Chaos of Black Holes

14 januari 2019
De kolossale zwarte gaten die in de kernen van de meeste sterrenstelsels worden aangetroffen zouden op twee manieren kunnen groeien: door passerende sterren aan flarden te trekken en te verslinden of door zich te voeden met de materie die zich in een omringende ‘accreteschijf’ heeft verzameld. Bij nieuw onderzoek zijn echter voorbeelden gevonden van een derde manier (Nature Astronomy, 14 januari). Wanneer een superzwaar zwart gat wordt gevoed vanuit een materieschijf, dan is dat een gelijkmatig proces. Zo’n zwart gat vertoont gedurende vele jaren een min of meer gelijkmatige activiteit, waarbij zichtbaar licht, ultraviolette straling en röntgenstraling vrijkomen. Bij het verslinden van een ster – de officiële term is ‘tidal disruption event’ – ontstaat een grote stralingspiek van slechts enkele maanden. Met diverse instrumenten, waaronder de röntgensatellieten Swift en NuSTAR, zijn nu echter ook gematigde uitbarstingen in de omgeving van superzware zwarte gaten waargenomen die meer dan een jaar aanhouden. Een goede verklaring voor dit soort uitbarstingen hebben de ontdekkers nog niet: geen van de meest gangbare scenario’s voor dit soort activiteit lijkt bij deze specifieke gevallen te passen. (EE)
→ LCO Works With NASA and the International Space Station in Black Hole Discovery

10 januari 2019
Een groot internationaal onderzoeksteam is dichter bij de verklaring gekomen van een geheimzinnig helder object dat afgelopen zomer opdook aan de noordelijke hemel. Op 16 juni 2018 zagen twee telescopen op Hawaï het object, dat officieel AT2018cow heet maar ook wel ‘The Cow’ wordt genoemd, snel oplichten en bijna even snel weer uitdoven. Door de gegevens van een breed scala instrumenten, waaronder radio- en röntgentelescopen, te combineren zijn de astronomen nu tot het sterke vermoeden gekomen dat zij getuige zijn geweest van het moment waarop een zware ster is ineengestort tot een zwart gat of neutronenster. De opmerkelijk heldere gloed van het object zou afkomstig zijn van het stellaire ‘puin’ dat rond het compacte object achterbleef. Van meet af aan was duidelijk dat er iets bijzonders aan de hand was met The Cow. Het object gedroeg zich simpelweg niet als een ‘gewone’ supernova. Op de eerste plaats was hij binnen enkele dagen 10 tot 100 keer zo helder als een supernova en bovendien was hij binnen twee weken – ongekend snel – alweer zo goed als uitgedoofd. In zijn spectrum werden duidelijke sporen van waterstof en helium gevonden, wat aangaf dat er wel degelijk een stellair object bij betrokken was. Het onderzoek van The Cow werd vergemakkelijkt door het feit dat er rondom het uiteindelijk gevormde object tien keer zo weinig stellair puin achterbleef dan bij een normale supernova-explosie. Hierdoor hadden radio- en röntgentelescopen goed zich op de ‘centrale motor’ van het object, dat de kenmerken vertoont van een zwart gat of neutronenster. Ook gunstig was dat het verschijnsel zich afspeelde in een klein sterrenstelsel op ‘slechts’ 200 miljoen lichtjaar van de aarde. Hoewel een supernova als AT2018cow nog nooit eerder was waargenomen, gaan de astronomen ervan uit dat ze in de toekomst nog meer van deze verschijnselen gaan zien. Momenteel zijn er diverse surveys gaande die ook bedacht zijn op oplichtende objecten die veel korter waarneembaar zijn dan de gemiddelde supernova. De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ Birth of a black hole or neutron star captured for first time

10 januari 2019
Astronomen hebben ontdekt welk soort ster ervoor heeft gezorgd dat een witte dwergster op 545 miljoen lichtjaar van de aarde op explosieve wijze aan zijn einde kwam. Na de gebeurtenis, die bekendstaat als supernova 2015cp, werd waterstofrijk materiaal waargenomen dat moet hebben toebehoord aan een begeleidende ster die de witte dwerg met materie heeft overvoerd. SN 2015cp was een supernova van type Ia. De kolossale explosies van dit type spelen zich af in dubbelstersystemen waarin een witte dwerg een kritische massa bereikt. Dat kan gebeuren doordat hij met zijn begeleider – eveneens een witte dwerg – in botsing komt. Een andere mogelijkheid is dat de begeleider een normale ster is die materie aan de witte dwerg overdraagt. Een witte dwerg is het compacte restant van een uitgeputte ster die zijn buitenste lagen heeft afgestoten. Uit de waarnemingen van het stellaire materiaal dat achterbleef na SN 2015cp leiden de astronomen af dat de begeleider voordat de witte dwerg explodeerde grote hoeveelheden materie had uitgestoten. Dat bewijst dat dit niet ook een witte dwerg kan zijn geweest: die bevatten geen waterstof. Vermoedelijk betrof het een rode reuzenster: een normale ster die aan het einde van zijn bestaan is opgezwollen ten gevolge van ‘brandstoftekort’. Het materiaal van de ontploffende witte dwerg is met bijna tien procent van de lichtsnelheid tegen de stermaterie aan geklapt, waardoor dit ultraviolette straling is gaan uitzenden. Deze straling werd twee jaar na de explosie gedetecteerd met onder meer de Hubble-ruimtetelescoop. Tegelijk met SN 2015cp hebben de astronomen nog bijna zeventig andere supernova-resten van enkele jaren oud onderzocht. Daarbij stelden ze vast dat hooguit zes procent van alle supernova’s van type Ia door zo’n morsende stellaire begeleider zijn veroorzaakt. Het merendeel van deze explosies wordt toegeschreven aan botsingen tussen twee witte dwergen. Het onderzoek van supernova’s van type Ia is van bijzonder belang, omdat deze objecten een cruciale rol spelen bij de afstandsbepaling in het heelal. De resultaten van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ Astronomers find signatures of a ‘messy’ star that made its companion go supernova

9 januari 2019
Met behulp van de röntgensatelliet Chandra hebben astronomen bijzonder gedrag waargenomen van de ‘jet’ van superzware zwarte gat in het hart van het sterrenstelsel Cygnus A. Deze straalstroom van energierijke deeltjes is afgeketst aan een muur van heet gas en heeft even verderop een gat geslagen in de gaswolk. Cygnus A is een groot sterrenstelsel in het centrum van een cluster op 760 miljoen lichtjaar van de aarde. Het rondwentelende superzware zwarte gat in het hart van het stelsel slokt materie uit zijn omgeving op en blaast een deel ervan in de vorm van twee bundels van energierijke deeltjes terug de ruimte in. Na een reis van meer dan 200.000 lichtjaar worden deze zogeheten jets afgeremd door het hete intergalactische gas dat Cygnus A omhult. Daarbij zijn aan weerszijden van het zwart gat twee enorme wolken van energierijke deeltjes ontstaan die röntgen- en radiostraling uitzenden. Nieuwe Chandra-beelden laten zien dat een van de jets, na te zijn afketst, een gat heeft geslagen in de omringende deeltjeswolk. Het gat is 50.000 tot 100.000 lichtjaar diep en 26.000 lichtjaar breed. Hoe dat gat precies is ontstaan, is nog onduidelijk. Wetenschappers zijn nog bezig om uit te puzzelen welke vormen van energie – kinetische energie, warmte of straling – de jet van Cygnus A meevoert. Dat is bepalend voor de wijze waarop zo’n jet zich gedraagt. (EE)
→ Ricocheting Black Hole Jet Discovered by Chandra

9 januari 2019
Astronomen hebben, met behulp van de Europese röntgensatelliet XMM-Newton, waargenomen hoe een superzwaar zwart gat op 300 miljoen lichtjaar van de aarde een ster heeft opgeslokt. Daarbij hebben ze kunnen vaststellen hoe snel dit zwarte gat om zijn as wentelt (Science, 9 januari). In het centrum van zo’n beetje elk volwaardig sterrenstelsel schuilt een kolossaal zwart gat. Sterren die zich te dicht in de buurt van dit object wagen worden letterlijk aan flarden getrokken. De vrijgekomen stermaterie spiraal vervolgens naar het zwarte gat toe, wordt extreem heet en zendt intense röntgenstraling uit. Op 22 november 2014 hebben astronomen zo’n gebeurtenis, die in elk stelsel maar eens in de ongeveer 100.000 jaar plaatsvindt, waargenomen. Deze werd voor het eerst opgemerkt door de All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASASSN) – een mondiaal netwerk van 20 autonoom werkende telescopen dat de hemel afspeurt naar plotseling oplichtende objecten. Vervolgens is het verschijnsel, dat te boek staat als ASASSN-14li, met drie grote röntgentelescopen in de ruimte waargenomen. Uit de waarnemingen blijkt dat het röntgensignaal van ASASSN-14li gedurende ruim een jaar regelmatige fluctuaties vertoonde met een periode van 131 seconden. Door deze informatie te combineren met de bekende massa (minstens 1 miljoen zonsmassa’s) van het zwarte gat, konden de astronomen berekenen dat dit met ongeveer 50 procent van de lichtsnelheid om zijn as tolt en dat het signaal afkomstig was van dicht bij de zogeheten waarnemingshorizon van het zwarte gat. Het fluctuerende röntgensignaal wordt veroorzaakt door stermateriaal dat (tijdelijk) in de binnenste stabiele omloopbaan rond het zwarte gat cirkelt. Uiteindelijk wordt deze materie opgeslokt door het zwarte gat, en verdwijnt het signaal. (EE)
→ XMM-Newton Captures Final Cries of Star Shredded by Black Hole

9 januari 2019
Astronomen hebben een nieuwe verre quasar ontdekt. Het licht van het object heeft er 12,8 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Normaal gesproken zou zijn schijnsel bij aankomst onwaarneembaar zwak zijn geweest, maar het zwaartekrachtlenseffect van een tussenliggend sterrenstelsel heeft het licht van de quasar met een factor 50 versterkt. Nooit eerder werd een quasar van deze helderheid op zo’n grote afstand waargenomen. Quasars zijn de heldere kernen van (doorgaans) zeer verre sterrenstelsels. Vermoed wordt dat zij hun grote helderheid te danken hebben aan een superzwaar zwart gat dat bezig is om stermaterie op te slokken. De grote helderheid van quasar J043947.08+163415.7 wijst erop dat ook hij zijn energie ontleend aan een centraal zwart gat. Onderzoek van het spectrum van de quasar heeft laten zien dat dit zwarte gat 700 miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. De detectie van de verre heldere quasar wordt als een belangrijke ontdekking gezien. Op theoretische gronden werd al tientallen jaren aangenomen dat zulke ‘versterkte’ quasars in het verre heelal heel talrijk moeten zijn. Maar dit is pas de eerste die is opgespoord. De resultaten van het onderzoek van quasar J043947.08+163415.7 zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters en gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ Astronomers Uncover the Brightest Lensed Quasar in the Early Universe

9 januari 2019
Nieuw onderzoek laat zien dat het grote spiraalstelsel Messier 94 (M94) bijzonder weinig satellietstelsels heeft. Verder dan twee komen astronomen op dit moment niet, terwijl er rond ons Melkwegstelsel minstens tien en misschien zelfs enkele tientallen kleine sterrenstelsels zwermen. Dat wijst erop dat het aantal ‘satellieten’ rond grote spiraalstelsels flink kan variëren, en dat is in strijd met de voorspellingen van de theoretische modellen voor het ontstaan van sterrenstelsels. Deze modellen gaan ervan uit dat sterrenstelsels zijn ontstaan in grote halo’s van donkere materie. Zulke halo’s oefenenen een grote aantrekkingskracht uit en kunnen grote hoeveelheden gas uit hun omgeving naar zich toe trekken. Grote sterrenstelsels zoals de Melkweg en M94 zouden doorgaans ontstaan in halo’s die niet veel voor elkaar onderdoen. Hun satellieten zouden echter zich vormen in kleinere subhalo’s, die veel gevoeliger zijn voor de gevolgen van stervorming, zoals de supernova-explosies die relatief kort na de vorming van zware sterren optreden. Deze supernova-explosies zouden al het gas uit de (sub)halo van het sterrenstelsel kunnen verdrijven, waardoor diens verdere groei stagneert. Onduidelijk is echter bij welke halo-omvang dit effect van belang wordt. Volgens de astronomen die M94 hebben onderzocht bewijst het tekort aan satellietstelsels bij dit spiraalstelsel dat de vorming van die kleinere stelsels wel eens een veel onzekerder proces zou kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. De resultaten van dit onderzoek worden vandaag gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)
→ The Lonely Giant: Milky Way-Sized Galaxy Lacking Galactic Neighbors

9 januari 2019
Astronomen hebben een tweede object ontdekt dat met enige regelmaat uiterst korte stoten radiostraling produceert. Deze ‘snelle radioflitsen’, die afkomstig zijn van ver buiten ons Melkwegstelsel, zijn opgetekend met het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) – een geavanceerde radiotelescoop die eind 2017 in gebruik is genomen (Nature, 10 januari). In de zomer van 2018 registreerde CHIME, die toen nog niet eens op volle sterkte was, binnen slechts drie weken dertien snelle radioflitsen. Nadien werden van een van de ‘radioflitsers’ nog meer uitbarstingen waargenomen. Daarmee vertoont deze een sterke overeenkomst met het object FRB121102 dat in 2015 met de Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico is ontdekt. Omdat er nog niet heel erg systematisch naar zulke repeterende radioflitsers is gezocht, doet deze tweede ontdekking vermoeden dat dergelijke objecten wel eens heel talrijk kunnen zijn. Van verreweg de meeste objecten die radioflitsen uitzenden is tot nu toe pas één uitbarsting waargenomen. Wat de snelle radioflitsen nu precies veroorzaakt staat nog steeds niet vast. (EE)
→ Canada’s CHIME Telescope Detects Second Repeating Fast Radio Burst

9 januari 2019
Astronomen hebben voor het eerst het kolossale overblijfsel opgespoord dat is achtergelaten door een witte dwergster die waarschijnlijk al miljoenen jaren aan de lopende band nova-explosies produceert. Door deze explosies is een bijna 400 lichtjaar grote holte ontstaan in het interstellaire gas dat de ster omringt (Nature, 10 januari). De witte dwergster, die bekendstaat als M31N 2008-12a, behoort tot de zogeheten recurrente nova’s. De witte dwerg zelf produceert geen energie meer, maar hij ontvangt wel materie van een begeleidende normale ster. Hierdoor hoopt zich zoveel waterstofgas op aan zijn oppervlak, dat er met tussenpozen van ongeveer een jaar een thermonucleaire explosie of ‘nova’ optreedt. Bij die explosie wordt M31N 2008-12a tijdelijk een miljoen keer zo helder als onze zon en produceert hij een schokgolf die zich aanvankelijk met een snelheid van 10.000 kilometer per seconde uitbreidt. Deze schokgolf veegt het interstellaire gas in de omgeving van de ster bijna letterlijk aan de kant en zo is de nu waargenomen kolossale holte ontstaan. Volgens de astronomen zal er over niet al te lange tijd een einde komen aan de nova-reeks van M31N 2008-12a. Ze hebben berekend dat de witte dwerg meer materie van zijn begeleidende ster ontvangt dan dat hij per explosie kwijtraakt. Naar verwachting zal hij hierdoor binnen 40.000 jaar de kritische massa van bijna anderhalve zonsmassa bereiken en een verwoestende supernova-explosie ondergaan.M31N 2008-12a maakt overigens geen deel uit van ons Melkwegstelsel, maar behoort tot het 2,5 miljoen lichtjaar verre Andromedastelsel. (EE)
→ First evidence of gigantic remains from star explosions

9 januari 2019
Deze week wordt in Seattle (Verenigde Staten) de 233e bijeenkomst gehouden van de American Astronomical Society. Hieronder een beknopt overzicht van enkele nieuwe resultaten die op de tweede dag van de bijeenkomst (dinsdag 8 januari) zijn gepresenteerd. (GS) Dark Energy Survey afgerond: Op 9 januari zijn de laatste metingen verricht voor de Dark Energy Survey, uitgevoerd met de 520-megapixel Dark Energy Camera op de 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili. In zes jaar tijd zijn ruim 300 miljoen sterrenstelsels gefotografeerd en opgemeten (50 terabyte aan data!). De survey-resultaten moeten een beter inzicht geven in de verdeling van donkere materie in het heelal en de rol die de mysterieuze donkere energie heeft gespeeld in de evolutie van de kosmos.  Stervorming in Magelhaense Wolken kwam langzaam op gang: De stervormingsactiviteit in de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk (de twee kleine buren van ons Melkwegstelsel) kwam in de eerste paar miljard jaar van hun bestaan maar langzaam op gang. Pas vrij recent deed zich een nieuwe geboortegolf van sterren voor, vermoedelijk als gevolg van onderlinge getijdenwerking en de zwaartekrachtsinvloed van ons Melkwegstelsel. Dat blijkt uit gedetailleerde metingen aan de chemische samenstelling van sterren, uitgevoerd door de Sloan Digital Sky Survey.  Algoritmes vinden versmeltende sterrenstelsels: Dankzij slimme computeralgoritmes en machine learning komen astronomen meer voorbeelden op het spoor van sterrenstelsels die met elkaar in botsing zijn gekomen en zijn versmolten. Daarbij wordt niet alleen gekeken naar het uiterlijk van het resulterende stelsel, maar ook naar de bewegingen van de sterren in de 'merger'. Zo kunnen veel meer botsende sterrenstelsels gevonden worden dan wanneer foto's alleen 'op het oog' worden beoordeeld.  Nieuwe catalogus van sterspectra gepubliceerd: Op basis van waarnemingen van de Sloan Digital Sky Survey is een catalogus gepubliceerd van duizenden sterspectra. (Uit het spectrum van een ster valt informatie af te leiden over de chemische samenstelling.) Het gaat om sterren van de meest uiteenlopende typen in ons eigen Melkwegstelsel. Momenteel is deze 'MaNGA Stellar Library' de meest complete catalogus van sterspectra ooit. Tot 2020 worden nog voortdurend nieuwe metingen toegevoegd. 
→ Persbericht over de Dark Energy Survey

7 januari 2019
Naar schatting één op de drie clusters van sterrenstelsels in het heelal is tot nu toe nooit eerder als zodanig herkend, aldus astronomen van het Chileense Center for Excellence in Astrophysics and Associated Technologies (CATA) in Santiago. Dat zou betekenen dat het aantal clusters in het heelal ongeveer anderhalf maal zo groot is als tot nu toe werd gedacht. De meeste sterrenstelsels in het heelal maken deel uit van een kleine of grote zwerm - een cluster - die bijeengehouden wordt door de onderlinge zwaartekracht van de stelsels zelf, van het ijle hete gas in de ruimte tussen de stelsels, en van grote hoeveelheden donkere materie. Het valt echter niet altijd mee om een cluster als zodanig aan de hemel te herkennen. De sterrenkundigen hebben nu nieuwe computeralgoritmes losgelaten op een bestaande catalogus van de ruimtelijke posities van een kleine 200.000 sterrenstelsels in het heelal (de 2dFGRS-survey). Daarbij bleek dat veel clusters nooit eerder zijn herkend doordat ze minder leden tellen, minder sterk geconcentreerd zijn, of doordat de afzonderlijke sterrenstelsels op grotere onderlinge afstanden staan. Op het oog ziet zo'n cluster er dan niet heel anders uit dan een willekeurig stukje sterrenhemel. De nieuwe resultaten zijn op 20 december gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Nearly a Third of All Galaxy Clusters May Have Been Previously Unnoticed

7 januari 2019
Met de Hubble Space Telescope is een spectaculair fotomozaïek vastgelegd van het centrale deel van het relatief kleine spiraalstelsel M33 (ook wel het Driehoekstelsel genoemd, naar het sterrenbeeld waarin het zich bevindt). M33 maakt deel uit van de Lokale Groep van sterrenstelsels waartoe ook ons eigen Melkwegstelsel en het Andromedastelsel behoren; de afstand bedraagt ca. 3 miljoen lichtjaar. Het fotomozaïek is samengesteld uit 54 afzonderlijke opnamen, gemaakt door Hubble's Advanced Camera for Surveys, en beslaat een gebied met een middellijn van ca. 20.000 lichtjaar. In totaal zijn er naar schatting zo'n 25 miljoen afzonderlijke sterren vastgelegd. Het tempo waarin er in M33 nieuwe sterren ontstaan is ongeveer tien maal zo hoog als in het Andromedastelsel, dat enkele jaren geleden ook in detail door de Hubble-telescoop is gefotografeerd. De nieuwe foto is gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (GS)
→ Triangulum Galaxy Shows Stunning Face in Detailed Hubble Portrait

3 januari 2019
Nieuw onderzoek laat zien dat de verdeling van de donkere materie in sterrenstelsels wordt beïnvloed door de vorming van nieuwe sterren – een verschijnsel dat ‘dark matter heating’ wordt genoemd (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 3 januari). Bij het nieuwe onderzoek hebben astronomen uit Zwitserland, het Verenigd Koninkrijk en de VS de verdeling in kaart gebracht van de donkere materie in zestien nabije dwergstelsels. Dat zijn kleine stelsels die doorgaans om grotere sterrenstelsels zoals onze Melkweg zwermen. Donkere materie lijkt het overgrote deel van de massa in het heelal voor haar rekening te nemen. Maar omdat zij geen waarneembare straling uitzendt, verraadt zij haar bestaan alleen via de zwaartekrachtsinvloed die zij op haar omgeving uitoefent. Omgekeerd is donkere materie ook gevoelig voor de zwaartekrachtsinvloed van normale materie. Bij de vorming van nieuwe sterren in het hart van een sterrenstelsel kunnen hevige ‘winden’ optreden die gas en stof naar buiten blazen. Hierdoor blijft er minder materie achter in het centrum van het stelsel, en dat heeft weer tot gevolg dat de donkere materie minder aantrekkingskracht ‘voelt’ en zich van het centrum verwijdert. Dit effect heet ‘dark matter heating’. Het nieuwe onderzoek laat zien dat dwergstelsels waarin allang geen nieuwe sterren meer worden gevormd meer donkere materie in hun centrum hebben dan dwergstelsels die nog steeds nieuwe sterren produceren. Dat bewijst dat stervorming inderdaad van invloed is op de verdeling van de donkere materie. (EE)
→ Dark matter on the move

20 december 2018
Door op een nieuwe manier naar bestaande Hubble-foto’s van clusters van sterrenstelsels te kijken, kunnen astronomen meer inzicht krijgen in de verdeling van de donkere materie in het heelal. Dat blijkt uit onderzoek waarvan de resultaten vandaag in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn gepubliceerd. Bij het onderzoek is gekeken naar het zogeheten intracluster-licht – licht dat afkomstig is van sterren die in de ruimte tussen de afzonderlijke sterrenstelsels rondzwerven. Aangenomen wordt dat deze sterren zijn weggeslingerd uit hun moederstelsels, nadat deze laatste in aanvaring kwamen met een soortgenoot. De verweesde sterren hebben zich nadien gevoegd naar het zwaartekrachtsveld binnen de cluster, dat in hoge mate wordt bepaald door de donkere materie. Op die manier verraden de sterren de verdeling van die anderszins onzichtbare materie. Volgens de astronomen is de nieuwe methode voor het in kaart brengen van de donkere materie nauwkeuriger en sneller dan bestaande methoden, waarbij naar de röntgenstraling van het intraclustergas wordt gekeken. Onderzocht wordt nog of dezelfde methode ook op de halo’s van afzonderlijke sterrenstelsels kan worden toegepast.
→ Faint Glow Within Galaxy Clusters Illuminates Dark Matter

17 december 2018
Met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaii is een grote gaswolk in het verre heelal ontdekt die vrijwel uitsluitend uit waterstof en helium bestaat. Als er al zwaardere elementen in de wolk voorkomen, gaat het om minder dan een honderdste procent van de (relatieve) hoeveelheid zware elementen in de zon. Elementen zwaarder dan waterstof en helium ontstaan in het inwendige van sterren en worden door supernova-explosies in het heelal verspreid. De nieuw ontdekte gaswolk lijkt echter totaal niet 'vervuild' te zijn geraakt. Het gaat dus echt om een wolk 'oermaterie' die stamt uit de ontstaansperiode van het heelal. Onderzoek aan dit soort objecten biedt informatie over de evolutie van het jonge heelal. De gaswolk staat op een afstand van ruim 12 miljard lichtjaar. Hij werd ontdekt doordat de atomen in de wolk hun 'vingerafdruk' achterlaten in het licht van een heldere quasar die zich op een nog grotere afstand bevindt. Onderzoek aan het licht van de quasar (de heldere kern van een actief sterrenstelsel) gaf uitsluitsel over de samenstelling van de wolk. Tot nu toe waren slechts twee van zulke ultra-zuivere 'oerwolken' bekend; beide werden in 2011 bij toeval ontdekt. De onderzoekers, die hun resultaten publiceren in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, denken dat de drie wolken die nu bekend zijn slechts het topje van een spreekwoordelijke ijsberg vormen. (GS)
→ Fossil from the Big Bang Discovered with W. M. Keck Observatory

17 december 2018
De superzware zwarte gaten in de kernen van actieve sterrenstelsels worden vaak omgeven door een 'corona' van ijl maar extreem heet gas, enigszins vergelijkbaar met de ijle, hete corona rond de zon. Sterrenkundigen gingen er altijd van uit dat de energie voor de verhitting van dat zogheten plasma geleverd zou worden door het magnetisch veld van het centrale zwarte gat. Nieuwe waarnemingen laten echter zien dat de magnetische veldsterkte daarvoor niet groot genoeg is. Japanse astronomen hebben met het ALMA-observatorium in Chili, de VLA-radiotelescoop in New Mexico en het ACTA-observatorium in Australië metingen verricht aan twee actieve sterrenstelsels: IC 4329A, op 200 miljoen lichtjaar afstand van de aarde, en NGC 985, op 580 miljoen lichtjaar afstand. De verwachting was dat er karakteristieke radiostraling (zogeheten synchrotronstraling) gedetecteerd zou worden, afkomstig van elektronen in de corona's rond de centrale superzware zwarte gaten. Synchrotronstraling wordt geproduceerd wanneer een elektron door een sterk magneetveld beweegt. In een artikel in The Astrophysical Journal meldt het team dat er inderdaad synchrotronstraling is waargenomen, maar dat de magnetische veldsterkte die uit de metingen afgeleid kan worden veel te gering is om de verhitting van het coronale plasma te verklaren (in sommige gevallen wel tot één miljard graden). Er werden veldsterktes gemeten van ca. 10 gauss, vergelijkbaar met de sterkte van het aardmagnetisch veld. Hoe het ijle gas in de corona's dan wél wordt verhit, blijft vooralsnog onduidelijk. (GS)
→ Mystery of Black Hole Coronae Deepens

12 december 2018
Amerikaanse astronomen hebben vastgesteld dat een sterrenstelsel op 9 miljard lichtjaar van de aarde net zoveel donkere materie bevat als nabije stelsels. Dat ondergraaft het recent geopperde idee dat sterrenstelsels in de begintijd van het heelal weinig of geen donkere materie bevatten en deze pas later hebben verzameld (Astrophysical Journal, 12 december). Donkere materie is materie die geen licht uitstraalt, maar wel waarneembaar is doordat zij andere materie aantrekt. Het bestaan ervan werd in de jaren 70 van de vorige eeuw voor het eerst opgemerkt in spiraalstelsels, waarvan de buitenste delen sneller bleken te roteren dan je op grond van hoeveelheid waarneembare materie ter plaatse zou verwachten. Deze stelsels blijken ongeveer vijf keer zoveel donkere materie te bevatten dan normale materie. Bij recente onderzoeken zijn echter sterrenstelsels op afstanden van rond de 10 miljard lichtjaar ontdekt die dit gedrag niet vertonen. Dit zou erop wijzen dat deze stelsels veel minder donkere materie bevatten. Om dit nader te onderzoeken hebben astronomen van de universiteit van Texas met de Keck-telescoop gekeken naar het sterrenstelsel DSFG850.95. Dit stelsel is ten opzichte van de aarde zo gunstig georiënteerd, dat de rotatiesnelheden van de buitenste delen van het stelsel nauwkeurig in kaart konden worden gebracht. Uit de meetgegevens blijkt dat DSFG850.95 de normale hoeveelheid donkere materie bevat. De vraag is nu of dít een uitzonderlijk geval is of dat de eerder ontdekte verre stelsels met een ‘tekort’ aan donkere materie de buitenbeentjes zijn. Verder onderzoek zal dat moeten uitwijzen. (EE)
→ Texas Astronomers Find that Dark Matter Dominates Across Cosmic Time

11 december 2018
Om de uitdijingsgeschiedenis van het heelal te achterhalen, gebruiken sterrenkundigen een bepaald type supernova-explosie als een soort kosmisch kilometerpaaltje. Deze Type Ia-supernova's (exploderende wittedwergsterren) hebben altijd min of meer dezelfde absolute lichtkracht. Door die te vergelijken met de waargenomen helderheid aan de hemel, is het mogelijk om de afstand af te leiden van het sterrenstelsel waarin ze voorkomen. Die afstandsbepalingen zijn weer cruciaal om de geschiedenis van de uitdijing van het heelal in kaart te brengen. Dankzij een langlopend project van Amerikaanse astronomen (het Carnegie Supernova Project) zijn Type Ia-supernova's nu beter gekalibreerd dan ooit, zo melden de onderzoekers in The Astrophysical Journal. Door de verre explosies waar te nemen op nabij-infrarode golflengten, is de invloed van absorberend stof in het heelal grotendeels omzeild. De relatie tussen de werkelijke lichtkracht van de supernova en de snelheid waarmee de supernova weer in helderheid afnam (de zogeheten Phillips-relatie) kon hierdoor nauwkeuriger worden gekalibreerd. De resultaten zijn van belang voor een beter begrip van de kosmische uitdijing. Waarnemingen aan de kosmische achtergrondstraling (het afgekoelde restant van de energie van de oerknal) komen namelijk op een andere waarde uit voor de uitdijingssnelheid van het heelal dan 'lokale' metingen aan sterrenstelsels en supernova's. (GS)
→ Calibrating Cosmic Mile Markers

4 december 2018
Een hete, compacte witte dwergster in de Kleine Magelhaense Wolk, op ca. 200.000 lichtjaar afstand van de aarde, kan 'elk moment' exploderen als supernova. Dat blijkt uit metingen met NASA's Chandra X-ray Observatory en met de ruimtetelescoop Swift. De witte dwerg, ASASSN-16oh geheten naar het automatische telescopennetwerk waarmee een helderheidsuitbarsting van de ster werd ontdekt, maakt deel uit van een dubbelster: hij zuigt gas op van een begeleider. Tegelijkertijd met de zichtbare helderheidsuitbarsting vond een toename plaats in de hoeveelheid uitgezonden 'superzachte' röntgenstraling - röntgenstraling met een relatief lange golflengte en lage energie. Tot nu toe werd altijd aangenomen dat de superzachte röntgenstraling van witte dwergen in dubbelstersystemen veroorzaakt wordt door plotseling optredende kernfusiereacties in de buitenste gaslaag van de dwergster. In het geval van ASASSN-16oh gaat die verklaring echter niet op: de röntgenstraling is afkomstig uit een relatief klein gebied, en de bijbehorende zichtbare uitbarsting was niet helder genoeg. In Nature Astronomy schrijft een team van onderzoekers nu dat de superzachte röntgenstraling vermoedelijk afkomstig is van een gebied op de ster waar veel materiaal van de begeleider terecht komt. Dat opgezogen gas bevindt zich aanvankelijk in een zogeheten accretieschijf, maar kan vandaaruit op onregelmatige wijze naar de ster vallen. De waarnemingen wijzen uit dat ASASSN-16oh de hoogste accretiesnelheid vertoont die ooit bij een witte dwerg is gezien. De witte dwerg - die al aan de zware kant is - zal daardoor binnen relatief korte tijd (astronomisch gesproken) de kritische massa van 1,4 zonsmassa's bereiken en vervolgens uit elkaar spatten in een energierijke supernova-uitbarsting. (GS)
→ Double Trouble: A White Dwarf Surprises Astronomers

3 december 2018
De zwaartekrachtsgolfdetectoren LIGO in de VS en Virgo in Italië hebben in een alomvattende analyse van alle metingen sinds 2015 signalen van nog eens vier botsingen van zwarte gaten in het heelal geïdentificeerd. Het totaal aantal gemeten zwaartekrachtsgolven komt daarmee nu op elf. Tien daarvan kwamen van botsende zwarte gaten, één van twee botsende neutronensterren. Bij de vier nieuwe metingen zit ook het verste signaal van elkaar opslokkende zwarte gaten dat ooit is gemeten. Dat komt van een botsing op circa vijf miljard lichtjaar afstand van de aarde tussen het zwaarste paar zwarte gaten dat tot nog toe is gezien: 85 maal de massa van de zon. Bij die botsing werd de energie van vijf zonsmassa’s omgezet in trillingen van ruimte en tijd. Op 29 juli 2018 bereikten die rimpelingen de ultragevoelige laserdetectoren op aarde. De meetresultaten zijn zaterdag bekend gemaakt op een conferentie in Maryland, en maandag online gepubliceerd. Fysici en astronomen van het Nederlands instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) en de universiteiten van Nijmegen (Radboud) en Amsterdam (UvA en VU) hebben aan de analyses bijgedragen. Nikhef heeft meegebouwd aan de Virgo-detector bij Pisa in Italië, die sinds 2017 met de twee Amerikaanse LIGO-detectoren in Livingstone en Hanford samenwerkt. ‘Dit resultaat laat zien dat we met LIGO/Virgo nu gemiddeld aan ongeveer een registratie in de vijftien dagen meetwerk zitten’, zegt astrofysicus Patricia Schmidt van de Radboud Universiteit, een van leidende auteurs van de nieuwe publicatie, enthousiast. ‘Bijna een dozijn waarnemingen nu al is echt fantastisch, het laat zien dat gravitatiegolven van iets unieks een gewoon kosmisch signaal beginnen te worden. En vier nieuwe events. Beter hadden we niet kunnen wensen.’ Volgend jaar begint een nieuwe meetperiode van de Amerikaanse en Europese detectoren, waarbij mogelijk ook nog een nieuwe detector in Japan gaat aansluiten. Door de verspreiding van detectoren over de aardbol wordt het mogelijk om de bron van een signaal aan de hemel preciezer aan te wijzen. Astronomen kunnen op die plaatsen met hun telescopen speuren naar eventuele oplichtende bronnen. Zwaartekrachtsgolven werden in 1915 voorspeld als een gevolg van de Algemene Relativiteitstheorie van Albert Einstein. Die stelt ruimte en tijd voor als een flexibel geheel, de ruimtetijd, waarvan de vervorming de zwaartekracht geeft. Heftige gebeurtenissen zoals paren versmeltende zwarte gaten kunnen in het weefsel van ruimtetijd golven teweegbrengen die lichtjaren verderop nog meetbaar zijn, als de rimpelingen in een vijver. Bij een botsing draaien twee zwarte gaten in theorie eerst in een steeds nauwere spiraal steeds sneller om elkaar heen, tot ze contact maken en versmelten tot een nieuw zwart gat, dat daarna nog korte tijd natrilt. Bij de versmelting wordt een deel van de massa van de zwarte gaten omgezet in golven in de omliggende ruimtetijd. Detectoren als LIGO en Virgo meten zulke golven als tijdelijke en periodieke lengteverschillen in twee haaks op elkaar geplaatste kilometers lange laseropstellingen. De trillingen zijn miniem en alleen met extreem nauwkeurige metingen aan te tonen. In de vorm en frequenties van het signaal zijn niettemin de spiralisatie en de versmelting goed af te lezen. In 2015 registreerde de toen nieuwe LIGO-detectoren in Washington en Louisiana voor het eerst zo’n karakteristieke zwaartekrachtsgolf, een eeuw na Einsteins theorie. In augustus 2017 deed ook de toen nieuwe Virgo-detector in Italië enkele weken mee met de metingen. Drie van de vier nieuwe registraties stammen uit die korte gezamenlijke periode. Een van de waarnemingen kwam een dag na een zwaartekrachtgolf die al eerder in de publiciteit werd gebracht, omdat die kwam van twee botsende neutronensterren. Anders dan zwarte gaten geven neutronensterren licht en ontstaat ook een energieflits bij de versmelting. Astronomen konden daardoor in 2017 na alarmering door LIGO-Virgo de exacte bron van de zwaartekrachtsgolf aan de hemel vinden in een ver sterrenstelsel. Aan de nieuwe analyse is anderhalf jaar intensief gewerkt door een groot team van zowel LIGO als Virgo. Daarbij zijn alle metingen sinds 2015, eerst van LIGO en later samen met die van Virgo, zoveel mogelijk van ruis en achtergrondsignalen ontdaan. Met dergelijke data-cleaning zijn ook relatief zwakke signalen te vinden, die niet direct zijn opgemerkt. Bovendien zijn off-line veel meer details van de trillingen te bestuderen, zegt Nikhef-onderzoeker Chris Van den Broeck. ‘Hoe de zwarte gaten naar elkaar toe spiraliseren en hoe na de fatale versmelting het nieuwe zwarte gat natrilt, is daar allemaal aan af te lezen.’ Van Den Broeck is een van de leiders van de data-analyse in de LIGO-Virgo samenwerking. Een van de ‘hot topics’ bij de analyses van zwaartekrachtsgolven is de vraag of er aanwijzingen zijn dat de zwarte gaten zelf ook om hun as draaien. In een van de nieuwe metingen is voor het eerst direct bewijs gevonden voor spin van in ieder geval een van beide zwarte gaten, zegt Nikhef-onderzoeker Sarah Caudill, een specialist in draaiende zwarte gaten. Caudill was de drijvende kracht bij de identificatie van het nieuwe event GW170818 door de drie detectoren van LIGO/Virgo gezamenlijk. Om statistische redenen leek het signaal daarvan aanvankelijk te onbeduidend. Combinatie van alle meetsignalen leverde vervolgens toch een van de fraaiste observaties van de versmelting van twee verre zwarte gaten, waarvan de positie nauwkeurig aan de hemel kon worden aangewezen. ‘Een huzarenstukje’, zegt Van Den Broeck over haar werk.
→ Origineel persbericht

30 november 2018
Astronomen breken zich het hoofd over een supernova-explosie die in februari van dit jaar oplichtte. Het betrof een supernova van type Ia – een soort die doorgaans een nogal voorspelbaar helderheidsverloop laat zien. Maar in dit geval vertoonde het licht van de explosie tijdens de eerste uren een onverwacht patroon. Supernova ASASSN-18bt, ook bekend als SN 2018oh, werd voor het eerst opgemerkt door de All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Dat is een internationaal netwerk van telescopen dat de sterrenhemel stelselmatig afspeurt naar explosieve verschijnselen. Ook de ruimtetelescoop Kepler, die nauwkeurige helderheidsmetingen van sterren doet om planeten op te sporen, wist al vroeg informatie over de supernova te verzamelen. Supernova’s van type Ia treden op wanneer een witte dwergster – het compacte restant van een ‘opgebrande’ zonachtige ster – tot ontploffing komt. Dat gebeurt echter alleen wanneer de witte dwerg materiaal van een begeleidende normale ster weet aan te trekken of in botsing komt met een andere witte dwerg. Zo’n supernova laat gewoonlijk een geleidelijke toename in helderheid zien. In dit geval was het object echter al in een vroeg stadium heel helder. De vraag is nu waar dat extra licht vandaan kwam. Aanvankelijk werd gedacht dat dit een typisch voorbeeld van twee botsende witte dwergen was. Het verdere helderheidsverloop past daar echter niet goed bij. Er zijn wel alternatieve verklaringen, maar het is nog te vroeg voor definitieve conclusies. Intrigerend is dat ook enkele eerdere supernova’s van type Ia opvallend helder uit de startblokken kwamen. Volgens sommige astronomen zou het dus best eens kunnen zijn dat het om twee compleet verschillende soorten supernova-explosies gaat. (EE)
→ Newly Discovered Supernova Complicates Origin Story Theories

30 november 2018
Op basis van computersimulaties en waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zijn wetenschappers tot de conclusie gekomen dat de ringen van gas rond actieve superzware zwarte gaten niet zo standvastig zijn als ze lijken. In werkelijkheid vinden er interacties plaats tussen het gas dat uit het centrum wordt verdreven met toestromend gas van buitenaf. Hierdoor ontstaat een dynamische kringloop, zoals die zich ook afspeelt in een grote waterfontein. De meeste sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat in hun centrum dat miljoenen tot miljarden keren zoveel massa heeft als onze zon. Sommige van deze zwarte gaten zijn heel actief in het opslokken van materie. Astronomen gingen ervan uit dat zich daardoor een stabiele ‘donut’ van gas rond het zwarte gat vormt. Onder leiding van de Japanse astronoom Takuma Izumi heeft een team van astronomen waarnemingen gedaan van zo’n donut. Deze bevindt zich in het hart van het 14 miljoen lichtjaar verre Circinus-stelsel. Vervolgens heeft het team de waarnemingen vergeleken met een computersimulatie van gas dat naar een zwart gat toe valt. Deze vergelijking heeft aan het licht gebracht dat zo’n donut geen rigide geheel is, maar een complexe verzameling van zeer dynamische gascomponenten. Allereerst stroomt er koud moleculair gas naar het zwarte gat, waarbij het zodanig wordt verhit dat de moleculen uiteenvallen in atomen en ionen. Sommige van deze atomen worden vervolgens weggeblazen in richtingen loodrecht op de schijf. Dit hete atomaire gas valt vervolgens terug naar de schijf, die een turbulente driedimensionale structuur krijgt. En deze cyclus blijft zich herhalen. (EE)
→ Black Hole ‘Donuts’ are Actually ‘Fountains’

29 november 2018
Astronomen hebben, met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop, de grootste inventarisatie tot nu toe gemaakt van bolvormige sterrenhopen in de zogeheten Coma-custer – kolossale verzameling van sterrenstelsels op 300 miljoen lichtjaar van de aarde. Na afloop van het onderzoek stond de teller op maar liefst 22.426 bolhopen. Omdat bolhopen veel kleiner zijn dan complete sterrenstelsels – en veel talrijker bovendien – zijn ze veel geschikter om de vervorming van de ruimte zoals die door de zwaartekracht van de Coma-cluster wordt veroorzaakt in kaart te brengen. De Coma-cluster was een van de eerste plekken in het heelal waar grote hoeveelheden donkere materie zijn aangetroffen. Bolhopen zijn samenballingen van enkele honderdduizenden oude sterren. Ze zijn rond veel sterrenstelsels aangetroffen, waaronder ook onze Melkweg. Sommige van deze laatste zijn zelfs al met het blote oog waarneembaar. Die in de Coma-cluster uiteraard niet. De bolhopen die nu in de Coma-cluster zijn ontdekt maken ook geen deel meer uit van specifieke sterrenstelsels. Ze zijn uit hun thuisstelsels verdreven nadat deze bij bijna-botsingen met andere stelsels betrokken waren. Als gevolg van deze interacties vormen sommige van de met Hubble ontdekte bolvormige sterrenhopen een soort bruggen tussen de sterrenstelsels waar ze ooit deel van hebben uitgemaakt. (EE)
→ Hubble Uncovers Thousands of Globular Star Clusters Scattered Among Galaxies

29 november 2018
Nieuwe waarnemingen van de quasar 3C 273 laten de structuur zien van het gas dat om het centrale superzware zwarte gat wervelt. Ook is een nieuwe nauwkeurige bepaling gedaan van de massa van dat zwarte gat. Bij de waarnemingen zijn de vier telescopen van de Europese Very Large Telescope als interferometer gebruikt (Nature, 29 november). Quasar 3C 273 werd meer dan een halve eeuw geleden ontdekt door de Nederlands-Amerikaanse astronoom Maarten Schmidt. Het object – het eerste in zijn soort – viel op door zijn extreem grote helderheid, wat de vraag opwierp waar het de benodigde energie vandaan haalde. Inmiddels is duidelijk dat de oorzaak ligt bij een kolossaal zwart gat dat materie uit zijn omgeving aantrekt. Die materie verdwijnt niet rechtstreeks het zwarte gat in, maar hoopt zich in eerste instantie op in een schijf daaromheen. Met behulp van de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) is nu gekeken naar het snel ronddraaiende gas in die ‘accretieschijf’. Vanwege de grote afstand van 3C 273 – ruwweg 2,5 miljard lichtjaar – kon tot nog toe niet precies worden gemeten hoe groot die accretieschijf is. Met de VLTI, die de prestaties van een 130 meter grote enkelvoudige telescoop kan evenaren, is dat nu wel gelukt. De schijf blijkt een schijnbare grootte van 10 microboogseconden te hebben. Op de afstand van de quasar komt dat overeen met ongeveer 0,1 lichtjaar. De waarnemingen hebben ook aangetoond dat het gas in de schijf daadwerkelijk om het centrale zwarte gat draait. Ook is gemeten met welke snelheid dat gebeurt. Uit de omvang van de accretieschijf en de snelheid van het daarin aanwezige gas kan de massa van het zwarte gat worden afgeleid. Het resultaat – ongeveer 300 miljoen zonsmassa’s – komt overeen met eerdere schattingen. (EE)
→ Im Strudel eines schwarzen Lochs

21 november 2018
Een team van astronomen, onder leiding van Fernando Buitrago van de universiteit van Lissabon, heeft 29 nieuwe massarijke ultra-compacte sterrenstelsels (‘MUGs’) opgespoord. De stelsels zijn heel klein, maar bevatten desalniettemin veel massa. In het nabije heelal zijn ze schaars, maar op afstanden van 11 à 12 miljard lichtjaar zijn ze heel talrijk. De nu ontdekte MUGs bevinden zich op afstanden van ‘slechts’ 2 tot 5 miljard lichtjaar. Zeven van hen worden beschouwd als ‘oerstelsels’ – sterrenstelsels die sinds hun ontstaan, meer dan 10 miljard jaar geleden, niet in aanraking zijn geweest met soortgenoten. Stelsels als deze geven een beeld van hoe de sterrenstelsels in de begintijd van het heelal er hebben uitgezien. Volgens de meest gangbare theorie zouden deze ‘maagdelijke’ sterrenstelsels aan de dans zijn ontsnapt doordat ze deel uitmaken van dichtbevolkte clusters van sterrenstelsels. Dat lijkt in tegenspraak met elkaar, maar is toch goed verklaarbaar. Waar veel sterrenstelsels bijeen zijn, zijn hun onderlinge snelheden groot. Hierdoor kunnen stelsels elkaar zo snel passeren, dat ze elkaar bijna niet beïnvloeden. Het merkwaardige is nu dat niet alle MUGs die nu zijn ontdekt tot dichtbevolkte clusters behoren. En dat vraagt nog om een verklaring. (EE)
→ The quest for galactic relics from the primordial Universe

19 november 2018
Een internationale groep van sterrenkundigen heeft een klein, uiteengerukt dwergstelsel ontdekt op 300 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Door de getijdenkrachten van twee nabijgelegen 'normale' schijfvormige sterrenstelsels, elk met een middellijn van zo'n 40.000 lichtjaar, is het kleinere dwergstelsel enorm sterk uitgerekt tot een soort 'kikkervisje', met een compacte 'kop' en een zeer langgerekte 'staart'. De sterren van het dwergstelsel hebben zich daarbij verspreid over een afstand van ongeveer één miljoen lichtjaar - bijna tien maal de middellijn van ons eigen Melkwegstelsel. Het kosmische drama heeft zich afgespeeld in HCG098 (Hickson Compact Group 98), een klein, compact groepje van sterrenstelsels. Juist in deze overzichtelijke groepjes kunnen astronomen gedetailleerd onderzoek doen aan de manier waarop sterrenstelsels elkaars levensloop beïnvloeden. De waarnemingen, verricht met een relatief kleine telescoop die uitgerust was met speciale kleurfilters, zijn vandaag gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Astronomers Discover Giant Relic of Disrupted "Tadpole" Galaxy

15 november 2018
Het helderste sterrenstelsel dat we kennen, de quasar W2246-0526, blijkt inderdaad materiaal van naburige sterrenstelsels te ‘stelen’ om het superzware zwarte gat in zijn centrum te kunnen voeden (Science, 16 november). W2246-0526 behoort tot een bijzondere categorie van quasars, die aan het zicht onttrokken worden door enorme hoeveelheden interstellair gas en stof. Deze stelsels worden ook wel Hot DOG's genoemd, wat staat voor ‘hot, dust-obscured galaxies’. Hot DOG’s zenden voornamelijk infraroodstraling uit. Ze ontlenen hun energie aan de materie die zich in de accretieschijf rond het centrale zwarte gat ophoopt. Tot nu toe was echter onduidelijk waar dat materiaal nu precies vandaan kwam, al bestond wel het vermoeden dat het aan naburige stelsels werd onttrokken. Bij nieuw onderzoek zijn minstens drie kleine satellietstelsels bij W2246-0526 ontdekt. Opnamen die met de radiotelescopen ALMA en VLA en de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt laten zien dat deze stelsels met lange ‘bruggen’ van stof en gas met het centrale stelsel verbonden zijn. Tezamen bevatten deze bruggen net zoveel gas als W2246-0526 zelf. Dit bewijst dat W2246-0526 inderdaad grote hoeveelheden stof en gas van zijn buren steelt. Deze instroom van materiaal is voldoende om het centrale zwarte gat te voeden (en verborgen te houden) en tegelijkertijd de vorming van nieuwe sterren elders in het sterrenstelsel in gang te houden. (EE)
→ Scientists observe galaxy ‘stealing material’ to feed black hole

15 november 2018
Astronomen hebben misschien eindelijk de voorganger gevonden van een supernova van type Ic. Van dit soort supernova-explosies wordt aangenomen dat ze ontstaan nadat een hete, zware ster zijn buitenste lagen heeft afgestoten of deze is kwijtgeraakt aan een begeleidende ster. In mei 2017 waren astronomen getuige van een supernova-explosie die plaatsvond nabij het centrum van het relatief nabije spiraalstelsel NGC 3938 (afstand 65 miljoen lichtjaar). Door archiefgegevens van de Hubble-ruimtetelescoop te doorzoeken hebben ze opnamen uit 2007 ontdekt waarop de vermoedelijke voorganger van de supernova te zien is. Het betrof een supernova van type Ic, een soort supernova dat ontstaat door de explosie van een ster die tientallen keren zoveel massa heeft als onze zon. Omdat zulke sterren enorm helder zijn, zou je denken dat het niet moeilijk zou zijn om beelden van de voorgangers van deze explosies op te sporen. Maar de meeste supernova’s van type Ic die zijn waargenomen speelden zich op te grote afstand af. Een analyse van de voorganger van supernova 2017ein laat zien dat het object extreem heet is. Maar wat was het eigenlijk? Er lijken twee mogelijkheden te zijn. Volgens één scenario was het een enkelvoudige ster met 45 tot 55 keer zoveel massa als onze zon. Een alternatief scenario geeft aan dat het ook een dubbelster kan zijn geweest, bestaande uit een ster van 60 tot 80 zonsmassa’s en een ster van ongeveer 48 zonsmassa’s. In het laatste geval zou de zwaarste ster zijn buitenste lagen van waterstof en helium zijn kwijtgeraakt aan zijn nabije begeleider. Het is dus nog steeds niet helemaal duidelijk hoe supernova-explosies van type Ic – verantwoordelijk voor ongeveer 20 procent van alle explosies van zware sterren – ontstaan. Maar mogelijk komt daar binnenkort verandering in. Over een jaar of twee zal het overblijfsel van supernova 2017ein voldoende ‘uitgegloeid’ zijn om te kijken wat er nu precies is achtergebleven. Dat kan meer inzicht geven in de voorgeschiedenis van deze sterexplosie. (EE)
→ Astronomers Find Possible Elusive Star Behind Supernova

14 november 2018
In augustus 2017 detecteerden wetenschappers zowel zwaartekrachtgolven als een flits gammastraling van een gebeurtenis die zich afspeelde in een sterrenstelsel op 130 miljoen lichtjaar van de aarde. Het verschijnsel werd veroorzaakt door een botsing tussen twee neutronensterren die – zoals tot nu toe werd aangenomen – samensmolten tot een zwart gat. Nieuw onderzoek door Maurice van Putten van de Sejong Universiteit in Zuid-Korea en Massimo della Valle van de Osservatorio Astronomico de Capodimonte in Italië, wijst er nu echter op dat het eindproduct toch geen zwart gat is geweest (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 14 november).  Zwaartekrachtsgolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd die worden gegenereerd door snel bewegende massa's, en zich van daaruit door de ruimte voortplanten. Tegen de tijd dat de golven de aarde bereiken, zijn ze ongelooflijk zwak en hun detectie vereist extreem gevoelige apparatuur. Het duurde dan ook tot 2016 voordat wetenschappers er voor het eerst in slaagden om zwaartekrachtgolven te detecteren met het Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO).  Sinds dat baanbrekende resultaat zijn nog zes keer zwaartekrachtgolven gedetecteerd. Een van deze detecties, GW170817, was het resultaat van de botsing tussen twee neutronensterren. Tegelijk met de uitbarsting van zwaartekrachtgolven van deze samensmelting, werden allerlei soorten straling van het verschijnsel waargenomen – van gammastraling tot radiostraling. De waarnemingen suggereerden dat de beide neutronensterren samensmolten tot een zwart gat. Met behulp van een nieuwe techniek hebben Van Putten en Della Valle de LIGO-gegevens nu echter nogmaals geanalyseerd. Hun onderzoek laat zien dat de beide detectoren van LIGO, die meer dan 3000 kilometer uit elkaar staan, gelijktijdig een afnemende ‘tsjirp’ van ongeveer vijf seconden oppikten. De frequentie van dit signaal daalde van 1 kilohertz naar 49 hertz, wat suggereert dat het samengevoegde object langzamer is gaan roteren. Daaruit leiden de onderzoekers af dat er een grotere neutronenster is ontstaan in plaats van een zwart gat. (EE)
→ Gravitational waves from a merged hyper-massive neutron star

13 november 2018
Een internationaal team van astronomen heeft een groot maar extreem lichtzwak 'spooksterrenstelsel' gevonden dat zich op relatief kleine afstand van het Melkwegstelsel bevindt. Het stelsel, Antlia 2 (of Ant 2) genoemd, naar het (zuidelijke) sterrenbeeld waarin het is ontdekt, is qua afmetingen vergelijkbaar met de Grote Magelhaense Wolk, maar straalt tienduizend keer zo weinig licht uit. Het is nooit eerder opgemerkt omdat het zich - gezien vanaf de aarde - min of meer achter de centrale schijf van ons eigen Melkwegstelsel bevindt, waarin veel absorberend stof voorkomt. Ant 2 werd ontdekt in meetgegevens van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia, die van 1,7 miljard sterren de posities, helderheden, afstanden en bewegingen heeft opgemeten. De astronomen brachten zogeheten RR Lyrae-sterren in kaart (een bepaald type veranderlijke sterren), die veel voorkomen in dwergsterrenstelsels. Uit de Gaia-metingen bleek dat een groot aantal verre RR Lyrae-sterren in het sterrenbeeld Antlia een gezamenlijke beweging door het heelal uitvoeren. Vervolgonderzoek wees uit dat het hier inderdaad om een tot nu toe onbekende begeleider van ons eigen Melkwegstelsel gaat, op een afstand van ca. 130.000 lichtjaar. Dat Ant 2 zo weinig sterren bevat, komt vermoedelijk doordat het langzaam maar zeker uiteen wordt getrokken door de getijdenkrachten van het Melkwegstelsel. Hoe het 'spookstelsel' zo groot heeft kunnen blijven is nog onduidelijk. Nader onderzoek zal hopelijk ook meer licht werpen op de rol - en misschien op de eigenschappen - van de donkere materie die naar alle waarschijnlijkheid in het sterrenstelsel aanwezig is. De ontdekking is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Gaia spots a ‘ghost’ galaxy next door

7 november 2018
Voor het eerst is het astronomen gelukt om een aantal paren sterrenstelsels op te sporen die bijna tot één groter sterrenstelsel zijn samengesmolten. Daarbij zijn ook paren van superzware zwarte gaten ontdekt die uiteindelijk tot één nog kolossaler zwart gat zullen samensmelten (Nature, 8 november). De astronomen lieten zich inspireren door een Hubble-opname van twee botsende sterrenstelsels die tezamen NGC 6240 worden genoemd. Om te beginnen doorzochten ze het archief van de röntgensatelliet Swift naar actieve superzware zwarte gaten die door dichte wolken van gas en stof aan het zicht worden onttrokken. Alleen de röntgenstraling van deze objecten weet door het omringende stof heen te dringen. Vervolgens werden de objecten die daarbij opdoken op nabij-infrarode golflengten nader onderzocht met de Keck-telescoop op Hawaï. Ook in de Hubble-archieven werden op dit soort objecten uitgeplozen. Het resultaat: bijna 500 sterrenstelsels, waarvan meer dan 17 procent twee superzware zwarte gaten in hun centrum bleken te hebben die naar elkaar toe spiralen. Dat is een verrassend groot percentage, omdat computersimulaties hebben laten zien dat zulke compacte paren van superzware zwarte gaten maar heel kort bestaan. De nieuwe resultaten bevestigen het al bestaande vermoeden dat botsingen tussen sterrenstelsels een belangrijke rol spelen bij de vorming van dubbele superzware zwarte gaten die uiteindelijk met elkaar samensmelten. Bij zo’n samensmelting komen kolossale hoeveelheden energie vrij in de vorm van zwaartekrachtgolven – rimpelingen in de ruimtetijd die recent voor het eerst zijn waargenomen met de detectors van het Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO). Over een paar miljard jaar zal ook ons Melkwegstelsel bij zo’n botsing betrokken zijn – met het Andromedastelsel als partner. Na die ontmoeting zullen ook de centrale superzware zwarte gaten van deze beide sterrenstelsels met elkaar samensmelten. (EE)
→ Astronomers Find Pairs of Black Holes at the Centers of Merging Galaxies

6 november 2018
Op slechts één miljard lichtjaar van ons vandaan, in de nabije cluster die bekendstaat als Abell 2597, bevindt zich een reusachtige galactische fontein. In het hart van een van de stelsels in deze cluster is een enorme straal van koud moleculair gas waargenomen die de ruimte in spuit en vervolgens als een intergalactische stortbui op het zwarte gat neerregent. De in- en uitstroom van zo'n enorme kosmische fontein zijn nog nooit eerder gezamenlijk waargenomen. Ze vinden hun oorsprong in de binnenste 100.000 lichtjaar van het helderste sterrenstelsel in Abell 2597. De ontdekking is gedaan door een team onder leiding van Grant Tremblay van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Tremblay en zijn collega's hebben de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikt om de posities en bewegingen van koolstofmonoxidemoleculen in het sterrenstelsel te volgen. Deze koude moleculen, met temperaturen tot minus 250 à 260 °C, bleken naar binnen – dat wil zeggen: naar het zwarte gat toe – te vallen. Aan de hand van gegevens van het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope hebben de astronomen ook het warmere gas kunnen volgen dat in de vorm van jets door het zwarte gat wordt uitgestoten. In combinatie geven deze gegevens een compleet beeld van het volledige proces: koud gas valt in de richting van het zwarte gat, waardoor deze wordt geactiveerd en in reactie daarop twee snel bewegende jets van gloeiende plasma de ruimte in blaast. Deze jets spuiten vervolgens als spectaculaire galactische fonteinen het zwarte gat uit. Het plasma kan echter niet aan de zwaartekrachtsgreep van het sterrenstelsel ontsnappen: het koelt af, vertraagt en regent uiteindelijk weer terug naar het zwarte gat, waarna de cyclus opnieuw begint. (EE)
→ Volledig persbericht

31 oktober 2018
Op basis van waarnemingen met de Australia Compact Telescope Array – een radiotelescoop in New South Wales (Australië) – is een kort filmpje gemaakt dat de ontwikkeling laat zien van het restant van Supernova 1987A. Sinds hij op 24 februari 1987 aan de zuidelijke nachthemel opdook is Supernova 1987A een van de meest bestudeerde objecten in de geschiedenis van de sterrenkunde. Hij luidde het einde in van een blauwe superreuzenster in de Grote Magelhaense Wolk, op ongeveer 168.000 lichtjaar van de aarde. Het was voor het eerst sinds 1604 dat een supernova met het blote oog waarneembaar was vanaf de aarde. De ‘nieuwe ster’ werd voor het eerst opgemerkt door astronomen van de Las Campanas-sterrenwacht in het noorden van Chili. Yvette Cendes, masterstudent aan de universiteiten van Toronto en Leiden, heeft nu een time-lapse gemaakt van de nasleep van de supernova over de periode 1992-2017. Het ‘filmpje’ laat zien hoe de schokgolf van de explosie uitdijt en op het ‘puin’ stuit dat de oorspronkelijke ster voordien al had uitgestoten. In een begeleidend wetenschappelijk artikel, dat vandaag in de Astrophysical Journal is verschenen, versterken Cendes en haar collega’s het vermoeden dat de uitdijende supernovarest niet plat is, zoals de ringen van Saturnus, maar als een torus of donut. De onderzoekers bevestigen ook dat de schokgolf nu 1000 kilometer per seconde sneller uitdijt. Deze versnelling is ontstaan doordat de expanderende torus zich een weg door het omringende puin heeft gebaand. (EE)
→ Time-Lapse Shows Thirty Years in the LifeOf One Of the Most Studied Objects in Astronomy: Supernova 1987A

29 oktober 2018
Met de 50-meter Large Millimeter Telescope (LMT) in Centraal-Mexico is ontdekt dat een spiraalstelsel op 800 miljoen lichtjaar afstand (IRAS 17020+4544) een grote hoeveelheid koel moleculair gas de ruimte in blaast. Eerder werd met de Europese röntgenkunstmaan XMM-Newton al ontdekt dat er vanuit de directe omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel ijl heet gas de ruimte in wordt geblazen. De nieuwe metingen, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, laten nu zien dat er vanuit de accretieschijf rond het zwarte gat ook grote hoeveelheden koel gas wegstromen. Het moleculaire gas werd gedetecteerd op afstanden van 2000 tot 20.000 lichtjaar van het zwarte gat. De ontdekking is opmerkelijk omdat een dergelijk feedback-mechanisme normaal gesproken vooral wordt waargenomen in sterrenstelsels die sowieso al veel interstellair gas en stof bevatten. IRAS 17020+4544 is echter veel minder gas- en stofrijk; het spiraalstelsel lijkt ons eigen Melkwegstelsel. (GS)
→ Researchers Observe a Powerful Molecular Wind in a Spiral Galaxy

29 oktober 2018
Fast radio bursts ('snelle radioflitsen') blijken geen straling uit te zenden op lage radiofrequenties. De mysterieuze flitsen, die slechts een milliseconde duren en op onverwachte momenten aan de sterrenhemel zichtbaar zijn, werden in 2007 voor het eerst 'gezien'. Hun ware aard is echter nog steeds een raadsel; vermoedelijk ontstaan ze op of nabij neutronensterren in verre sterrenstelsels. Australische radioastronomen hebben nu twee observatoria in West-Australië (de Australian Square Kilometer Array Pathfinder, ASKAP, en de Murchison Wide-Field Array, MWA) gedurende lange periodes op hetzelfde deel van de hemel gericht, in de hoop snelle radioflitsen waar te nemen met beide instrumenten. ASKAP registreerde inderdaad een aantal krachtige flitsen, maar MWA nam helemaal niets waar. De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. MWA, een observatorium dat bestaat uit een groot aantal eenvoudige antennes, verricht waarnemingen op veel lagere radiofrequenties (langere golflengten) dan ASKAP. Het feit dat de flitsen wel door ASKAP maar niet door MWA zijn gezien, betekent dat ze kennelijk geen laagfrequentie radiostraling uitzenden, of dat die laagfrequente straling op de een of andere manier wordt geabsorbeerd. Uiteindelijk moeten dit soort resultaten nieuwe inzichten bieden in de ware aard van de raadselachtige flitsen. (GS)
→ Synchronized Telescope Dance Puts Limits on Mysterious Flashes in the Sky

29 oktober 2018
De Kleine Magelhaense Wolk, een van de kleine begeleiders van het Melkwegstelsel, ligt op sterven. Dat concluderen Australische radioastronomen vandaag in een artikel in Nature Astronomy, gebaseerd op gedetailleerde waarnemingen met de Australian SKA Pathfinder (ASKAP) - een netwerk van tientallen schotelantennes in West-Australië. Natuurlijk 'leeft' een sterrenstelsel niet echt, maar wanneer er geen nieuwe sterren meer in ontstaan, spreken astronomen wel van een 'dood' stelsel. Zo ver is het nog niet met de Kleine Magelhaense Wolk, maar de nieuwe, zeer gedetailleerde radiowaarnemingen laten wel overduidelijk zien dat het dwergsterrenstelsel veel waterstofgas verliest aan zijn omgeving. Dat betekent dat er uiteindelijk onvoldoende gas over is voor de vorming van nieuwe sterren. Het nieuwe resultaat biedt bovendien een mogelijke verklaring voor het ontstaan van de zogeheten Magelhaense Stroom - een langgerekte sliert waterstofgas die in een grote boog rond ons Melkwegstelsel gedrapeerd ligt. Het gas in de Magelhaense Stroom is vermoedelijk grotendeels afkomstig uit de Kleine Magelhaense Wolk. Het gasverlies van de Kleine Magelhaense Wolk is mogelijk het resultaat van een relatief recente botsing met de naburige Grote Magelhaense Wolk. (GS)
→ Astronomers Witness Slow Death of Nearby Galaxy

25 oktober 2018
Astronomen hebben ontdekt dat het zuidoostelijke deel van de Kleine Magelhaense Wolk – een begeleider van ons Melkwegstelsel – zich losmaakt van de rest van dit dwergsterrenstelsel. Dat bewijst dat de Kleine en de Grote Magelhaense Wolk ‘recent’ met elkaar in botsing zijn gekomen. Bij hun ontdekking hebben de astronomen gebruik gemaakt van gegevens van de Europese satelliet Gaia, die heel nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van sterren. Deze gegevens brachten hen op het spoor van zogeheten ‘wegloopsterren’ van de Kleine Magelhaense Wolk – sterren die zich met hoge snelheden van het stelsel verwijderen. Het nieuwe onderzoek laat zien dat alle sterren in het zuidoostelijke deel van de Kleine Magelhaense Wolk, dat ook wel de ‘Vleugel’ wordt genoemd, met vergelijkbare snelheden dezelfde kant op bewegen – naar de Grote Magelhaense Wolk toe. Eerdere modelberekeningen hadden al laten zien dat een botsing tussen beide stelsels precies dit resultaat zou hebben. (EE)
→ U-M astronomers confirm collision between two Milky Way satellite galaxies

24 oktober 2018
Veel radiosterrenstelsels blijken een dubbel superzwaar zwart gat in hun kern te herbergen. Dat concluderen Britse astronomen op basis van onderzoek aan de zogeheten jets van deze actieve sterrenstelsels. De resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Een superzwaar zwart gat in de kern van een sterrenstelsel (enkele miljoenen tot een paar miljard maal zo zwaaar als de zon) blaast ook twee tegenovergesteld gerichte bundels van straling en energierijke deeltjes de ruimte in - de zogeheten jets. Waar die straalstromen tot stilstand komen door wisselwerking met het ijle gas in de intergalactische ruimte ontstaan grote 'lobben' die radiostraling produceren. Uit het nieuwe onderzoek blijkt nu dat er in driekwart van de onderzochte gevallen geen sprake is van een nette 'uitlijning' van die ver verwijderde, oude lobben met de recenter gevormde jets op kleinere afstand van het centrum. Dat valt te verklaren wanneer de jets periodiek van richting veranderen. Zo'n precessiebeweging kan ontstaan doordat het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel deel uitmaakt van een dubbelsysteem. Op den duur zullen de twee zwarte gaten naar elkaar toe spiraliseren en met elkaar botsen en versmelten, onder uitzending van krachtige zwaartekrachtgolven. De nieuwe resultaten laten zien dat zulke botsingen vermoedelijk vaker voorkomen dan tot nu toe werd gedacht. (GS)
→ Astronomers spot signs of supermassive black hole mergers

23 oktober 2018
Nieuw onderzoek lijkt antwoord te geven op de vraag waarom de stervorming in clusters van sterrenstelsels al vroeg in de geschiedenis van het heelal stilviel. Uit onderzoek van een selectie van verre clusters blijkt dat de stervorming in sterrenstelsels langer aanhoudt naarmate het heelal ouder wordt. Toen het heelal 4 miljard jaar oud was duurde de stervormingsfase amper een miljard jaar, twee miljard later was dat al opgelopen tot 1,3 miljard jaar en in het huidige heelal duurt deze fase 5 miljard jaar. Maar waarom is dit zo? Een sterrenstelsel dat zich bij een cluster aansluit brengt koud gas mee waaruit zich nog geen sterren hebben gevormd. Het is denkbaar dat het stelsel dit gas kwijtraakt zodra het zich een weg moet banen door het dichte, hete gas dat zich al tussen de stelsels in de cluster bevindt. Een andere mogelijkheid dat de stervorming in pas gearriveerde sterrenstelsels simpelweg stilvalt omdat de aanvoer van koud gas van buitenaf wordt afgesneden zodra ze de cluster betreden. Dit proces is naar verwachting wat trager. Een derde mogelijkheid is dat het de energie van de stervorming zelf is die ervoor zorgt dat het aanvankelijk nog aanwezige koude gas uit het stelsel wordt verdreven. Dit proces zou zich juist wat sneller voltrekken dan het eerste scenario. Volgens de astronomen die de verre clusters hebben onderzocht, past het eerste scenario nog het best bij de verschillende tijdschalen die ze in hun onderzoek zijn tegengekomen. De nieuwe resultaten zijn op 23 oktober gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
→ Study Provides New Insight Into Why Galaxies Stop Forming Stars

17 oktober 2018
De bijna 4 miljard lichtjaar verre ‘blazar’ PG 1553+113 vertoont een tweejarige helderheidscyclus op gammagolflengten. Dat volgt uit waarnemingen die de afgelopen tien jaar met de Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi zijn gedaan. Een blazar is een actief sterrenstelsel met een superzwaar zwart gat in zijn kern dat bezig is om materie uit zijn omgeving op te slokken. Volgens de ontdekkers is het voor het eerst dat het periodieke gedrag van een actief sterrenstelsel op gammagolflengten is aangetoond. Eerder was diezelfde periodiciteit bij PG 1553+113 al waargenomen op andere golflengten, waaronder die van zichtbaar licht. Het periodieke gedrag van de blazar kan erop wijzen dat er in zijn kern niet één maar twee superzware zwarte gaten schuilgaan. Een van die zwarte gaten zou een deel van de door hem opgeslokte materie in de vorm van een relatief smalle deeltjesbundel terug de ruimte in blazen. Deze bundel, die tevens een bron van allerlei soorten elektromagnetische straling is, zou ten gevolge van interacties met het andere zwarte gat enigszins heen en weer schommelen. Als deze interpretatie klopt zou PG 1553+113 ook een bron van zwaartekrachtgolven zijn. De nieuwe Europese detector voor zwaartekrachtgolven LISA, die na 2030 in de ruimte zal worden gebracht, zou in staat moeten zijn om die waar te nemen. Het is overigens ook best mogelijk dat de cyclische uitstoot van straling een andere oorzaak heeft. De nieuwe bevindingen omtrent PG 1553+113 zijn bekendgemaakt tijdens het achtste internationale Fermi-symposium, dat deze week in Baltimore wordt gehouden. (EE)
→ Blazar’s Brightness Cycle Confirmed by NASA’s Fermi Mission

17 oktober 2018
Een internationaal team van astronomen heeft, met het VIMOS-instrument van de Very Large Telescope van ESO, een kolossale structuur in het vroege heelal ontdekt. Deze proto-supercluster van sterrenstelsels, die de bijnaam Hyperion heeft gekregen, is de grootste en meest massarijke structuur die tot nu toe op zo’n grote afstand en in zo’n ver verleden – slechts 2,3 miljard jaar na de oerknal – is ontdekt. De enorme massa van de proto-supercluster wordt geschat op meer dan duizend biljoen keer de massa van de zon. Dat is vergelijkbaar met de massa van de grootste structuren die in het huidige heelal worden waargenomen. Astronomen zijn verbaasd dat er zo vroeg al zulke grote structuren bestonden. Hyperion is gesitueerd in het sterrenbeeld Sextant. Zijn bestaan werd opgemerkt bij een analyse van de enorme hoeveelheid gegevens die voortkwamen uit de VIMOS Ultra-deep Survey. Deze survey heeft een unieke 3D-kaart van de verdeling van meer dan 10.000 sterrenstelsels opgeleverd. De astronomen hebben ontdekt dat Hyperion een zeer complexe structuur heeft, bestaande uit minstens zeven gebieden van hoge dichtheid die door filamenten van sterrenstelsels met elkaar verbonden zijn. Zijn afmetingen zijn vergelijkbaar met die van nabije superclusters, hoewel deze een heel andere structuur hebben. Nabijere superclusters hebben doorgaans een veel geconcentreerdere massaverdeling. Dit verschil is waarschijnlijk toe te schrijven aan het feit dat de zwaartekracht bij nabije superclusters miljarden jaren de tijd heeft gehad om de beschikbare materie dichter bijeen te brengen. Daar is in het geval van de veel jongere Hyperion veel minder tijd voor geweest. Gezien zijn grote omvang zo vroeg in de geschiedenis van het heelal, zal Hyperion naar verwachting tot iets evolueren dat vergelijkbaar is met de grootste structuren in het lokale heelal, zoals de superclusters die tezamen de Grote Muur van Sloan vormen of de Virgo-supercluster, waartoe ons eigen Melkwegstelsel behoort. (EE)
→ Volledig persbericht

16 oktober 2018
Op 17 augustus 2017 registreerden gevoelige detectoren op aarde de zwaartekrachtgolven (minieme rimpelingen in de ruimtetijd) die geproduceerd waren door de botsing van twee neutronensterren - de extreem compacte overblijfselen van supernova-explosies. Dat het om een neutronensterbotsing ging, bleek indertijd uit het feit dat de zwaartekrachtgolven vergezeld werden door een verrassend zwakke flits van gammastraling, een kort durende uitbarsting van blauw licht, en een langzaam uitdovende bron van infraroodstraling en röntgenstraling - precies in overeenstemming met theoretische voorspellingen. Sterrenkundigen denken nu dat ze op 1 januari 2015 precies zo'n neutronensterbotsing hebben waargenomen. Ook toen was er sprake van een zwakke gammaflits, een relatief snel uitdovende lichtbron en een lang nagloeiende bron van röntgenstraling. Zwaartekrachtgolven van die gammaflits (GRB150101B geheten) zijn echter niet waargenomen; de Amerikaanse LIGO-detectoren en de Europese Virgo-detector waren op dat moment niet in bedrijf, en bovendien vond deze explosie op een veel grotere afstand plaats: 1,7 miljard lichtjaar in plaats van 130 miljoen lichtjaar. Opmerkelijk genoeg vlamde de zogeheten 'kilonova' van 1 januari 2015 op in een sterrenstelsel dat veel overeenkomsten vertoont met het 'gaststelsel' van de neutronensterbotsing van 17 augustus 2017. In een artikel in Nature Communications schrijven de onderzoekers dat het vrijwel zeker om een vergelijkbaar verschijnsel ging, met de kanttekening dat het ook de botsing van een neutronenster met een zwart gat geweest zou kunnen zijn. Nu sterrenkundigen beter weten hoe zulke neutronensterbotsingen eruit zien, zullen er in de toekomst ongetwijfeld meer ontdekt worden. Bij de onderlinge botsing van neutronensterren worden grote hoeveelheden zware, zeldzame elementen geproduceerd, zoals goud en platina. (GS)
→ All in the Family: Kin of Gravitational-Wave Source Discovered

11 oktober 2018
Een internationaal team van astronomen heeft een ontploffing van een zware ster waargenomen die opmerkelijk zwak was en snel uitdoofde. De waarneming wijst erop dat de ontploffende ster een (onwaarneembaar zwakke) begeleider had die zijn buitenste lagen heeft afgestroopt. Hierdoor liep de uiteindelijke supernova-explosie met een sisser af (Science, 12 oktober). Wanneer een ster met minstens acht keer zoveel massa als onze zon zonder nucleaire ‘brandstof’ komt te zitten, komt het tot een supernova-explosie. Bij deze ontploffing worden de buitenste lagen van de ster weggeblazen en blijft een compacte neutronenster – de ingestorte kern van de ster – achter. Doorgaans zijn de buitenste lagen van zo’n ster goed voor enkele zonsmassa’s aan materie. Maar bij supernova iPTF 14gqr was dat veel minder: die blies maar een vijfde zonsmassa de ruimte in. Het bestaan van zulke ‘mislukte’ supernova’s was al voorspeld, maar het is voor het eerst dat zo’n duidelijk praktijkvoorbeeld is waargenomen. Het feit dat de oorspronkelijke ster überhaupt explodeerde bewijst dat hij oorspronkelijk heel veel massa moet hebben gehad. Maar waar is die massa gebleven? Volgens de astronomen kan er maar één verklaring zijn: de massa is gestolen. En de dief zou een nabije witte dwergster, een neutronenster of een zwart gat zijn geweest. Het is dus mogelijk dat er na de supernova twee om elkaar wentelende neutronensterren zijn achtergebleven, die heel geleidelijk naar elkaar toe zullen spiralen en uiteindelijk samensmelten. Klinkt bekend? Inderdaad: vorig jaar detecteerden wetenschappers zwaartekrachtgolven die aan een botsing tussen twee neutronensterren wordt toegeschreven. (EE)
→ Dying star emits a whisper

10 oktober 2018
Australische astronomen hebben in een jaar tijd twintig snelle radioflitsen gedetecteerd – krachtige flitsen van radiostraling van buiten ons Melkwegstelsel. Daarmee is het totale aantal detecties bijna verdubbeld. (Nature, 11 oktober). Snelle radioflitsen komen uit alle mogelijke hemelrichtingen en duren slechts een paar milliseconden. Astronomen weten nog niet hoe ze ontstaan, maar er komen enorme hoeveelheden energie bij vrij: ruwweg 80 keer de totale jaarproductie van onze zon. De nieuwe detecties zijn gedaan met de Australia Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), een relatief nieuwe array van radioschotels in West-Australië. Ze omvatten onder meer de meest nabije en de helderste radioflitsen die tot nu toe zijn opgetekend. ASKAP is vanwege zijn grote beeldveld bij uitstek geschikt voor het opsporen van radioflitsen. (EE)  
→ Aussie Telescope Almost Doubles Known Number of Mysterious ‘Fast Radio Bursts’

4 oktober 2018
Astronomen hebben waarschijnlijk voor het eerst de nagloeiing waargenomen van een gammaflits die aan de aarde voorbij is gegaan. Dat is gebeurd bij het vergelijken van data van een lopende hemelsurvey met de VLA-radiotelescoop in New Mexico met data van eerdere surveys. Een gammaflits is een korte, maar heftige uitbarsting van gammastraling die ontstaat bij de ineenstorting van een zeer zware ster (een ‘hypernova’) of bij een botsing tussen twee neutronensterren. De gammastraling wordt daarbij in de vorm van twee smalle bundels uitgezonden. Alleen als een van die bundels toevallig onze kant op wijst, is de eigenlijke gammaflits waarneembaar voor speciaal voor dit doel ontwikkelde satellieten die om de aarde draaien. Zo’n gammaflits gloeit nog een tijdje na op minder energierijke golflengten – onder meer in de vorm van radiostraling. En die straling gaat alle kanten op. Bij het doorspitten van de gegevens van de VLA Sky Survey (VLASS) werd een object ontdekt dat in 1994 bij een eerdere survey met de VLA wel te zien was, maar in de VLASS-survey niet. Door ook de gegevens van andere radiosterrenwachten erbij te betrekken, werd ontdekt dat het object voor het eerst opdook op een VLA-opname uit 1993. Ook was het te zien op opnamen die tussen 1993 en 2015 waren gemaakt met de VLA en de radiotelescoop van Westerbork. Het object, dat FIRST J1419+3940 wordt genoemd, bevindt zich aan de rand van een sterrenstelsels op 280 miljoen lichtjaar van de aarde. Uit de sterkte van de radiostraling van het object, en het feit dat het heel geleidelijk zwakker werd, leiden de astronomen af dat het zeer waarschijnlijk een nagloeiende gammaflits is geweest. De gammaflits zou ergens in 1992 of 1993 hebben plaatsgevonden, maar is niet terug te vinden in de gegevens van de gammasatellieten uit die tijd. Als dat inderdaad zo is, moet het een gammaflits zijn geweest waarvan geen van beide bundels onze kant op wees. (EE)
→ VLA Sky Survey Reveals First “Orphan” Gamma Ray Burst

4 oktober 2018
Quasars steken niet één maar twee soorten vuurwerk af. Niet alleen de kern van het sterrenstelsel van de quasar straalt fel. Ook een geboorte-explosie van sterren buiten de kern zorgt geregeld voor kosmisch vuurwerk. Dat blijkt uit internationaal onderzoek onder leiding van de Groningse hoogleraar Peter Barthel met behulp van de ALMA-telescoop in Chili. De sterrenkundigen publiceren hun bevindingen vandaag in het vakblad Astrophysical Journal Letters. Quasars zijn de ultra-felle kernen van sterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand. Ze stralen zo fel onder invloed van een superzwaar zwart gat dat materie aanzuigt die heet gaat gloeien. De moeder-sterrenstelsels van quasars zijn echter lastig te bestuderen door het felle licht van de quasar zelf. Enkele jaren geleden had het team van Barthel al het vermoeden dat de moederstelsels van quasars veel nieuwe sterren produceren. De nieuwe ALMA-waarnemingen bevestigen dit. De ALMA-afbeeldingen van drie verre quasars laten duidelijk zien dat geboorte-explosies van jonge sterren verantwoordelijk zijn voor de verwarming van een deel van het stof. Peter Barthel (Rijksuniversiteit Groningen): “De millimeterstraling die we detecteren bewijst het bestaan van de ster-geboorte-explosies. Bovendien vinden ze plaats vlak buiten de fel stralende kernen. Er is dus sprake van dubbel vuurwerk.” Studente José Versteeg (Rijksuniversiteit Groningen) speelde een belangrijke rol bij de analyse van de gegevens. “Alle drie de quasars laten het dubbele vuurwerk zien. We publiceren nu eerst de uitgebreide analyse van quasar 3C298. Daarna rond ik de complete studie af.”
→ Volledig persbericht

1 oktober 2018
Bij ‘diepe’ waarnemingen met de MUSE-spectrograaf van de Very Large Telescope van ESO zijn rond verre sterrenstelsels immense kosmische reservoirs van atomaire waterstof ontdekt. De buitengewone gevoeligheid van MUSE heeft deze vage waterstofwolken in het vroege heelal, die een gloed van zogeheten Lyman-alfa-straling vertonen, rechtstreeks waarneembaar gemaakt. Daarbij is vastgesteld dat bijna de hele nachthemel een onzichtbare gloed vertoont. Een internationaal team van astronomen heeft, met behulp van het MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope (VLT), een onverwachte overvloed aan Lyman-alfa-straling ontdekt in het zogeheten Hubble Ultra Deep Field (HUDF). De ontdekte straling bestrijkt bijna dit hele beeldveld. Via extrapolatie komt het team tot de conclusie dat bijna de gehele hemel een onzichtbare gloed van Lyman-alfa-straling uit het vroege heelal vertoont. Astronomen zijn er al heel lang aan gewend dat de hemel er op verschillende golflengten heel anders uitziet, maar de uitgestrektheid van de waargenomen Lyman-alfa-straling kwam toch als een verrassing. ‘Je realiseren dat de hele hemel een gloed van zichtbaar licht vertoont terwijl je bezig bent de Lyman-alfa-straling van verre waterstofwolken waar te nemen, was een echte openbaring,’ aldus Kasper Borello Schmidt, een lid van het team van astronomen achter dit resultaat. ‘Dit is een geweldige ontdekking!’, voegt teamlid Themiya Nanayakkara daaraan toe. ‘Besef de volgende keer dat je naar een maanloze nachthemel kijkt en de sterren ziet, dat de hemel een onzichtbare gloed van waterstof vertoont: de oudste bouwsteen van het heelal, die de hele nachthemel doet oplichten.’ Het HUDF-gebied dat door het team is waargenomen, is een in andere opzichten onopvallend stukje hemel in het sterrenbeeld Fornax (Oven), dat in 2004 beroemd werd toen meer dan 270 uur kostbare waarneemtijd van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA werd besteed om hier dieper dan ooit het heelal in te kijken. De HUDF-waarnemingen lieten zien dat dit schijnbaar donkere stukje hemel is bezaaid met duizenden sterrenstelsels, wat nog maar eens bewees hoe ontzaglijk groot het heelal is. Dankzij de uitstekende mogelijkheden van MUSE kunnen we nu nog dieper de ruimte in kijken. De detectie van Lyman-alfa-straling in het HUDF is de eerste keer dat astronomen deze zwakke straling van de gasomhulsels van de vroegste sterrenstelsels hebben kunnen waarnemen. In deze compositiefoto is de Lyman-alfa-straling in blauw over de beroemde HUDF-opname heen gelegd. MUSE, het instrument achter deze nieuwste waarnemingen, is een geavanceerde integraal-veldspectrograaf die gekoppeld is aan Unit Telescope 4 van de VLT op ESO’s Paranal-sterrenwacht. Wanneer MUSE de hemel waarneemt, registreert hij voor elke pixel in zijn detector de verdeling van de golflengten in het binnenkomende licht. Door naar het volledige lichtspectrum van astronomische objecten te kijken, krijgen we een goed beeld van de astrofysische processen die zich in het heelal afspelen. ‘Deze MUSE-waarnemingen geven ons een volledig nieuwe kijk op de diffuse gasomhulsels van de sterrenstelsels in het vroege heelal’, aldus Philipp Richter, een ander lid van het onderzoeksteam. Het internationale team van astronomen dat deze waarnemingen heeft gedaan, heeft wel ideeën over wat deze verre wolken van waterstof ertoe brengt om Lyman-alfa-straling uit te zenden, maar de precieze oorzaak blijft een mysterie. Maar omdat men denkt dat deze zwakke gloed alomtegenwoordig is aan de nachthemel, zal verder onderzoek naar verwachting meer duidelijkheid geven over de oorsprong ervan. ‘In de toekomst zijn we van plan nog geavanceerdere metingen uit te voeren’, zegt teamleider Lutz Wisotzki. ‘We willen uitzoeken hoe deze uitgestrekte kosmische reservoirs van atomaire waterstof over de ruimte zijn verdeeld.’
→ Origineel persbericht

27 september 2018
Astronomen hebben, met behulp van de Chandra-ruimtetelescoop van NASA, een indrukwekkende opname gemaakt van een enorme ‘staart’ van heet gas die zich over een afstand van meer dan een miljoen lichtjaar uitstrekt achter een groep sterrenstelsels die naar een grotere groep sterrenstelsels toe duikt. Clusters bestaan uit honderden tot duizenden afzonderlijke sterrenstelsels. Maar het leeuwendeel van de massa van zo’n cluster bestaat uit heet gas dat röntgenstraling uitzendt en uit (onzichtbare) donkere materie. De nieuwe Chandra-opname laat zien hoe clusters zo groot kunnen zijn geworden: ze vangen simpelweg sterrenstelsels uit de omgeving in. In dit geval is het de cluster Abell 2142 die voor ‘grote aantrekker’ speelt. Deze cluster bestaat uit honderden sterrenstelsels, gehuld in gas met temperaturen van enkele miljoenen graden. Even verderop is een groepje sterrenstelsels te zien dat een wolk van heet gas achter zich aansleept – net als een bizar grote komeet. Uit de richting waarin de staart wijst kan worden afgeleid dat het groepje recht op Abell 2142 afstevent. Onderweg daarnaartoe verliezen de sterrenstelsels een deel van het gas dat hen omhult, ongeveer zoals bomen tijdens de herfst hun bladeren verliezen als het hard waait. De eerste 800.000 lichtjaar van deze staart is tamelijk recht en smal. Dat wijst erop dat het gas daar bijeen wordt gehouden door magnetische velden. Daarachter waaiert de staart uit, mogelijk omdat sterke turbulenties in het gas de beschermende effect van de magnetische velden teniet doen. (EE)
→ Making Head or Tail of a Galactic Landscape

20 september 2018
Een Brits team van astronomen heeft materie gedetecteerd die met 30 procent van de lichtsnelheid in een superzwaar zwart gat valt. Het verschijnsel, waargenomen met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton, speelt zich af in het centrum van het meer dan een miljard lichtjaar verre sterrenstelsel PG211+143 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). In het centrum van bijna elk volwaardig sterrenstelsel bevindt zich een zwart gat met miljoenen tot miljarden keer zoveel massa als onze zon. Deze superzware zwarte gaten trekken materie uit hun omgeving aan, maar die materie heeft vaak zoveel draaiing dat zij niet rechtstreeks het zwarte gat in stroomt. In plaats daarvan spiraalt ze ernaartoe, waardoor zich een zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat vormt. Aangenomen werd het toestromende gas doorgaans banen volgt die loodrecht op de rotatieas van het zwarte gat staan. Maar echt noodzakelijk is dat niet – zoals de situatie in PG211+143 bewijst. Als de accretieschijf scheef staat ten opzichte van het zwarte gat, kan deze uiteenvallen in afzonderlijke ringen die met elkaar in botsing komen. Daarbij heffen ze elkaars rotatie op, waarna hun gas alsnog rechtstreeks het zwarte gat in valt. Daarbij worden veel hogere snelheden bereikt dan bij normale accretie – in dit geval dus ruwweg 100.000 kilometer per seconde. Dankzij deze chaotische vorm van accretie kunnen zwarte gaten zich heel snel voeden met materie uit hun omgeving. Mogelijk is dat ook de reden waarom de zwarte gaten die vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan zo snel zoveel massa hebben gekregen. (EE)
→ Matter falling into a black hole at 30 percent of the speed of light

18 september 2018
Ons Melkwegstelsel wordt vergezeld door twee kleine satellietstelsel: de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk. Vanuit de Tropen en vanaf het zuidelijk halfrond zijn ze gemakkelijk met het blote oog zichtbaar. In een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggereren Australische astronomen nu dat er ooit een derde 'Magelhaense Wolk' is geweest. Dat stelsel zou drie à vijf miljard jaar geleden in botsing zijn gekomen en zijn versmolten met de Grote Magelhaense Wolk. De sterrenkundigen baseren hun (nog enigszins speculatieve) conclusie op computersimulaties van botsingen van sterrenstelsels en op waarnemingen van de sterren in de Grote Magelhaense Wolk. Een deel van de sterren in het satellietstelsel draait in de 'verkeerde' richting rond het centrum, tegen de bewegingsrichting van de meeste andere sterren in. Bovendien is al lange tijd bekend dat de sterren en sterrenhopen in de Grote Magelhaense Wolk óf heel oud zijn, óf juist heel jong - alsof er in het relatief recente verleden een nieuwe geboortegolf van sterren op gang is gekomen. Zowel de tegendraads roterende sterren als de opmerkelijke leeftijdsverdeling van de sterren is goed te verklaren door aan te nemen dat de Grote Magelhaense Wolk een paar miljard jaar geleden een ander satellietstelsel heeft opgeslokt. (GS)
→ Magellanic Clouds Duo May Have Been a Trio

13 september 2018
De Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA is begonnen aan een nieuwe zoektocht naar de vroegste sterrenstelsels in het heelal. Bij deze survey, BUFFALO geheten, zullen zes omvangrijke clusters van sterrenstelsels onder de loep worden genomen. De eerste waarnemingen tonen de cluster Abell 370 en een schare aan omringende sterrenstelsels, die door het zwaartekrachtlenseffect zijn uitvergroot. Kolossale clusters zoals Abell 370 spelen een belangrijke rol bij het opsporen van de verste sterrenstelsels. Dankzij hun immense massa’s fungeren zulke clusters als natuurlijke lenzen. De ruimte rond Abell 370 is zodanig gekromd dat het licht van verder weg staande objecten wordt afgebogen, vervormd en versterkt. Dit effect maakt zwakke, verre objecten waarneembaar voor Hubble. Een opvallend voorbeeld van zo’n vervormde afbeelding is de lange sliert in het midden van de foto, die ‘de Draak’ wordt genoemd. Dit langgerekte lichtspoor bestaat uit talrijke ‘kopieën’ van een ver spiraalstelsel. BUFFALO staat voor ‘Beyond Ultra-deep Frontier Fields And Legacy Observations’. De survey wordt geleid door astronomen van het Niels Bohr Instituut (Denemarken) en de Durham Universiteit (VK). Het hoofddoel is om te onderzoeken hoe en wanneer de zwaarste en helderste sterrenstelsels in het heelal zijn ontstaan, en hoe de vorming van de eerste sterrenstelsels is beïnvloed door de verdeling van de donkere materie in het heelal. (EE)
→ BUFFALO charges towards the earliest galaxies

12 september 2018
Een Braziliaanse amateurastronoom heeft bij toeval ontdekt dat er in een sterrenstelsel op 50 miljoen lichtjaar van de aarde 14 jaar geleden een supernova-explosie heeft plaatsgevonden. De supernova is destijds wel gefotografeerd, maar bleef toen onopgemerkt. Het overgrote deel van de ongeveer 50.000 supernova-explosies die tot nu toe zijn waargenomen, is ontdekt in het kader van grote, systematische zoekprogramma’s. Maar zo af en toe glipt er wel eens eentje door de mazen van het net. Zo ook de supernova die in 2004 plaatsvond in het sterrenstelsel NGC 1892. Dat deze kolossale sterexplosie alsnog is opgemerkt, is te danken aan Jorge Stockler de Moraes, die dit stelsel in januari 2017 fotografeerde met zijn 30-cm telescoop. Toen hij zijn opname naast die van een professionele opname uit 2004 legde, ontdekte hij dat op deze laatste een heldere ster te zien was, die op de nieuwe foto ontbrak. Stockler de Moraes schakelde de hulp in van professionele astronomen, die op zoek zijn gegaan naar meer beeldmateriaal. Uit dat onderzoek bleek dat de ster alleen te zien was op de foto die de Braziliaanse amateurastronoom als eerste naast de zijne had gelegd. Daarmee staat zo goed als vast dat het een supernova moet zijn geweest. (EE)
→ Surprise Discovery of a 14-Year-Old Supernova

10 september 2018
Dankzij de inzet van kunstmatige intelligentie (artificial intelligence, AI) zijn 72 tot dusver onbekende uitbarstingen ontdekt van FRB121102, een repeterende bron van snelle radioflitsen. Dat melden onderzoekers van de Universiteit van Californië in Berkeley in The Astrophysical Journal. Snelle radioflitsen (fast radio bursts, FRB's) zijn krachtige uitbarstingen van radiostraling die pakweg een duizendste van een seconde duren en plaatsvinden in ver verwijderde sterrenstelsels. Tot nu toe is niet bekend waardoor de flitsen precies veroorzaakt worden. Van slechts één bron, FRB121102, is ontdekt dat hij meerdere malen uitbarstingen vertoont. Zo werden er in waarnemingen van 26 augustus 2017 niet minder dan 21 van die flitsen waargenomen in een periode van minder dan een uur. De waarnemingen van 2017 zijn nu opnieuw geanalyseerd, met gebruikmaking van AI-technieken die in staat zijn om afwijkende patronen in de data efficiënt op te sporen. Op die manier werden niet minder dan 72 tot dusver onbekende flitsen ontdekt. Daarmee komt het totaal aantal flitsen van FRB121102 op ruim 300. Op basis van de nieuwe resultaten concluderen de onderzoekers dat de radioflitsen geen vaste periodiciteit vertonen (althans niet met een periode van meer dan een honderdste seconde), zoals je zou verwachten wanneer ze afkomstig zouden zijn van snel roterende neutronensterren. De hoop is dat AI-technieken uiteindelijk zullen bijdragen aan het oplosse van het radioflits-mysterie. (GS)
→ AI helps track down mysterious cosmic radio bursts

6 september 2018
Met behulp van de ALMA-telescoop, en de natuurlijke lenswerking van een tussenliggend sterrenstelsel, hebben astronomen een sterrenstelsel op meer dan 12 miljard lichtjaar van de aarde kunnen onderzoeken. Daarbij is ontdekt dat het verre stelsel grote hoeveelheden moleculair gas wegblaast – een verschijnsel dat de vorming van nieuwe sterren tijdelijk afremt (Science, 7 september). In gewone sterrenstelsels, zoals onze Melkweg, staat de vorming van nieuwe sterren op een laag pitje. De productie blijft steken bij ongeveer één ster per jaar. Zogeheten starburststelsel produceren honderden tot duizenden nieuwe sterren per jaar. Dat houden ze echter niet eeuwig vol. Starburststelsels remmen hun eigen sterproductie af door grote hoeveelheden gas weg te blazen. Dat gas is niet verloren, maar verzamelt zich in de zogeheten halo van het stelsel, en valt later weer geleidelijk terug, zodat er ook dan weer nieuwe kunnen worden geproduceerd. In nabije starburststelsels was dit verschijnsel al waargenomen, maar in verre stelsels – stelsels in de begintijd van het heelal dus – nog niet. Dankzij ALMA is daar nu verandering in gekomen. Met deze (sub)millimeter-radiotelescoop is vastgesteld dat het verre sterrenstelsel SPT 2319-55 omgeven is door moleculair gas. (‘SPT’ staat voor South Pole Telescope – het instrument waarmee het stelsel is ontdekt.)Uit de ALMA-waarnemingen blijkt dat het gas met snelheden van bijna 800 kilometer per seconde uit SPT 2319-55 wordt weggeblazen. Dat gebeurt niet gelijkmatig, maar met horten en stoten. Maar gemiddeld verliest het stelsel jaarlijks ongeveer net zoveel gas als dat het gas in nieuwe sterren omzet. De ‘wind’ die van het stelsel uitgaat is waarschijnlijk het gevolg van de talrijke supernova-explosies die niet lang na de vorming van een nieuwe generatie van sterren optreden. Ook het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel kan daarbij een rol spelen. (EE)
→ Fierce Winds Quench Wildfire-like Starbirth in Far-flung Galaxy

5 september 2018
Nauwkeurige metingen met een Amerikaans netwerk van radiotelescopen laten zien dat bij de botsing tussen twee neutronensterren die in augustus 2017 werd geregistreerd een smalle bundel van supersnelle deeltjes is ontstaan (Nature, 6 september). De gebeurtenis, die plaatsvond in een sterrenstelsel op 130 miljoen lichtjaar van de aarde, ging ook gepaard met zwaartekrachtgolven en een zogeheten gammaflits. De nasleep van de gebeurtenis, die bekendstaat als GW170817, is met tal van telescopen op en rond de aarde waargenomen. Op die manier hebben wetenschappers kunnen vaststellen hoe de eigenschappen van de uiteenlopende soorten elektromagnetische straling die bij de botsing vrijkwamen mettertijd veranderden. Een van de openstaande vragen was of bij de botsing ook een smalle ‘jet’ van materie was ontstaan die met bijna de snelheid van het licht de interstellaire ruimte in schoot. Zulke jets zijn nodig om het soort gammaflitsen te produceren waarvan op theoretische gronden was voorspeld dat ze door botsingen tussen neutronensterren worden veroorzaakt. Uit de radiowaarnemingen is nu gebleken dat een deel van het materiaal dat bij GW170817 de ruimte in werd geblazen zich met 97 procent van de lichtsnelheid verplaatst. Een analyse van de waarnemingen laat zien dat het materiaal inderdaad deel uitmaakt van een smalle jet die vanaf de aarde gezien onder een hoek van 20 graden werd uitgezonden. Het idee is nu dat de botsing tussen de beide neutronensterren een explosie veroorzaakte, waarbij een bolvormige schil van stellair puin werd weggeblazen. De neutronensterren zouden ineen zijn gestort tot een zwart gat, dat materie uit zijn omgeving begon aan te trekken. Deze materie vormde een snel ronddraaiende schijf rond het zwarte gat. Niet alle materie van zo’n schijf komt uiteindelijk in het zwarte gat terecht. Een deel ervan wordt in gebundelde vorm in richtingen loodrecht op de schijf terug de ruimte in geblazen. Alleen als een van beide jets min of meer onze kant op wijst, is ook de gammaflits waarneembaar die bij de botsing tussen twee neutronensterren ontstaat. (EE)
→ Radio Observations Confirm Superfast Jet of Material From Neutron Star Merger

5 september 2018
Behalve een miljard sterren in onze Melkweg observeert ESA’s Gaia-ruimtevaartuig ook extragalactische objecten. Haar geautomatiseerde waarschuwingssysteem verwittigt astronomen wanneer Gaia een plotselinge gebeurtenis – een transient – opmerkt. Een team van astronomen heeft nu ontdekt dat na een aanpassing van het waarschuwingssysteem Gaia honderden opmerkelijke transients in de kernen van sterrenstelsels kan detecteren. Ze vonden ongeveer 480 transients over een periode van ongeveer een jaar. Hun nieuwe methode wordt zo snel mogelijk in het systeem geïmplementeerd, zodat astronomen de aard van deze verschijnselen kunnen bepalen (publicatie in de november-editie van MNRAS). In 2013 lanceerde ESA haar Gaia-ruimtevaartuig om de locatie te meten van een miljard sterren in onze Melkweg en tientallen miljoenen sterrenstelsels. Elke positie aan de hemel komt één keer per maand in het blikveld van Gaia; in totaal ongeveer zeventig keer tijdens de missie. Hierdoor kan het ruimtevaartuig plotselinge verschijnselen herkennen, zoals superzware zwarte gaten die sterren uiteenscheuren of sterren die exploderen als supernova. Gaia ziet een verandering in helderheid wanneer het een maand later terugkeert naar hetzelfde stukje hemel. Een team van astronomen van SRON, de Radboud Universiteit en de Universiteit van Cambridge heeft nu bijna vijfhonderd transients gevonden in de centra van sterrenstelsels gedurende een periode van een jaar.Astronomen Zuzanna Kostrzewa-Rutkowska, Peter Jonker, Simon Hodgkin en anderen doorzochten de Gaia-database op transients rond kernen van sterrenstelsels in de periode tussen juli 2016 en juni 2017. Ze gebruikten een sterrencatalogus—uit de Sloan Digital Sky Survey Release 12—en een op maat gemaakt wiskundig hulpmiddel. Met dit nieuwe hulpmiddel kunnen de onderzoekers zeldzame, lichtkrachtige verschijnselen in galactische centra identificeren. Ze zijn er 480 tegengekomen, waarvan het waarschuwingssysteem er slechts vijf heeft opgepikt.Het snel waarschuwen van de astronomische gemeenschap is cruciaal voor veel van de geobserveerde gebeurtenissen. Gaia zag bij ongeveer honderd transients niets ongewoons tijdens de maand vóór en de maand na detectie, wat de korte duur aangeeft van de gebeurtenissen die leiden tot een verhoogde emissie van licht. Jonker: ‘Zulke verschijnselen hebben grote waarde omdat astronomen daarmee voor eventjes superzware zwarte gaten kunnen bestuderen die voorheen onzichtbaar waren. Vooral de korte gebeurtenissen kunnen ons wijzen richting tot nu toe ongrijpbare middelzware zwarte gaten die sterren verslinden.’De belangrijkste verklaring voor de meeste transients is dat superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels plotseling veel actiever worden naarmate er meer gas in het zwarte gat valt, waarbij de omgeving oplicht. Deze verse brandstof kan uit een ster worden gehaald terwijl een zwart gat hem uit elkaar scheurt met zijn enorme zwaartekracht.
→ Oorspronkelijk persbericht

4 september 2018
Wanneer een rode superreus een supernova-explosie ondergaat, is hij gehuld in een relatief dikke schil van circumstellair materiaal. Die conclusie trekken Japanse onderzoekers in Nature Astronomy op basis van waarnemingen aan 26 van zulke rode-superreus-explosies en vergelijking met verschillende theoretische modellen. Bij een supernova-explosie wordt een zogeheten shock breakout verwacht - een korte, intense lichtflits die voorafgaat aan de eigenlijke tragere supernova. Die werd in geen van de 26 gevallen waargenomen. Wel bleek dat 24 van de 26 exploderende superreuzen sneller in helderheid toenamen dan je zou verwachten. Modellen waarin de exploderende ster wordt omgeven door een schil van materie, met een massa die ongeveer gelijk is aan tien procent van de massa van de zon, kunnen de waarnemingen echter heel goed verklaren. De schil van circumstellaire materie absorbeert het licht van de shock breakout, en de botsing van het bij de explosie weggeblazen sterrengas met de omringende materieschil produceert extra energie. De materieschil ontstaat vermoedelijk aan het eind van het leven van de rode superreus als gevolg van massaverlies van de ster. Op welke manier dat precies gebeurt is nog niet bekend. (GS)
→ Veiled Supernovae Provide Clue to Stellar Evolution

4 september 2018
Met de Murchison Wide-angle Array (MWA) in West-Australië is de laagfrequente radiostraling in kaart gebracht die uitgezonden wordt door kosmische-stralingsdeeltjes in de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk - de twee satellietstelsels van ons eigen Melkwegstelsel. Die kosmische straling bestaat uit energierijke elektrisch geladen deeltjes, die vooral geproduceerd en versneld worden in supernovaresten - de uitdijende gasschillen van geëxplodeerde sterren. Omdat alleen zware sterren een supernova-explosie ondergaan, en omdat zware sterren maar een korte levensduur hebben, bieden de waarnemingen ook informatie over het aantal supernova-explosies in de twee Magelhaense Wolken en over het tempo waarin nieuwe sterren ontstaan. De MWA-metingen, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, wijzen uit dat er in de Grote Magelhaense Wolk ongeveer eens in de tien jaar een nieuwe ster ontstaat met een massa vergelijkbaar met die van de zon; in de Kleine Magelhaense Wolk gebeurt dat gemiddeld eens in de veertig jaar. (GS)
→ Telescope Maps Cosmic Rays in Large & Small Magellanic Clouds

29 augustus 2018
Een internationaal team van astronomen uit Japan, Mexico en de VS hebben een ‘monsterstelsel’ op 12,4 miljard lichtjaar van de aarde onder de loep genomen. Daarbij hebben ze, met behulp van de(sub)millimetertelescoop ALMA, structuren ontdekt die nog nooit eerder zijn waargenomen (Nature, 30 augustus). Het stelsel, dat de aanduiding COSMOS-AzTEC-1 heeft gekregen, behoort tot de extreme starburststelsels – sterrenstelsels die in hoog tempo nieuwe sterren produceren. Aangenomen wordt dat deze stelsels de voorlopers zijn van de elliptische reuzenstelsels – de grootste sterrenstelsels in het huidige heelal. COSMOS-AzTEC-1 werd al in 2007 ontdekt. Sterrenstelsels als deze produceren in een extreem hoog tempo nieuwe sterren: duizend keer zo snel als onze eigen Melkweg, die jaarlijks maar een handjevol nieuwe sterren aflevert. Om te onderzoeken waarom dit zo is hebben de astronomen de verdeling van het moleculaire gas in COSMOS-AzTEC-1 in kaart gebracht. Dit gas is de grondstof voor nieuwe sterren. Uit de waarnemingen blijkt dat het stelsel twee grote wolken van moleculair gas vertoont op duizenden lichtjaren van het centrum. Dat is opmerkelijk omdat bij de meeste starburststelsels de stervorming zich voornamelijk in het centrum afspeelt. Verder hebben de astronomen vastgesteld dat de beide kolossale gaswolken zeer instabiel zijn, wat heel ongebruikelijk is. In zulke wolken ondervindt de naar binnen gerichte zwaartekracht normaal gesproken een tegendruk. Waar de zwaartekracht de overhand krijgt, ontstaan sterren, die op hun beurt sterrenwinden en supernova-explosies veroorzaken. En dat zet een rem op de stervorming. In COSMOS-AzTEC-1 is de tegendruk echter veel zwakker dan de zwaartekracht. Hierdoor is de vorming van nieuwe sterren bijna letterlijk niet te stuiten. Als dit zo doorgaat raakt het stelsel al binnen 100 miljoen jaar door zijn gasvoorraad heen. Onduidelijk is nog waarom het gas in COSMOS-AzTEC-1 zo instabiel is. Een mogelijke verklaring is dat het stelsel een ander sterrenstelsel heeft opgeslokt, al zijn daar geen directe aanwijzingen voor gevonden. Ook is het nog een raadsel hoe het stelsel er überhaupt in is geslaagd om zoveel gas te verzamelen. (EE)
→ Astronomers reveal new details about ‘monster’ star-forming galaxies

17 augustus 2018
Sommige van de kleine, zwakke dwergstelsels die een baan beschrijven rond ons eigen Melkwegstelsel behoren tot de alleroudste sterrenstelsels in het heelal. Die opmerkelijke conclusie trekken Britse en Amerikaanse onderzoekers in een artikel in The Astrophysical Journal waarin de eigenschappen van dwergstelsels vergeleken worden met gedetailleerde theoretische modellen. Het gaat onder andere om de dwergstelsels Segue-1, Bootes I, Tucana II en Ursa Major I. Hun leeftijden zouden meer dan 13 miljard jaar bedragen. Volgens het standaardmodel van de kosmologie, waarin de evolutie van het heelal gedomineerd wordt door donkere materie, ontstonden de allereerste halo's van donkere materie kort na de oerknal. Ook koel waterstofgas werd door de zwaartekracht van die eerste, relatief kleine halo's aangetrokken; daaruit ontstond de eerste generatie kleine sterrenstelsels. De vorming daarvan kwam echter tot stilstand doordat het waterstofgas verhit en geïoniseerd raakte door de energierijke ultraviolette straling van de eerste sterren. Pas in een later stadium, honderden miljoenen jaren na de oerknal, waren de halo's van donkere materie zo sterk gegroeid dat het aanwezige waterstofgas toch weer voldoende kon afkoelen. Toen begon de vorming van grotere sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel. Uit een vergelijking van deze theoretische modellen met de eigenschappen van dwergsterrenstelsels blijkt nu dat sommige van de 'satellietstelsels' van de Melkweg tot de allereerste generatie sterrenstelsels behoren. Astronomen vergelijken de ontdekking met de vondst van fossiele resten van de oudste voorlopers van de mens. (GS)
→ Physicists reveal oldest galaxies

16 augustus 2018
Twee gebiedjes aan de sterrenhemel, één op het noordelijk halfrond en één op het zuidelijk halfrond, zijn gedetailleerd in beeld gebracht op ultraviolette golflengten, in het kader van de HUDV (Hubble Deep UltraViolet) Legacy Survey. Op de foto's zijn vele duizenden sterrenstelsels op uiteenlopende afstanden te zien. Eerder zijn vergelijkbare 'deep field'-opnamen gemaakt in zichtbaar licht en op infrarode golflengten; daaraan zijn nu waarnemingen in het ultraviolet (UV) toegevoegd - een golflengtegebied dat vanaf het aardoppervlak niet waarneembaar is doordat ultraviolette straling uit het heelal geabsorbeerd wordt door de aardse dampkring. De UV-waarnemingen bieden sterrenkundigen inzicht in de evolutie van sterrenstelsels in de loop van de kosmische geschiedenis: vooral jonge, hete, pasgeboren sterren stralen veel ultraviolet licht uit. De grootste geboortegolf van nieuwe sterren in het heelal lag zo'n drie miljard jaar na de oerknal; de UV-metingen van Hubble laten zien hoe de stervormingsactiviteit daarna langzaam maar zeker weer afnam. Op de allergrootste afstanden moeten sterrenstelsels bestudeerd worden op infrarode golflengten, omdat de energierijke straling van pasgeboren sterren naar het infrarood wordt 'uitgerekt' door de uitdijing van het heelal. Op veel kleinere afstanden bieden waarnemingen in zichtbaar licht in het algemeen een beter beeld. Maar juist in het gebied daartussen zijn metingen in het ultraviolet belangrijk. (GS)
→ Hubble Paints Picture of the Evolving Universe

16 augustus 2018
De heldere quasar PKS1353-341 blijkt het centrum te vormen van een tot nu toe onopgemerkt gebleven cluster van sterrenstelsels. De quasar - de extreem energierijke kern van een ver sterrenstelsel met een superzwaar zwart gat in het centrum - produceert zoveel straling dat de zwakkere sterrenstelsels in de directe omgeving nooit eerder waren gedetecteerd. In plaats daarvan namen astronomen aan dat het om een redelijk geïsoleerde quasar ging. Waarnemingen met het Chandra X-ray Observatory en met de 6,5-meter Magellan Telescope in Chili hebben nu echter het bestaan aan het licht gebracht van een grote zwerm sterrenstelsels, waarvan de quasar het centrum vormt. De nieuw ontdekte cluster ligt op 'slechts' 2,4 miljard lichtjaar afstand, telt honderden leden en heeft een totale massa van naar schatting 690 biljoen zonsmassa's. De nieuwe ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De quasar zelf is maar liefst 46 miljard maal zo helder als de zon. Dat betekent dat het zwarte gat in de quasar veel materie uit zijn omgeving opslokt: de straling wordt geproduceerd door materie in de directe omgeving van het zwarte gat, kort voordat het naar binnen gezogen wordt. Vermoedelijk is het eetgedrag van het zwarte gat op de een of andere manier gerelateerd aan de positie in het centrum van de cluster. Het CHiPS-project (Clusters Hiding in Plain Sight) zal de komende tijd mogelijk nog meer voorbeelden vinden van clusters die eerder aan de aandacht zijn ontsnapt door de aanwezigheid van een extreem heldere centrale quasar. (GS)
→ Sprawling galaxy cluster found hiding in plain sight

14 augustus 2018
Ruim 12 miljard jaar geleden waren bepaalde gebieden in het jonge heelal relatief 'ondoorzichtig', door de aanwezigheid van grote hoeveelheden neutraal waterstofgas. Tegenwoordig is al het intergalactische gas geïoniseerd door de ultraviolette straling van sterrenstelsels, en is de ruimte tussen de sterrenstelsels vrijwel volledig transparant. Het ligt voor de hand om aan te nemen dat er in een gebied waarin veel koel, neutraal waterstofgas voorkomt ook relatief veel sterrenstelsels zullen zijn ontstaan. Dat blijkt echter niet het geval te zijn. Met de 8,3-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, is een relatief 'ondoorzichtig' gebied van een half miljard lichtjaar groot in het verre, vroege heelal bestudeerd. Daarbij werd ontdekt dat er in dit gebied verhoudingsgewijs juist weinig sterrenstelsels voorkomen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De ontdekking doet vermoeden dat de 'ondoorzichtigheid' het directe gevolg is van de schaarste aan sterrenstelsels in het betreffende gebied. Minder sterrenstelsels betekent minder ultraviolet licht, en dus ook een minder sterk ioniserend effect. Kennelijk was de ultraviolette straling van verder weg gelegen sterrenstelsels in de jeugd van het heelal niet goed in staat om grote afstanden af te leggen. (GS)
→ In a massive region of space, astronomers find far fewer galaxies than they expected

9 augustus 2018
Dwergsterrenstelsels zijn veel kleiner en bevatten veel minder sterren dan grote sterrenstelsels zoals ons eigen Melkwegstelsel. Daarentegen bevatten ze verhoudingsgewijs veel interstellair gas - het materiaal waaruit nieuwe sterren kunnen ontstaan. Computersimulaties, uitgevoerd door astronomen van Columbia University en gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, laten nu zien dat twee botsende dwergstelsels een groot deel van hun gasvoorraad gemakkelijk kwijt kunnen raken aan een naburig groter stelsel. De astronomen simuleerden de botsing en versmelting van de sterrenstelsels NGC 4490 en NGC 4485, op 23 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Door getijdeneffecten wordt het interstellaire gas tijdens en na de botsing uit de dwergstelsels verdreven, tot op grote afstanden, in langgerekte 'getijdenstaarten'. Een naburig groot sterrenstelsel kan dat gas vervolgens gemakkelijk invangen, waarna er in het grote stelsel een geboortegolf van nieuwe sterren kan ontstaan. De Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, twee relatief kleine begeleiders van ons eigen Melkwegstelsel, kwamen volgens de onderzoekers enkele miljarden jaren geleden ook met elkaaar in botsing. Grote hoeveelheden interstellair gas, met name afkomstig uit de Kleine Magelhaense Wolk, stroomden vervolgens ons eigen Melkwegstelsel in. De botsing van twee kleine satellietstelsels kan op die manier van grote invloed zijn op de stervormingsgeschiedenis van grote sterrenstelsels. (GS)
→ Study Highlights Role of Dwarf-Galaxy Mergers in Refueling Other Galaxies with Gas

9 augustus 2018
Waarnemingen met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory hebben het bestaan van vele tientallen 'middelzware' zwarte gaten aan het licht gebracht. Ze blijken vooral voor te komen in de kernen van dwergsterrenstelsels. Sterrenkundigen kennen twee soorten zwarte gaten: de stellaire exemplaren (de restanten van geëxplodeerde sterren), die hooguit enkele tientallen zonsmassa's wegen, en de superzware zwarte gaten in de kernen van veel sterrenstelsels, met massa's van miljoenen tot miljarden zonsmassa's. De laatste jaren zijn wel aanwijzingen gevonden voor het bestaan van middelzware zwarte gaten (een paar honderd tot een paar honderdduizend maal zo zwaar als de zon), maar er was weinig bekend over de aantallen waarin die voorkomen. In waarnemingen van de COSMOS Legacy Survey, uitgevoerd met de Chandra-röntgentelescoop, zijn nu tientallen middelzware zwarte gaten ontdekt in de kernen van dwergsterrenstelsels op miljarden lichtjaren afstand van de aarde. De röntgenstraling wordt uitgezonden door heet gas dat door het zwarte gat wordt opgeslokt; de intensiteit van de röntgenstraling is een maat voor de massa van het zwarte gat. Een tweede onderzoeksteam komt op een iets indirectere manier tot de ontdekking van ruim 150 middelzware zwarte gaten, eveneens in de kernen van dwergstelsels. Het gaat om zwarte gaten die nog steeds fors aan het groeien zijn; de waargenomen massa's liggen tussen enkele duizenden en enkele honderdduizenden zonsmassa's. De nieuwe ontdekkingen, gepubliceerd in twee artikelen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en in The Astrophysical Journal, bieden meer inzicht in de levensloop van zwarte gaten. De middelzware exemplaren kunnen zijn ontstaan door de zwaartekrachtscollaps van een grote gaswolk, of door de versmelting van grote aantallen stellaire zwarte gaten, terwijl superzware zwarte gaten mogelijk ontstaan door de botsing en versmelting van meerdere middelzware exemplaren. (GS)
→ Finding the Happy Medium of Black Holes

7 augustus 2018
Na bijna twintig jaar is het record van het verst verwijderde radiostelsel gebroken. Een team onder leiding van de Leidse promovendus Aayush Saxena heeft een radiostelsel gevonden uit de tijd dat het heelal nog maar 7% van zijn huidige leeftijd had. Het staat op een afstand van 12 miljard lichtjaar. Het team gebruikte de Giant Meter-wave Radio Telescope (GMRT) in India om het radiosterrenstelsel te identificeren. Daarna is met de Gemini Telescope op Hawaï en de Large Binocular Telescope in Arizona de afstand bepaald door de roodverschuiving van het stelsel te meten. De roodverschuiving van z = 5,72 betekent dat het sterrenstelsel wordt waargenomen zoals het eruitzag toen het heelal nog maar een miljard jaar oud was. Dat betekent dat het licht van dit stelsel bijna 12 miljard jaar oud is. Het team bestaat uit astronomen uit Nederland, Brazilië, het Verenigd Koninkrijk en Italië. Het onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Het meten van de roodverschuiving van een sterrenstelsel vertelt astronomen de afstand van het stelsel. Hoe verder weg sterrenstelsels staan, des te sneller bewegen ze van ons af. Het licht van deze stelsels is daardoor roder. Naarmate de vluchtsnelheid hoger is, is de roodverschuiving groter. Radiostelsels zijn zeldzaam. Het zijn kolossale sterrenstelsels met een superzwaar zwart gat in hun centrum dat actief gas en stof uit zijn omgeving naar zich toetrekt. Deze eigenschap zet de lancering van hoogenergetische straalstromen in gang, die met bijna de lichtsnelheid geladen deeltjes de ruimte in spuwen. Deze jets zijn zeer helder op radiogolflengten. De ontdekking van dit soort stelsels op extreem grote afstanden is belangrijk voor ons begrip van de vorming en evolutie van deze stelsels. Het kan bovendien iets zeggen over de vorming van oer-zwarte gaten, die de groei van sterrenstelsels hebben aangedreven en gereguleerd. Maar dat dergelijke stelsels bestaan, verbaast astronomen. Eerste auteur Aayush Saxena (Sterrewacht Leiden): ‘We zijn benieuwd hoe deze zeer zware, verre sterrenstelsels hun massa hebben opgebouwd.’ Coauteur Huub Röttgering (Sterrewacht Leiden) voegt daaraan toe: ‘Heldere radiostelsels herbergen superzware zwarte gaten. Het is verbazingwekkend om zo vroeg in de geschiedenis van het heelal zulke objecten aan te treffen; de tijd om zulke zware zwarte gaten tot wasdom te laten komen is wel erg kort.’ Een radiosterrenstelsel met een roodverschuiving van z=5,19 was sinds zijn ontdekking in 1999 de vorige recordhouder. De volgende generatie radiotelescopen zal in combinatie met ‘s werelds grote optische en infraroodtelescopen radiostelsels op nog grotere roodverschuiving kunnen ontdekken.
→ Oorspronkelijk persbericht

26 juli 2018
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een filmpje gemaakt van het nagloeien van een gammaflits die in december 2016 plaatsvond. De terugslag, die ontstond nadat de krachtige jets van de gammaflits op het gas rond een zware ster inbeukten, duurde veel langer dan gedacht. De gammaflits werd getriggerd doordat een zware ster op meer dan 2 miljard lichtjaar van de aarde zijn miljoenen jaren durende gevecht tegen de zwaartekracht verloor en instortte. Het gevolg was een supernova-explosie, waarbij de kern van de ster in elkaar klapte tot een zwart gat. Het pas gevormde zwarte gat stootte kortstondig twee bundels van intense gammastraling uit – de eigenlijke gammaflits, die op 19 december 2016 werd geregistreerd door de Amerikaanse Swift-satelliet. In de weken daarna gloeide de gammaflits nog na op langere golflengten, waaronder de radiostraling waarvoor ALMA gevoelig is. Van de waarnemingen die in deze periode zijn gedaan is nu het allereerste ‘time-lapse’-filmpje van zo’n kolossale explosie gemaakt. Daarbij is ontdekt dat de omgekeerde schokgolf die optreedt wanneer de bundels gammastraling het weggeblazen materiaal van de voormalige ster treffen bijna een dag aanhield. De verwachting was dat het verschijnsel maar een paar seconden zou duren – net als de jets zelf. Het is pas voor de vierde keer dat astronomen de terugslag van een gammaflits op allerlei verschillende golflengten hebben kunnen waarnemen. Uit de ALMA-waarnemingen kan worden afgeleid dat deze jets evenveel energie bevatten als onze zon in een miljard jaar uitzendt. Dat lijkt veel, maar eigenlijk is het vrij weinig voor een gammaflits van dit type. Waarom deze gammaflits zo ‘zwak’ was, is nog een raadsel. (EE)
→ ALMA Creates Its First-Ever Movie of Cosmic Explosion

23 juli 2018
Het Andromedastelsel, de naaste buur van ons eigen Melkwegstelsel, heeft twee miljard jaar geleden een ander relatief groot sterrenstelsel uit de zogeheten Lokale Groep 'verorberd'. Die conclusie trekken astronomen van de Universiteit van Michigan op basis van computersimulaties en metingen aan de sterren in de uitgestrekte halo van Andromeda (M31). De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy. De Lokale Groep bestaat uit tientallen kleine dwergstelsels en drie grote sterrenstelsels: ons eigen Melkwegstelsel, het Andromedastelsel (M31) en het kleinere Driehoekstelsel (M33), dat in feite een satellietstelsel van Andromeda is. Nu blijkt dat er oorspronkelijk nog een ander groot sterrenstelsel deel uitmaakte van de Lokale Groep - kleiner dan de Melkweg en Andromeda, maar groter dan M33. De botsing van dit stelsel met het Andromedastelsel, ongeveer twee miljard jaar geleden, heeft niet geleid tot de vorming van een groot elliptisch sterrenstelsel, zoals astronomen zouden verwachten. In plaats daarvan heeft Andromeda (een schijfvormig spiraalstelsel) de kosmische aanvaring overleefd. Wel ontstond er in de nasleep van de versmelting een enorme geboortegolf van nieuwe sterren, kwamen veel sterren van het kleinere stelsel in de uitgestrekte halo van Andromeda terecht, en kreeg de centrale schijf van Andromeda een grotere 'dikte'. Het merkwaardige satellietstelsel M32 (bovenaan op de foto) is volgens de astronomen het kleine, compacte restant van het 'opgegeten' sterrenstelsel, dat de aanduiding M32p heeft gekregen. M32 is een van de meest compacte sterrenstelsels die bekend zijn, en bevat verrassend veel relatief jonge sterren. (GS)
→ Milky Way's Long-Lost Sibling Finally Found

16 juli 2018
Met behulp van een wereldwijd netwerk van radiotelescopen heeft een internationaal team van sterrenkundigen onder Nederlandse leiding een van de scherpste radiofoto’s ooit van een zwaartekrachtlens gemaakt. Deze opname bevestigt dat donkere materie ongelijk is verdeeld in een groep sterrenstelsels. De onderzoekers publiceren hun bevindingen vandaag in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Sterrenkundigen willen weten hoeveel donkere materie aanwezig is in sterrenstelsels, en hoe het is verdeeld. Deze kennis is namelijk nodig om te weten hoe het heelal in de loop van de tijd is gegroeid en veranderd. Huidige theorieën voorspellen dat er vier keer zoveel donkere materie in het heelal is als het normale materiaal dat we kunnen zien. Een reden hiervoor is dat veel sterrenstelsels heel snel roteren, en zonder de extra massa van donkere materie zouden ze uit elkaar vliegen. “Deze missende donkere materie is misschien verstopt in dwergsterrenstelsels”, zegt eerste auteur Cristiana Spingola van de Rijksuniversiteit Groningen. “Volgens berekeningen zouden duizenden dwergsterrenstelsels rondom een sterrenstelsel zoals onze Melkweg moeten cirkelen. Maar tot op heden zijn er slechts ongeveer honderd gevonden. Donkere materie is namelijk onzichtbaar, wat kan verklaren dat de dwergsterrenstelsels moeilijk te vinden zijn.” Een manier om donkere materie zichtbaar te maken, is om het effect te bestuderen dat haar zwaartekracht heeft op andere objecten. Dit wordt een zwaartekrachtlens genoemd: de zwaartekracht van donkere materie buigt het licht af van een object dat zich achter de donkere materie bevindt. In dit onderzoek hebben de sterrenkundigen donkere materie bestudeerd in een groep sterrenstelsels op 3,9 miljard lichtjaren van de aarde. Deze sterrenstelsels werkten als een vergrootglas voor een radiobron verder weg: een zwart gat dat een straal van materiaal uitspuwt op 11,7 miljard lichtjaar van de aarde. De foto van de resulterende radioboog is bijzonder, omdat er nog nooit zo’n scherp beeld met deze techniek is gemaakt. Normaal gesproken zijn zulke foto’s onscherp, met maar een klein gedeelte van de boog zichtbaar. De sterrenkundigen hebben deze opname gemaakt door de waarnemingen van 24 radiotelescopen van over de hele wereld samen te voegen, waaronder die van de Westerbork Synthese Radio Telescoop van het Nederlands instituut voor radioastronomie, ASTRON. De gegevens werden samengevoegd door de supercomputer van JIVE in Dwingeloo. Uit de nieuwe foto konden de onderzoekers de afstand, helderheid en grootte van het zwarte gat bepalen. Daarnaast konden ze dankzij het lens-effect zien hoe de donkere materie verdeeld is in de groep sterrenstelsels: namelijk klonterig en ongelijk. “Dat kan betekenen dat er zich onzichtbare dwergsterrenstelsels in dat gebied bevinden, of een andere onbekende structuur van donkere materie, maar we weten het niet zeker”, zegt Spingola. Om de eigenschappen van donkere materie beter te begrijpen, past het team nu geavanceerde numerieke algoritmen toe om de aard van de klonterige donkere materie te kwantificeren. Maar ze zijn ook op zoek naar meer radiobogen zoals deze. "Er zijn slechts een beperkt aantal zwaartekrachtlenzen geschikt voor dit onderzoek”, zegt projectleider John McKean van ASTRON en de Rijksuniversiteit Groningen. “Maar met behulp van het wereldwijde netwerk van radiotelescopen verwachten we in de toekomst meer van dit soort gigantische radiobogen te vinden.”
→ Origineel persbericht

12 juli 2018
Een groot internationaal onderzoeksteam, met flinke inbreng van wetenschappers van de Vrije Universiteit Brussel en de Universite Libre de Bruxelles, heeft een hoogenergetische bron van kosmische neutrino’s opgespoord. Met behulp van de ‘neutrinotelescoop’ IceCube op Antarctica hebben zij een energierijk neutrino gedetecteerd dat afkomstig is van een superzwaar zwart gat in de kern van een sterrenstelsel op bijna 4 miljard lichtjaar van de aarde. De ontdekking brengt de oplossing van het vraagstuk van de kosmische straling een belangrijke stap dichterbij. Neutrino’s zijn spookachtige subatomaire deeltjes die onder meer ontstaan bij extreme processen in het heelal, zoals supernova-explosies en superzware zwarte gaten die materie uit hun omgeving opslokken. Vermoed wordt dat bij deze processen protonen tot relativistische snelheden worden versneld, wat gepaard zou gaan met het uitzenden van neutrino’s. Zowel de protonen als de neutrino’s kunnen afstanden van miljarden lichtjaren overbruggen en de aarde bereiken. Probleem is echter dat protonen geladen deeltjes zijn, die door magnetische velden in de ruimte van koers worden gebracht. Hierdoor kunnen we aan de energierijke protonen die hier arriveren niet meer ‘zien’ waar ze vandaan komen. Bij neutrino’s lukt dat wel: die hebben geen elektrische lading. Met het IceCube Neutrino Observatory nabij de Zuidpool is op 22 september 2017 een energierijk neutrino geregistreerd waarvan wetenschappers de herkomst hebben kunnen achterhalen. Daarbij zijn zij geholpen door achttien sterrenwachten en ruimtetelescopen, die kort na de detectie op de door IceCube aangegeven positie werden gericht. De gecombineerde waarnemingen laten zien dat het neutrino afkomstig was van een reeds bekende ‘blazar’. Dat is een reusachtig elliptisch sterrenstelsel met een actief superzwaar gat in zijn kern. Het feit dat deze blazar neutrino’s onze kant op ‘schiet’, bewijst dat hij als een deeltjesversneller fungeert. En dat maakt het aannemelijk dat de blazar ook een bron van energierijke protonen is – het hoofdbestanddeel van de zogeheten kosmische straling. Kosmische straling is de verzamelnaam voor de hoogenergetische deeltjes die continu vanuit de ruimte op de aarde ‘neerregenen’. De betreffende deeltjes kunnen tot wel honderd miljoen keer zoveel energie hebben als de deeltjes die in de Large Hadron Collider bij CERN in Zwitserland worden geproduceerd. Het stond al vast dat deze deeltjesstraling van buiten ons Melkwegstelsel afkomstig moest zijn, maar de precieze bron was nog onduidelijk. Dankzij de nieuwe ontdekking weten wetenschappers nu dat op z’n minst een flink deel ervan door actieve sterrenstelsels wordt geproduceerd. De onderzoeksresultaten verschijnen vrijdag 13 juli in het wetenschappelijke tijdschrift Science. (EE)
→ Neutrino observation points to one source of high-energy cosmic rays

11 juli 2018
Op vrijdag 6 juli 2018 om 10.25 uur (MEZT) reageerde de Low Frequency Array (LOFAR) van ASTRON voor de eerste keer automatisch op een kortdurende astronomische gebeurtenis (een ‘transient’). De NASA-satelliet Swift detecteerde een heldere uitbarsting van gammastraling, waarna het een urgent signaal naar aardse observatoria stuurde. Binnen enkele minuten stopte LOFAR met wat het aan het doen was en begon het een nieuwe observatie van het exploderende astrofysische object. Deze snelle responsmodus van LOFAR is cruciaal om de bronnen van mysterieuze kortdurende astronomische gebeurtenissen te helpen identificeren. Transients zijn astronomische gebeurtenissen in het heelal die slechts korte tijd duren, van milliseconden tot uren. Voorbeelden van deze gebeurtenissen zijn gammaflitsen of snelle radioflitsen. Gammaflitsen zijn extreem energierijke explosies die zijn geassocieerd met ontploffende zware sterren en het samensmelten van een neutronenster met een andere neutronenster of een zwart gat. Op dit moment is het LOFAR transient-team bezig om de waarneming van de gammaflits van vorige week vrijdag, GRB 180706A genaamd, te verwerken. Naar verwachting zal de radiotelescoop vanaf nu elke maand signalen krijgen van nieuwe kortdurende gebeurtenissen.
→ Volledig persbericht

9 juli 2018
Op een afstand van bijna 13 miljard lichtjaar is een quasar ontdekt die extreem helder is op radiogolflengten. Detailwaarnemingen, verricht met de Amerikaanse Very Long Baseline Array, laten zien dat het radiobeeld van de quasar uit drie verschillende componenten bestaat, verspreid over een gebied van 5000 lichtjaar. Eén daarvan is waarschijnlijk de eigenlijke quasarkern; de andere twee wijzen op het bestaan van een zogeheten jet (straalstroom) van energierijke deeltjes die met bijna de lichtsnelheid de ruimte in worden geblazen. Quasars zijn de heldere kernen van sterrenstelsels met een actief superzwaar zwart gat in hun centrum. Ongeveer tien procent van alle quasars zendt ook radiostraling uit, vaak geproduceerd in relativistische jets. Zulke jets zijn echter nooit eerder waargenomen in de prille jeugd van het heelal. De nieuw ontdekte quasar (PSO J352.4034-15.3373, of kortweg P352-15 geheten) staat zo ver weg dat we hem zien zoals hij er uitzag toen het heelal minder dan één miljard jaar oud was. Onderzoek aan de quasar biedt astronomen dus inzicht in de vroege evolutie van de eerste sterrenstelsels in de geschiedenis van het heelal. De ontdekking en de radiowaarnemingen van de verre energierijke quasar zijn beschreven in twee publicaties in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Quasar Shines Light on Early Galaxy Formation

2 juli 2018
Bij de neutronensterbotsing die op 17 augustus 2017 werd waargenomen in een sterrenstelsel op 130 miljoen lichtjaar afstand zijn krachtige jets ('straalstromen') van zeer snel bewegend plasma geproduceerd. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen die verricht zijn met de Hubble Space Telescope. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. De botsing en versmelting van de twee extreem kleine en compacte neutronensterren verraadde zich als eerste door een 'uitbarsting' van zwaartekrachtgolven - minieme rimpelingen in de ruimtetijd, waargenomen door gevoelige detectoren in de Verenigde Saten en in Italië. Twee seconden na de aankomst van de zwaartkrachtgolven (GW170817) registreerden kunstmanen een (relatief zwakke) explosie van energierijke gammastraling - een gammaflits. Binnen een paar uur hadden aardse telescopen de bijbehorende explosie in zichtbaar licht opgespoord, in het verre sterrenstelsel NGC 4993. Als gevolg van de beweging van de aarde rond de zon was het verre stelsel de afgelopen drie maanden niet zichtbaar, doordat het zich aan de hemel min of meer achter de zon bevond. Ruim honderd dagen na de explosie konden echter weer metingen worden verricht met de Hubble Space Telescope. De nieuwe waarnemingen wijzen uit dat er bij de neutronensterbotsing krachtige jets geproduceerd zijn, die niet direct op de aarde zijn gericht. Was dat wél het geval geweest, dan zouden de gammaflits en de bijbehorende 'nagloeier' veel helderder zijn geweest. De Hubble-metingen doen vermoeden dat elke neutronensterbotsing een gammaflits oplevert, maar dat die alleen goed zichtbaar is wanneer de jet toevallig in de richting van de aarde wijst (of wanneer de botsing relatief dichtbij plaatsvindt, zoals in augustus 2017 het geval was). De bijbehorende zwaartekrachtgolven worden echter in alle richtingen 'uitgestraald'. Gammaflitsen komen dus vermoedelijk veel vaker voor dan tot nu toe werd gedacht, en met behulp van zwaartekrachtgolfdetectoren kunnen ze worden opgespoord. (GS)
→ Researchers wait over 100 days to see beam of light from first confirmed neutron star merger emerge from behind the sun

29 juni 2018
Voor het eerst is het astronomen gelukt om rechtstreekse waarnemingen te doen van het magnetische veld van supernova 1987A, een ontploffende ster die ruim 30 jaar geleden aan de zuidelijke hemel te zien was. Het veld blijkt ongeveer 50.000 keer zo zwak te zijn als dat van een koelkastmagneet. Nooit eerder is het magnetische veld van een supernova zo kort na de explosie waargenomen (Astrophysical Journal Letters, 29 juni). Een team van astronomen, onder leiding van Giovanna Zanardo van de universiteit van West-Australië heeft het restant van de supernova bekeken met de Australia Telescope Compact Array, een opstelling van radiotelescopen. Met dat instrument is de polarisatie van de radiostraling van supernova 1987A in kaart gebracht. Aan de hand van de polarisatie kan de sterkte en richting van een magnetische veld worden bepaald. Uit de waarnemingen blijkt dat het magnetische veld van de supernova niet volkomen chaotisch is, maar al enige mate van ordening vertoont. De veldlijnen lopen van het centrum naar buiten, zoals de spaken van een fietswiel. Daarin onderscheiden ze zich dus van de veldlijnen van het aardmagnetische veld, die van noordpool naar zuidpool lopen. Bekend was al dat naarmate supernovaresten ouder worden hun magnetische velden worden opgerekt en geordende patronen aannemen. De nieuwe waarnemingen bewijzen dat dit proces al heel vroeg begint. Supernova 1987A speelde zich af in de Grote Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsel op 168.000 lichtjaar afstand. Het was de eerste supernova die met het blote oog waarneembaar was sinds de supernova van Johannes Kepler in 1604. Bij de supernova ontstonden hevige schokgolven en werden de buitenste lagen van de oorspronkelijke ster weggeblazen. Schokgolven en weggeblazen materiaal banen zich nu een weg door het gas en stof dat zich al voor de explosie rond de ster bevond. Hierdoor is dat omringende gas gaan gloeien. (EE)
→ Astronomers Observe the Magnetic Field of the Remains of Supernova 1987A

21 juni 2018
Einsteins algemene relativiteitstheorie heeft een nieuwe test doorstaan, ditmaal op extragalactische schaal. Dat volgt uit waarnemingen van het ruim 450 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel ESO 325-G004 (Science, 22 juni). ESO 325-G004 is een zogeheten zwaartekrachtlens. Met zijn kolossale massa vervormt het stelsel de hem omringende ruimte zodanig, dat het licht van verder weg staande objecten wordt afgebogen en versterkt, ongeveer net zoals een gewone lens dat zou doen. In dit geval is daarbij het beeld van een 11 miljard lichtjaar ver sterrenstelsel vervormd tot een bijna complete ring – een zogeheten Einsteinring. Een internationaal team van astronomen, onder wie de Nederlander Remco van den Bosch, heeft de massa van ESO 325-G004 berekend. Dat hebben ze gedaan door, met behulp van het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope, de snelheden te meten waarmee sterren om het centrum van dit elliptische reuzenstelsel bewegen. Ook hebben de astronomen met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop de door dit sterrenstelsel veroorzaakte Einsteinring onderzocht. Aan de hand daarvan konden ze vaststellen hoe licht, en daarmee dus ook de ruimtetijd, door de enorme massa van ESO 325-G004 wordt gekromd. Daarmee is zowel de massa van het voorgrondstelsel als de sterkte van het lenseffect bekend. Vervolgens hebben ze de beide manieren om de sterkte van de zwaartekracht van het stelsel te meten met elkaar vergeleken. Het resultaat was precies wat de algemene relativiteitstheorie voorspelt – binnen de meetnauwkeurigheid van 9 procent althans. Daarmee is dit de meest precieze test van de algemene relativiteitstheorie buiten de Melkweg tot nu toe.De bevindingen kunnen belangrijke gevolgen hebben voor alternatieve zwaartekrachtmodellen, zoals die zijn aangevoerd om de versnellende uitdijing van het heelal te verklaren. Deze alternatieve theorieën voorspellen dat de effecten van de zwaartekracht op de kromming van ruimtetijd ‘schaalafhankelijk’ zijn. Dit betekent dat de zwaartekracht zich op extragalactische lengteschalen anders zou moeten gedragen dan ​​op de kleinere schaal van het zonnestelsel. De astronomen hebben vastgesteld dat dit waarschijnlijk niet het geval is. (EE)
→ Volledig persbericht

21 juni 2018
Nieuw onderzoek met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra laat zien dat zwarte gaten de stervorming in zogeheten ‘red nugget’-stelsels de kop hebben ingedrukt. ‘Red nugget’-stelsels zijn kleine, maar massarijke sterrenstelsels op meer dan 10 miljard lichtjaar van de aarde, waarvan het bestaan pas ongeveer tien jaar geleden is ontdekt. Astronomen vermoeden dat deze sterrenstelsels de voorouders zijn van de elliptische reuzenstelsels die in het lokale heelal te zien zijn. Ze hebben ongeveer evenveel massa als die reuzenstelsels, maar zijn vijf keer zo klein. De meeste red nuggets zijn in de loop van de miljarden jaren gefuseerd met andere stelsels. Maar sommige zijn die dans ontsprongen. Met Chandra zijn twee van hen – MRK 1216 en PGC 032673 – onderzocht op de aanwezigheid van heet gas. Het tweetal is maar ongeveer 300 miljoen lichtjaar van ons verwijderd en laat zich dus relatief gemakkelijk bekijken. Uit de eigenschappen van het hete gas blijkt dat de superzware zwarte gaten in de kernen van de twee sterrenstelsels behoorlijk hebben huisgehouden. Materie die naar zulke zwarte gaten stroomt wordt niet zonder meer door hen opgeslokt. Een deel ervan wordt, voordat het zover is, terug de ruimte in geblazen. Dat leidt ertoe dat het interstellaire gas in het omringende sterrenstelsel niet genoeg afkoelt om grote aantallen sterren te kunnen vormen. Voor beide sterrenstelsels geldt dat het centrale superzware zwarte gat een massa van ongeveer vijf miljard zonsmassa’s heeft. Dat is erg veel in vergelijking met de massa aan sterren in het hart van de stelsels. Dit doet vermoeden dat de zwarte gaten niet alleen voorkomen dat zich nieuwe sterren vormen, maar ook relatief veel van het aanwezige gas opslokken. (EE)
→ ‘Red Nuggets’ are Galactic Gold for Astronomers

18 juni 2018
Kort nadat een internationaal team van astronomen heeft beschreven hoe een ster wordt opgeslokt door een superzwaar zwart gat in een ander sterrenstelsel, is een vergelijkbaar verschijnsel nu ook gezien bij een middelbaar zwart gat (intermediate-mass black hole, of IMBH). Middelzware zwarte gaten, met massa's van enkele honderden tot enkele tienduizenden zonsmassa's, ontstaan vermoedelijk door de botsing en versmelting van kleinere, 'stellaire' zwarte gaten. Ze kunnen uiteindelijk uitgroeien tot de superzware zwarte gaten die zich in de kernen van de meeste sterrenstelsels bevinden. De nieuwe röntgenwaarnemingen, deze week gepubliceerd in Nature Astronomy, vormen tot nu toe het beste bewijs voor het bestaan van zulke middelzware zwarte gaten. Met röntgentelescopen zoals de Europese XMM-Newton en de Amerikaanse Swift en Chandra is een jarenlange uitbarsting van röntgenstraling waargenomen in de buitendelen van een sterrenstelsel op ca. 740 miljoen lichtjaar afstand. Alles wijst erop dat het om een zogeheten tidal disruption event gaat, waarbij een passerende ster door de getijdenkrachten van het zwarte gat uiteen wordt gerukt. Het sterrengas zal uiteindelijk in het zwarte gat verdwijnen, maar voordat het zover is straalt het lange tijd energierijke röntgenstraling uit. De waarnemingen doen vermoeden dat het hier gaat om een middelzwaar zwart gat dat ongeveer 50.000 maal zo zwaar is als de zon. (GS)
→ Star Shredded by Rare Breed of Black Hole

14 juni 2018
Voor het eerst hebben astronomen de vorming en expansie waargenomen van een ‘jet’ van materie die vrijkwam toen een ster te dicht bij een superzwaar zwart gat kwam en daardoor aan flarden werd getrokken. De gebeurtenis – een ‘tidal eruption event’ – wordt al sinds 2005 gevolgd (Science, 14 juni). Een team van 36 wetenschappers, onder wie Peter Jonker (SRON/Radboud Universiteit), heeft de stellaire slooppartij waargenomen met onder meer radio- en infraroodtelescopen. De gebeurtenis voltrekt zich in het hart van een sterrenstelsel dat in botsing is met een soortgenoot. Dit tweetal, dat Arp 299 wordt genoemd, is bijna 150 miljoen lichtjaar van ons verwijderd. Een tidal eruption event of kortweg TDE is een vrij zeldzaam verschijnsel. Op theoretische gronden werd voorspeld dat een ster die aan de getijdenkrachten van een superzwaar zwart gat bezwijkt, zodanig wordt uitgerekt dat er een draaiende schijf van materie om het zwarte gat ontstaat. Deze schijf is een bron van intense röntgenstraling en zichtbaar licht. Maar niet alle stermaterie wordt door het zwarte gat opgeslokt: een deel ervan zou in de vorm van twee bundels van deeltjes (jets) terug de ruimte in worden geblazen. Het ontstaan van zo’n jet is nu rechtstreeks waargenomen. De bundel van ontsnappende materie heeft zijn bestaan verraden via de radiostraling die hij uitzendt. Uit de waarnemingen blijkt dat de uitgestoten materie met ongeveer een kwart van de lichtsnelheid beweegt. Desondanks heeft het jaren geduurd voordat het langer worden van de jet ook rechtstreeks waarneembaar was met radiotelescopen op aarde. (EE)
→ Astronomers See Distant Eruption as Black Hole Destroys Star

14 juni 2018
Een team van Franse en Chinese astronomen zegt het bewijs onderuit te hebben gehaald dat de dwergsterrenstelsels rond onze Melkweg veel donkere materie bevatten. Ze hebben aangetoond dat de bewegingen van de sterren in deze stelsels volledig kunnen worden toegeschreven aan de zwaartekrachtsaantrekking van de Melkweg. Tot nog toe werd aangenomen dat de sterbewegingen werden bepaald door donkere materie in de stelsels zelf (Astrophysical Journal, 14 juni). Sinds de jaren 70 zijn astronomen ervan overtuigd dat het overgrote deel van de materie in het heelal uit donkere materie bestaat. De donkere materie is ook nodig om de snelle bewegingen van gas en sterren in de buitenste delen van grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg te kunnen verklaren, zoals de astronomen Vera Rubin en Albert Bosma lieten zien. In de jaren 80 vond de Amerikaanse astronoom Marc Aaronson aanwijzingen dat iets vergelijkbaars ook zou gelden voor de kleine sterrenstelsels die als satellieten om onze Melkweg zwermen. De sterren in deze stelsels zouden te snel bewegen om alleen onder invloed te staan van de zwaartekracht van de daarin aanwezige zichtbare materie. De kleinste stelsels moesten tot wel duizend keer zoveel donkere materie bevatten dan er aan sterren en gas te zien was. De analyse van het Frans-Chinese team laat echter zien dat daarbij onvoldoende rekening is gehouden met de zwaartekracht van de Melkweg. Volgens hen bestaat er een buitengewoon sterk verband tussen de veronderstelde hoeveelheid donkere materie in de dwergstelsels en de zwaartekracht die zij van de Melkweg ondervinden. Volgens hen kan dat geen toeval zijn en is het simpelweg de zwaartekracht van de Melkweg die de stellaire bewegingen in de dwergstelsels bepaalt. (EE)
→ No Need for Dark Matter to Explain Dynamics of Dwarf Galaxies

14 juni 2018
Twee onderzoekers van de Universiteit van California te Santa Cruz (VS) denken dat wolken stof, in plaats van dubbele zwarte gaten, de verklaring zijn voor de kenmerken zoals veel actieve galactische kernen die vertonen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 14 juni). Menig groot sterrenstelsel heeft een actieve kern: een klein, helder centraal gebied dat zijn energie ontleent aan materie die naar een superzwaar zwart gat toe stroomt. Wanneer deze zwarte gaten flinke hoeveelheden materie opslokken, zijn ze omgeven door heet, snel bewegend gas. De straling die door het gas wordt uitgezonden kan worden gebruikt om de massa van het centrale zwarte gat te meten en een schatting te maken van de hoeveelheid materie die het te verwerken krijgt. De kenmerken van dat gas worden echter nog niet goed begrepen. Zo lijkt het er in veel gevallen op dat het gas rond het zwarte gat niet symmetrisch verdeeld is. Een mogelijke verklaring daarvoor kan zijn dat er nog een tweede zwart gat in het spel is. Volgens de Californische onderzoekers bestaat er ook een eenvoudigere verklaring. De complexiteit en variabiliteit van de straling die van het gas afkomstig is, is volgens hen ook begrijpelijk als delen van de actieve kern schuilgaan achter wolken van stof. Het gevolg hiervan is dat het licht van het hete gas dat zich achter zo’n gaswolk bevindt roder en zwakker lijkt dan het in werkelijkheid is. (EE)
→ One black hole or two? Dust clouds can explain puzzling features of active galactic nuclei

13 juni 2018
Onderzoekers van Oregon State University hebben bevestigd dat de botsing tussen twee neutronensterren van vorige herfst een korte gammaflits heeft veroorzaakt (Physical Review Letters, 13 juni). Gammaflitsen zijn nauwe bundels van energierijke elektromagnetische straling, die zich doorgaans op miljarden lichtjaren van de aarde afspelen. Er zijn twee soorten: lange en korte. Lange gammaflitsen ontstaan wanneer de kern van een zware ster ineenstort tot een zwart gat en duren enkele seconden tot minuten. Van korte gammaflitsen, die maximaal twee seconden duren, werd al vermoed dat ze ontstaan wanneer twee neutronensterren samensmelten tot een zwart gat. Neutronensterren zijn op hun beurt weer de ingestorte kernen van zware sterren die niet genoeg massa hebben om in hun eentje een zwart gat te produceren. In november 2017 namen wetenschappers in de VS en Europa een korte flits van gamma- en röntgenstraling waar, die samenviel met een stoot zwaartekrachtgolven die aan een botsing tussen neutronensterren kon worden toegeschreven. Kort daarop werd ook zichtbaar licht van deze gebeurtenis waargenomen. Daarmee leek het rechtstreekse verband tussen korte gammaflitsen en samensmeltende neutronensterren te zijn aangetoond. Toch was er nog wat twijfel: de waargenomen gammaflits was namelijk ongebruikelijk zwak. Met behulp van computermodellen hebben de onderzoekers nu aangetoond dat dit goed te verklaren is. Hun berekeningen laten zien dat onze instrumenten de korte gammaflits hebben gezien onder een hoek van 30 graden. De bundel gammastraling kwam dus niet recht op ons af, en leek daardoor veel zwakker. In de toekomst zal blijken of deze verklaring hout snijdt. Bij ongeveer 1 op de 20 botsingen tussen neutronensterren zou de bundel namelijk wél op ons gericht moeten zijn en een korte gammaflits van normale sterkte moeten produceren. (EE)
→ Research shows short gamma-ray bursts do follow binary neutron star mergers

5 juni 2018
Wetenschappers van het California Institute of Technology hebben ontdekt dat botsende neutronensterren – de ‘uitgebrande’ kernen van sterren die als supernova zijn ontploft – de meeste zware elementen in kleine dwergsterrenstelsels hebben geproduceerd. Over de oorsprong van het merendeel van de zwaarste elementen in het periodiek systeem, waaronder 95 procent van al het goud op aarde, wordt al tientallen jaren gediscussieerd. Bekend is inmiddels dat deze elementen ontstaan wanneer de kernen van atomen neutrale deeltjes invangen die neutronen worden genoemd. In de meeste gevallen gebeurt dat via het ‘r-proces’, waarbij de ‘r’ staat voor ‘rapid’ – snel dus. Dat r-proces kan zich theoretisch op twee plaatsen afspelen. De eerste is een zeldzaam soort supernova-explosies waarbij grootschalige magnetische velden ontstaan: zogeheten magnetorotationele supernova’s. De andere mogelijkheid is een botsing tussen twee neutronensterren. Om daar uitsluitsel over te krijgen hebben de Caltech-onderzoekers diverse nabije dwergstelsels onderzocht met de Keck-telescoop op Hawaï. Door de verhoudingen tussen verschillende chemische elementen in sterren van uiteenlopende leeftijden te bepalen, konden ze vaststellen wanneer de zwaarste elementen in deze stelsels zijn gevormd. Uit het onderzoek blijkt dat die vorming relatief laat in de geschiedenis van de stelsels heeft plaatsgevonden. Dat spreekt ervoor dat ze bij botsingen tussen neutronensterren zijn gevormd, omdat magnetorotationele supernova’s voornamelijk in de begintijd van het heelal hebben plaatsgevonden. De nieuwe bevindingen zijn gepresenteerd tijdens de 232ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Denver wordt gehouden. (EE)
→ Collisions of Dead Stars Spray Heavy Elements Throughout Small Galaxies

4 juni 2018
Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ontdekt dat starburststelsels in het vroege heelal naar verhouding veel meer zware sterren bevatten dan ‘kalmere’ sterrenstelsels (Nature Astronomy, 4 juni). Dat wordt afgeleid uit waarnemingen van vier van deze sterrenstelsels. Omdat de stelsels worden gezien op een moment dat het heelal veel jonger was dan nu, is het niet waarschijnlijk dat ze al talrijke episoden van stervorming hebben meegemaakt. Dat laatste zou de interpretatie van de waarnemingen kunnen verstoren. Met ALMA zijn metingen gedaan van de relatieve hoeveelheden van twee verschillende soorten koolstofmonoxide in de starburststelsels. De ene variant wordt het meest geproduceerd in sterren met veel massa, de andere in lichtere sterren.De massa is de belangrijkste factor die bepaalt hoe een ster zal evolueren. Zware sterren stralen fel en hebben een korte levensduur. Minder zware sterren, zoals onze zon, doen het wat rustiger aan en kunnen miljarden jaren blijven stralen. Door vast te stellen hoeveel sterren van verschillende massa’s er in sterrenstelsels worden gevormd, krijgen astronomen meer inzicht in de vorming en evolutie van sterrenstelsels. Daaruit kan worden afgeleid welke chemische elementen er beschikbaar zijn voor de vorming van nieuwe sterren en planeten. En uiteindelijk levert dat weer kennis op over het aantal stellaire zwarte gaten dat kan samenklonteren tot de superzware zwarte gaten die we in de kernen van veel sterrenstelsels waarnemen. Het nieuwe onderzoeksresultaat wordt gesteund door de ontdekking, begin dit jaar, dat ook het grote stervormingsgebied 30 Doradus in de nabije Grote Magelhaense Wolk, een overschot zware sterren vertoont. (EE)
→ ALMA en VLT ontdekken een overschot aan zware sterren in nabije en verre starburststelsels

31 mei 2018
De neutronensterbotsing waarvan de zwaartekrachtgolven op 17 augustus 2017 op aarde zijn gedetecteerd, heeft geresulteerd in de vorming van een extreem licht zwart gat. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van röntgenwaarnemingen van de botsing, verricht met NASA's Chandra X-ray Observatory. Uit de eigenschappen van de waargenomen zwaartekrachtgolven (GW170817) kan vrij precies berekend worden hoe zwaar het product van de botsing moet zijn geweest: 2,7 maal zo zwaar als de zon. Het zou om een extreem zware neutronenster kunnen gaan, of om een lichtgewicht zwart gat. De Chandra-metingen wijzen nu uit dat er bij de botsing inderdaad een zwart gat moet zijn ontstaan. Als er sprake was van een zware neutronenster, zou er veel energierijke röntgenstraling zijn gedetecteerd, afkomstig van een uitdijende bel van elektrisch geladen deeltjes die het gevolg is van de snelle rotatie en het extreem sterke magneetveld van zo'n pasgeboren zware neutronenster. In werkelijkheid is de waargenomen röntgenstraling relatief zwak, en kan hij volledig verklaard worden door de schokgolf die de botsing van de twee neutronensterren heeft veroorzaakt in het omringende interstellaire gas. In een artikel in Astrophysical Journal Letters concluderen de onderzoekers dan ook dat er bij de neutronensterbotsing een zwart gat moet zijn gevormd. In dat geval gaat het om het lichtste zwarte gat dat ooit is 'waargenomen'. (GS)
→ Gravitational Wave Event Likely Signaled Creation of a Black Hole

31 mei 2018
Met de 2,6-meter VLT Survey Telescope (VST) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht op Cerro Paranal in Noord-Chili is een spectaculaire opname gemaakt van de Tarantulanevel, een kolossaal stervormingsgebied in de Grote Magelhaense Wolk, op ca. 167.000 lichtjaar afstand van de aarde. De oorspronkelijke opname bevat ruim 250 miljoen pixels. Ook kleinere nevels en verscheidene sterrenhopen in en rond de Tarantulanevel zijn in groot detail vastgelegd. De Tarantulanevel (ook bekend als 30 Doradus) bevat onder andere de compacte sterrenhoop R136, die enkele van de zwaarst bekende sterren in het heelal bevat. In de buitendelen van de nevel explodeerde ruim 30 jaar geleden supernova SN1987A, die vanaf de aarde gemakkelijk met het blote oog zichtbaar was. (GS)
→ A Crowded Neighbourhood

23 mei 2018
Ongeveer de helft van de zware elliptische reuzenstelsels in het heelal roteert rond de lange as. Dat blijkt uit metingen die verricht zijn met de MUSE-spectrograaf van de Europese Very Large Telescope in Chili. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Elliptische sterrenstelsels behoren tot de grootste en zwaarste sterrenstelsels in het heelal. In veel gevallen gaat het om kolossale verzamelingen van sterren met de vorm van een rugbybal (hoewel er ook 'afgeplatte' elliptische stelsels bestaan met de vorm van een krentenbol). De meeste van deze sterrenstelsels staan zo ver weg dat er geen afzonderlijke sterren in waargenomen kunnen worden, maar met de MUSE-spectrograaf was het toch mogelijk om de gemiddelde beweging van de sterren in de stelsels in kaart te brengen. Uit metingen aan elliptische stelsels tot op afstanden van 800 miljoen lichtjaar blijkt dat ongeveer de helft van de stelsels rond de korte as draait, terwijl de andere helft rond de lange as roteert. Omdat elliptische stelsels vermoedelijk ontstaan bij de botsing en versmelting van kleinere spiraalstelsels, werpt dit nieuwe resultaat nieuw licht op dat evolutionaire proces. (GS)
→ Spinning rugby balls: The rotation of the most massive galaxies

23 mei 2018
Met de Green Bank-radiotelescoop in West Virginia is ontdekt dat ultra-diffuse sterrenstelsels ongeveer even veel atomair waterstofgas bevatten als gewone stelsels. Ultra-diffuse sterrenstelsels komen vooral veel in en rond groepen en kleine clusters van sterrenstelsels; ze bevatten extreem weinig sterren, waardoor ze nauwelijks waarneembaar zijn. Gevoelige radiowaarnemingen van Canadese astronomen laten nu zien dat de stelsels wél een 'normale' hoeveelheid atomair gas bevatten. Daarnaast zijn er aanwijzingen dat ze gehuld zijn in uitgestrekte halo's van mysterieuze donkere materie. De nieuwe resultaten, gepresenteerd op een bijeenkomst van de Canadian Astronomical Society in Victoria (British Columbia), vormen een belangrijke stap naar een beter begrip van aard en evolutie van deze onopvallende sterrenstelsels, die mogelijk enorm talrijk zijn. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek

23 mei 2018
In de Kleine Magelhaense Wolk, een klein sterrenstelsel op 200.000 lichtjaar afstand, is een zeldzame neutronenster ontdekt met een trage rotatie en een zwak magnetisch veld. Tot nu toe zijn slechts tien van zulke neutronensterren bekend; die bevinden zich allemaal in ons eigen Melkwegstelsel. Neutronensterren zijn de eindstadia van zware sterren die als supernova exploderen. Meestal vertonen ze een extreem snelle rotatie en een zeer sterk magneetveld. Uit de röntgenwaarnemingen van de nieuw ontdekte neutronenster blijkt dat daar in dit geval geen sprake van is. De neutronenster (E0102.2-7219 geheten) maakt ook geen deel uit van een dubbelstersysteem. Behalve het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory verrichtte ook de Europese Very Large Telescope waarnemingen aan het object. De neutronenster (de blauwe stip in de kleine rode ring linksonder het midden van de foto) bevindt zich in een zuurstofrijke supernovarest - de uitdijende gasschil die bij de sterexplosie van ca. 2000 jaar geleden de ruimte in is geblazen. Waarom hij zich niet exact in het centrum van de supernovarest bevindt is nog niet met zekerheid bekend. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Astronomers Spot a Distant and Lonely Neutron Star

17 mei 2018
Om meer inzicht te krijgen van de stervormingsactiviteit in onze kosmische ‘achtertuin’, hebben astronomen ultraviolet-opnamen gemaakt van 50 (relatief) nabije sterrenstelsels. Dat is gebeurd met de Hubble-ruimtetelescoop. Door de survey te beperken tot sterrenstelsels op 11 tot 58 miljoen lichtjaar, kon de ruimtetelescoop daarin afzonderlijke sterren onderscheiden. De waarnemingen hebben geresulteerd in een grote catalogus van sterren en sterrenhopen in deze sterrenstelsels. Op ultraviolette golflengten vallen met name de jongste en heetste sterpopulaties op. Alles bij elkaar heeft de Hubble-survey gegevens opgeleverd over 39 miljoen sterren van vijf zonsmassa’s of meer en 8000 jonge sterrenhopen. De jongste sterren in de catalogus zijn niet veel ouder dan 1 miljoen jaar. De gegevens worden gebruikt om de stervormingsgeschiedenis van de onderzochte stelsels te analyseren. (EE)
→ Astronomers Release Most Complete Ultraviolet-Light Survey of Nearby Galaxies

16 mei 2018
Astronomen hebben vastgesteld dat de stervorming in het verre sterrenstelsel MACS1149-JD1 al 250 miljoen jaar na de oerknal moet zijn begonnen. Dat volgt uit waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Europese Very Large Telescope (Nature, 17 mei). Met behulp van ALMA kon geïoniseerde zuurstof in MACS1149-JD1 worden aangetoond. Uit de roodverschuiving van het betreffende licht blijkt dat dit er 13,3 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Anders gezegd: we zien het stelsel zoals het er ongeveer 500 miljoen jaar na de oerknal uitzag. De aanwezigheid van zuurstof in MACS1149-JD1 bewijst dat het stelsel al geruime tijd bezig was met het vormen van nieuwe sterren. Tot een hele tijd na de oerknal was er geen zuurstof in het heelal. Dat element is pas gevormd bij de fusieprocessen zoals die in de eerste sterren plaatsvonden en kwam vrij toen deze sterren op explosieve wijze stierven. De detectie van zuurstof in MACS1149-JD1 bewijst dat deze eerdere generaties van sterren slechts 500 miljoen jaar na het ontstaan van het heelal al gevormd waren en hun zuurstof hadden uitgestoten. Modelberekeningen brengen de astronomen tot de conclusie dat de vorming van die eerdere sterren al ongeveer 250 miljoen jaar na het ontstaan van het heelal moet zijn begonnen. (EE)
→ ALMA en VLT vinden bewijs voor stervorming slechts 250 miljoen jaar na de oerknal

15 mei 2018
Astronomen van de Australian National University hebben een superzwaar zwart gat ontdekt dat dagelijks ongeveer een halve zonsmassa aan materie verorbert. Daarmee zou dit het snelst groeiende zwarte gat zijn dat we kennen. Het superzware zwarte gat gaat schuil in de quasar SMSS~J215728.21-360215.1 – de extreem heldere kern van een sterrenstelsel op 12 miljard lichtjaar afstand. Het heeft nu al ongeveer 20 miljard keer zoveel massa als onze zon, en daar komt per miljoen jaar een procent bij. De materie die het zwarte gat aantrekt wordt door de wrijving dermate heet, dat zij intense straling uitzendt. Het is dus niet het zwarte gat zelf dat zoveel straling produceert – dat is per definitie onmogelijk. Alles bij elkaar is de quasar duizenden keren helderder dan een compleet sterrenstelsel. Als dit object zich in het centrum van ons Melkwegstelsel zou bevinden, zou het vanaf de aarde gezien tien keer zo helder zijn als de volle maan. Bovendien zou het onze planeet bestoken met enorme hoeveelheden (dodelijke) röntgenstraling. Snel groeiende superzware zwarte gaten als deze zijn heel schaars. De ontdekking ervan is mede te danken aan gegevens van de Europese satelliet Gaia, die nauwkeurige metingen doet van de posities van hemelobjecten. (EE)
→ Astronomers find fastest-growing black hole known in space

26 april 2018
Astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de begeleider te fotograferen van een ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. De begeleidende ster heeft zelf ook een bescheiden bijdrage geleverd aan de gebeurtenis door de ten dode opgeschreven ster miljoenen jaren voor de explosie van zijn mantel van waterstof te ontdoen. Het resultaat was een relatief zeldzame, waterstofarme supernova-explosie. De supernova in kwestie lichtte 17 jaar geleden op in het 40 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 7424. Nu het nagloeiende restant van supernova wat is afgezwakt, is het gelukt om met de Hubble-ruimtetelescoop een opname van zijn begeleider te maken. Voor de supernova-explosie moeten de twee sterren in ongeveer een jaar om elkaar heen hebben gewenteld. Hun onderlinge afstand was dus klein, maar desondanks is de explosie de begeleidende ster niet fataal geworden. (EE)
→ Stellar Thief Is the Surviving Companion to a Supernova

25 april 2018
Met behulp van de (radio)telescopen ALMA en APEX hebben astronomen diep de ruimte in gekeken – terug naar het moment waarop het heelal nog maar anderhalf miljard jaar oud was. Daarbij hebben ze twee clusters-in-wording waargenomen, bestaande uit jonge sterrenstelsels die in hoog tempo nieuwe sterren produceren. Dat sterrenstelsels al zo vroeg in de kosmische geschiedenis zo dicht op elkaar zaten komt als een verrassing (Nature 26 april). Het bestaan van de beide clusters-in-wording werd voor het eerst opgemerkt met behulp van de South Pole Telescope en de infraroodsatelliet Herschel, die hen als zwakke lichtvlekjes registreerden. Vervolgwaarnemingen met ALMA brachten uiteindelijk aan het licht dat de twee vlekjes in werkelijkheid twee groepen van respectievelijk veertien en tien massarijke sterrenstelsels zijn. Aanvullende waarnemingen met de APEX-telescoop laten zien dat het werkelijke aantal sterren-vormende stelsels waarschijnlijk zelfs nog drie keer zo groot moet zijn. Theoretische modellen suggereren dat de vorming van protoclusters van deze omvang veel langer zou moeten hebben geduurd. Hoe deze samenscholingen van sterrenstelsels zo snel zo groot zijn geworden, is dan ook een raadsel. (EE)
→ Volledig persbericht

24 april 2018
Naarmate een sterrenstelsel ouder wordt, raakt het ook meer 'opgezwollen'. Dat blijkt uit onderzoek van Australische astronomen aan de bewegingen van sterren in 843 sterrenstelsels van verschillende leeftijden. De leeftijden van sterren valt af te leiden uit hun kleur: jonge sterpopulaties zijn blauwer van kleur; oudere bevolkingsgroepen juist roder. De astronomen, die hun resultaten publiceren in Nature Astronomy, hebben nu ontdekt dat de bewegingen van sterren in de jongste stelsels veel ordelijker zijn, waardoor die stelsels een plattere structuur hebben. Oudere stelsels zijn 'dikker' en meer 'opgezwollen', doordat de sterren minder ordelijk rond het centrum draaien, maar in uiteenlopende richtingen. Het is voor het eerst dat er een verband tussen leeftijd en vorm is vastgesteld voor sterrenstelsels van allerlei verschillende typen. (Bij spiraalstelsels is vooral gekeken naar de vorm van de zogeheten centrale verdikking.) De oorzaak van het verband is nog niet helemaal duidelijk; mogelijk spelen onderlinge botsingen van sterrenstelsels een rol. (GS)
→ Galaxies grow bigger and puffier as they age: new study

23 april 2018
Sterrenkundigen van de Universiteit van Californië in Santa Cruz hebben met succes gezichtsherkenningsalgoritmes ingezet voor het automatisch herkennen van verschillende stadia in de evolutie van sterrenstelsels, zoals waargenomen door de Hubble Space Telescope. Via 'deep learning' - een zelflerende methode die populair is binnen de kunstmatige intelligentie - bleek de computer in staat om Hubble-foto's op de juiste manier te analyseren en te classificeren, gebaseerd op ervaringen met een grote verzameling gesimuleerde sterrenstelsels. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Astronomen van Columbia University hebben vergelijkbare machine learing-technieken ingezet om de stabiliteit te voorspellen van planetenstelsels rond dubbelsterren. Of de baan van een planeet rond een dubbelster op de lange termijn stabiel is hangt van zeer veel factoren af; na een trainingsperiode op basis van een groot aantal simulaties bleek dat die stabiliteit veel effectiever voorspeld kon worden door kunstmatige intelligentie dan via de traditionele en arbeidsintensieve rekenmethode. Deze resultaten zijn verschenen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Face recognition for galaxies: Artificial intelligence brings new tools to astronomy

18 april 2018
Wetenschappers van de universiteit van Colorado in Boulder hebben twee sterrenstelsels onder de loep genomen die bezig zijn om samen te smelten. Hun onderzoek wijst erop dat de vorming van nieuwe sterren in het tweetal wordt tegengewerkt door de gezamenlijke inspanningen van twee kolossale zwarte gaten en jonge sterren (Nature, 19 april). De twee sterrenstelsels staan samen bekend als NGC 6240. Waar normale sterrenstelsels maar één superzwaar zwart gat in hun centrum hebben, bevat NGC 6240 er twee. De beide kolossen wentelen om elkaar en zullen uiteindelijk met elkaar in botsing komen. Het nieuwe onderzoek geeft aan de hete gassen die uit het hart van het sterrenstelsel-in-wording worden weggeblazen niet alleen voor rekening komt van de twee superzware zwarte gaten. Ongeveer tien procent van de uitstoot is afkomstig van sterren. In totaal wordt er ongeveer net zo veel materie de ruimte in geblazen als dat er materie wordt gebruikt voor de vorming van nieuwe sterren (ongeveer 100 zonsmassa’s per jaar). Hierdoor wordt de sterproductie in NGC 6240 – die in samensmeltende sterrenstelsels doorgaans juist extra groot is – sterk afgeremd. Ook laat het onderzoek zien hoe deze ‘winden’ hebben bijgedragen aan de vorming van het meest opvallende kenmerk van het sterrenstelsel: een enorme gaswolk in de vorm van een vlinder. (EE)
→ Black hole and stellar winds form giant butterfly, shut down star formation in galaxy

18 april 2018
Astronomen hebben, met behulp van de Europese röntgensatelliet XMM-Newton, de halo’s van heet gas rond sterrenstelsels in kaart gebracht. Het doel was om de daarin aanwezige ‘ontbrekende materie’ op te sporen. Maar die is niet gevonden. De materie in het heelal bestaat voor het overgrote deel uit de ongrijpbare donkere materie. De rest (ongeveer 18 procent van het totaal) zou voor rekening moeten komen van materie zoals wij die kennen. Merkwaardig genoeg is daarvan tot nu toe nog niet de helft opgespoord. De ontbrekende normale materie lijkt zich niet op te houden in de schijven van sterrenstelsels zoals onze Melkweg. Daarom was de hoop gevestigd op de ijle gasomhulsels van deze stelsels – de zogeheten halo’s. Het daarin aanwezige hete gas zendt geen zichtbaar licht uit, maar wel (zwakke) röntgenstraling. In een poging om die röntgenstraling vast te leggen hebben wetenschappers zes gelijksoortige sterrenstelsels bekeken en de betreffende röntgenopnamen bij elkaar opgeteld. Dat geeft een completer beeld van hun halo. Toch is er alles bij elkaar nog steeds lang niet genoeg gas gevonden. Of dat gas er ook werkelijk niet is, moet nog blijken. Mogelijk is het te heet en te ijl of te koel en te dicht om zichtbaar te zijn voor XMM-Newton. De zoektocht gaat dus gewoon door. (EE)
→ Where is the Universe’s missing matter?

6 april 2018
Nieuwe waarnemingen laten zien dat de geheimzinnige donkere materie toch geen interacties aangaat met andere krachten dan de zwaartekracht. Daarmee is een veelbelovend onderzoeksresultaat uit 2015 ontkracht. Drie jaar geleden meende een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Richard Massey van Durham University te hebben ontdekt dat een sterrenstelsel in de cluster Abell 3827 min of meer was gescheiden van zijn halo van donkere materie. Dat was verklaarbaar als donkere materie zichzelf zou beïnvloeden middels een andere kracht dan de zwaartekracht. Op basis van gegevens van recentere waarnemingen komt hetzelfde onderzoeksteam nu echter tot de conclusie dat de donkere materie toch niet van het sterrenstelsel is gescheiden. De meetresultaten zijn in overeenstemming met donkere materie die alleen de kracht van de zwaartekracht voelt. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van de Atacama Large Millimetre Array (ALMA) in het noorden van Chili. Daarbij is ALMA gericht op een verder weg staand sterrenstelsel dat door de zwaartekrachtlenswerking van Abell 3827 is vervormd en meervoudig is afgebeeld. Daarbij zijn concentraties van donkere materie opgespoord die bij het eerdere onderzoek niet waren opgemerkt. Hoewel de nieuwe resultaten laten zien dat de donkere materie bij zijn sterrenstelsel is gebleven, achten Massey en zijn team het nog steeds mogelijk dat donkere materie interacties aangaat. Om dat te onderzoeken heeft Durham University meegewerkt aan de bouw van de nieuwe SuperBIT-telescoop die met behulp van een reusachtige heliumballon naar de stratosfeer zal opstijgen. Dit instrument moet de donkere materie in honderden clusters van sterrenstelsels in kaart gaan brengen. De nieuwe resultaten worden vandaag (vrijdag 6 april) gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. Ze zullen ook worden gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
→ Dark Matter Might Not Be Interactive After All

5 april 2018
Turbulente processen in sterrenstelsels genereren uitgestrekte magnetische velden die vaak een grootschalige gelijkmatige structuur vertonen. Dat blijkt uit onderzoek door astronomen van de Ruhr-Universität Bochum. Sterrenstelsels zoals onze Melkweg zijn min of meer schijfvormig en tot nu toe werd aangenomen dat hun magnetisch velden binnen die schijf opgesloten zitten. Met behulp van gegevens van de Jansky Very Large Array, een grote opstelling van radiotelescopen in de VS, hebben de astronomen echter aangetoond dat dit niet het geval is. Net zoals het aardmagnetische veld zich tot ver buiten onze planeet uitstrekt, strekken de magnetische velden van schijfvormige sterrenstelsels zich uit tot in het intergalactische medium – de ruimte tussen de sterrenstelsels. De galactische magnetische velden ontstaan door talrijke supernova-explosies, waarvan de effecten nog honderden miljoenen jaren merkbaar zijn. De energie-uitbarstingen van alle supernova’s tezamen produceren het magnetische veld van een sterrenstelsel. Omdat zulke stellaire explosies chaotische processen zijn, gingen wetenschappers er niet van uit dat zij grote, geordende magnetische velden konden veroorzaken. Maar bij bijna alle veertig sterrenstelsels die tot nu toe zijn onderzocht is dat toch het geval. Hoe de galactische magnetische velden precies ontstaan, en waarom ze bij sommige stelsels ontbreken, is nog onduidelijk. Ook is nog niet bekend hoe omvangrijk de velden precies zijn. (EE)
→ Cosmic Magnetic Fields With Astonishing Order

5 april 2018
Voor het eerst is een gewone neutronenster buiten ons Melkwegstelsel opgespoord. Het ongeveer twintig kilometer grote compacte overblijfsel van een zware ster die als supernova is ontploft zat verscholen tussen de wirwar aan gasfilamenten die na de explosie zijn achtergebleven. De supernovarest bevindt zich in de Kleine Magelhaense Wolk, een klein buurstelsel van onze Melkweg op ongeveer 200.000 lichtjaar van de aarde. De ontdekking van de neutronenster is het resultaat van recent onderzoek dat is uitgevoerd met het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope in Chili. Met dat instrument is een uitdijende ring van gas in de supernovarest ontdekt. Astronomen ontdekten dat deze ring precies gecentreerd is rond een reeds bekend bron van röntgenstraling. Tot nu toe was onduidelijk of die röntgenbron deel uitmaakt van de supernovarest of daarachter ligt. Nadere inspectie van bestaande gegevens van de röntgensatelliet Chandra heeft daar nu uitsluitsel over gegeven: het blijkt een neutronenster met een zwak magnetisch veld te zijn. Vermoed wordt dat het heelal wemelt van de neutronensterren, maar de meeste daarvan zijn heel moeilijk te vinden, omdat ze alleen op röntgengolflengten (zwak) stralen. Veel makkelijker vindbaar zijn de zogeheten pulsars: snel ronddraaiende neutronensterren met een ster magnetisch veld. Die zenden onder meer sterke radiostraling uit. (EE)
→ Dode ster omringd door licht

4 april 2018
Britse astronomen hebben een nieuwe driedimensionale kaart gepresenteerd van het jonge heelal – een van de grootste tot nu toe. De kaart, gebaseerd op waarnemingen met de Subaru-telescoop op Hawaï en de Isaac Newton-telescoop op het Canarische eiland La Palma, toont 4000 jonge sterrenstelsels waarvan het licht er 11 tot 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Doordat hun licht zo lang onderweg is geweest, zien we deze sterrenstelsels zoals ze er vrij kort na hun ontstaan uitzagen. De waarnemingen laten zien dat de jonge stelsels diverse ‘golven’ van intense stervorming hebben doorgemaakt. Ook lijken ze een populatie van jonge sterren te bevatten die heter en blauwer zijn dan hun huidige tegenhangers. Een andere ontdekking is dat de jonge sterrenstelsels opvallend compact zijn. De meeste hebben een middellijn van slechts ongeveer 3000 lichtjaar en zijn daarmee ongeveer dertig keer zo klein als ons Melkwegstelsel. Toch bestaat het vermoeden dat deze kleine stelsels verre voorouders van ons Melkwegstelsel zijn. De nieuwe 3D-kaart is vandaag gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. (EE)
→ Astrophysicists map the infant Universe in 3D and discover 4000 early galaxies

3 april 2018
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory is een gigantisch 'koudefront' ontdekt in de Perseus-cluster, een grote zwerm sterrenstelsels op 240 miljoen lichtjaar afstand. Het gaat om een langgerekte, dunne en scherp begrensde structuur van ijl gas waarin de temperatuur 'slechts' 30 miljoen graden bedraagt - 50 miljoen graden koeler dan de omgeving. Het koudefront heeft een afmeting van 2 miljoen lichtjaar en beweegt met een snelheid van ca. 500.000 kilometer per uur door de cluster. Astronomen gaan er vanuit dat het 'kosmische weersysteem' is ontstaan in de nasleep van een botsing van de Perseus-cluster met een kleinere cluster van sterrenstelsels, zo'n 5 miljard jaar geleden. Door onderlinge zwaartekrachteffecten is het gas in het centrum van de cluster aan het 'klotsen' gebracht, waarna relatief koel gas in een spiraalvormig patroon naar buiten is gaan bewegen. Het opmerkelijke aan het nieuw ontdekte 'koudefront' is dat het ook na 5 miljard jaar nog steeds verrassend scherp is begrensd. Vermoedelijk heeft dat te maken met het magnetisch veld in het clustergas. De nieuwe Chandra-waarnemingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Scientists Surprised by Relentless Cosmic Cold Front

3 april 2018
Door ca. 25 radiotelescopen op aarde virtueel te koppelen met de Russische 10-meter RadioAstron-radiotelescoop in een baan om de aarde hebben astronomen de allerscherpste beelden ooit verkregen van de 'straalstroom' van een zwaar zwart gat in de kern van een ver verwijderd sterrenstelsel. Het gaat om NGC 1275 (ook bekend als Perseus A), het centrale stelsel in de Perseus-cluster, op 230 miljoen lichtjaar afstand. Het superzware zwarte gat in het centrum van dit stelsel produceert een 'straalstroom' (jet) van heet gas, net zoals veel andere zwarte gaten dat doen. De oorsprong van zulke jets wordt echter nog steeds niet goed begrepen. De nieuwe waarnemingen hebben zo'n hoge beeldscherpte dat ze het mogelijk maken om de jet te bestuderen op een afstand van slechts 1/30 lichtjaar van het zwarte gat. Het blijkt dat de straalstroom op die kleine afstand veel breder is dan algemeen werd verwacht. Dat kan erop wijzen dat de straalstroom niet heel dicht aan de 'rand' van het ronddraaiende zwarte gat ontstaat, maar verder naar buiten, in de zogeheten accretieschijf - de hete, snel roterende schijf van materie rond het zwarte gat. De jet van Perseus A is erg jong: hij ontstond pas iets meer dan tien jaar geleden. Toekomstige waarnemingen maken het mogelijk om de allervroegste evolutie van dit soort raadselachtige structuren te bestuderen. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. 
→ Deep inside Perseus A

3 april 2018
Met de Dark Energy Camera op de 4-meter Blanco-telescoop op Cerro Tololo (Chili) zijn 72 raadselachtige 'snelle supernova's' ontdekt in ver verwijderde sterrenstelsels. De exploderende sterren zijn ongeveer even helder als normale supernova's, maar ze bereiken hun piekhelderheid in veel kortere tijd, en doven daarna ook weer veel sneller uit. Onlangs hebben theoretici het merkwaardige gedrag van deze 'Fast Evolving Luminous Transients' (FELTs) verklaard door aan te nemen dat het om gewone supernova's gaat die omringd zijn door een relatief dichte cocon van eerder door de ster uitgestoten gas en stof. Nooit eerder zijn zoveel FELTs ontdekt als nu met de Dark Energy Camera. Uit de metingen blijkt dat de expanderende gasschillen temperaturen hebben tussen de 10.000 en 30.000 graden, en afmetingen van een paar honderd miljoen tot ca. 15 miljard kilometer. De nieuwe ontdekkingen zijn deze week gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. (GS)
→ Astronomers find 72 bright and fast explosions

2 april 2018
Met de Hubble Space Telescope is een ster gefotografeerd op een afstand van 9 miljard lichtjaar. Nooit eerder is op zo'n grote afstand een individuele ster gezien (behalve wanneer er sprake is van een supernova-explosie). Het gaat om een blauwe superreus in een ver sterrenstelsel. De ster is honderdduizenden malen zo lichtsterk als de zon, maar desondanks zou hij normaal gesproken veel te zwak zijn om op die afstand waargenomen te worden. In 2016 werd het licht van de ster echter tijdelijk versterkt door de zwaartekrachtlenswerking van een dichterbij gelegen cluster van sterrenstelsels, MACS J1149+2223 geheten. Op foto's uit 2011 is de ster niet zichtbaar. Uit onderzoek aan het licht van de ster blijkt zonder twijfel dat het om een 'normale' ster gaat, en niet om een supernova-uitbarsting. Het licht van de ster dat door Hubble is vastgelegd, werd 9 miljard jaar geleden uitgezonden, toen het heelal ongeveer 30 procent van zijn huidige leeftijd had. (GS)
→ Hubble Uncovers the Farthest Star Ever Seen

28 maart 2018
Een team van astronomen, onder leiding van de Nederlander Pieter van Dokkum, heeft een uniek sterrenstelsel ontdekt dat vrijwel geheel uit normale materie (sterren, gas en stof) lijkt te bestaan (Nature, 29 maart). Dat is heel opmerkelijk, omdat sterrenstelsels doorgaans een ruim overschot aan donkere materie bevatten. Het ongeveer 65 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel, dat NGC1052-DF2 of kortweg DF2 wordt genoemd, is ook in een ander opzicht bijzonder. Het is ongeveer zo groot als ons Melkwegstelsel, maar bevat 200 keer zo weinig sterren. Hierdoor is het min of meer doorzichtig. Het bijzondere karakter van DF2 werd opgemerkt op opnamen van de Dragonfly Telescope Array, een lenzenkijker die mede door Van Dokkum is ontworpen. Dit instrument bestaat uit 48 ‘normale’ telelenzen en is heel geschikt voor het opsporen van ultra-diffuse sterrenstelsels zoals DF2. Het ontbreken van donkere materie is vastgesteld met een van de Keck-telescopen op Hawaï. Met dat veel grotere instrument zijn de snelheden gemeten van een aantal bolvormige sterrenhopen in DF2. Uit die metingen bleek dat deze sterrenhopen veel trager om het centrum van het sterrenstelsel cirkelen dan gedacht. Aan de hand van de snelheden van deze sterrenhopen hebben de astronomen de massa van DF2 bepaald. Daarbij is vast komen te staan dat de zichtbare sterren en gas- en stofwolken in DF2 bijna alle massa voor hun rekening nemen. Als er al donkere materie in het stelsel zit, is het 400 keer zo weinig als verwacht. Van Dokkum en zijn collega’s hopen nog dit jaar meer van deze ‘luchtige’ sterrenstelsels zonder donkere materie op te sporen. Ondertussen wordt alvast hard naar een verklaring voor de opmerkelijke eigenschappen van DF2 nagedacht. Want eigenlijk gingen astronomen ervan uit dat donkere materie een normaal ingrediënt van sterrenstelsels zijn. Een mogelijke verklaring voor het tekort aan sterren én donkere materie in DF2 is dat het stelsel een periode van hevige stervorming heeft gekend. De krachtige sterrenwinden en supernova-explosies die daarbij zijn opgetreden zouden gas en donkere materie uit het stelsel hebben verdreven. (EE)
→ How Do You Make A Galaxy Without Dark Matter?

27 maart 2018
Met Amerikaanse telescopen op sterrenwachten in Chili is een bijzondere 'wegloopster' ontdekt in de Kleine Magelhaense Wolk, een klein satellietstelsel van ons eigen Melkwegstelsel. Wegloopsterren (runaway stars) zijn sterren die met uitzonderlijk hoge snelheid door het heelal bewegen; J01020100-7122208, zoals de nieuw ontdekte ster heet, heeft een snelheid van ca. 500.000 kilometer per uur (140 kilometer per seconde) ten opzichte van zijn omgeving. Vermoedelijk maakte de ster ooit deel uit van een zwaar dubbelstersysteem. Toen de begeleider aan het eind van zijn leven explodeerde als supernova, werd de ster de ruimte in geslingerd. Opmerkelijk genoeg zal de wegloopster zelf binnen een paar miljoen jaar ook een supernova-explosie ondergaan: hij bevindt zich al in het oranje-superreuzenstadium. Dat is een verrassend korte fase in het leven van een zware ster (met een duur van enkele tienduizenden jaren), waarna de ster evolueert tot rode superreus en uiteindelijk ontploft. Het is voor het eerst dat een wegloopster in het oranje-superreuzenstadium is ontdekt. De ster bevindt zich momenteel in de buitendelen van de Kleine Magelhaense Wolk. De ontdekking is gepubliceerd in The Astronomical Journal. (GS)
→ A Runaway Star in the Small Magellanic Cloud

26 maart 2018
Dankzij precisiemetingen met ruimtetelescoop Kepler is het raadsel van de 'snelle supernova's' opgelost. Althans, dat beweert een internationaal team van astronomen vandaag in een publicatie in Nature Astronomy. Een Fast Evolving Luminous Transient (FELT) is een sterexplosie die ongeveer even helder is als een supernova, maar veel korter duurt. Supernova's zijn maanden lang zichtbaar als 'nieuwe sterren' aan de hemel, maar een FELT bereikt zijn piekhelderheid binnen anderhalve week, en is na een maand alweer uitgedoofd. In de afgelopen jaren is een aantal van dit soort kortdurende verschijnselen waargenomen (in ver verwijderde sterrenstelsels); over hun ware aard bestonden uiteenlopende theorieën. Met Kepler zijn nu precisiemetingen aan het helderheidverloop van een 'snelle supernova' verricht. Op basis daarvan concluderen de astronomen dat er maar één verklaring mogelijk is. Volgens het nieuwe model is een FELT inderdaad een supernova-explosie - het levenseinde van een zware ster. De ster wordt echter omgeven door een cocon van gas en stof met een relatief hoge dichtheid. Wanneer het weggeblazen materiaal van de supernova in botsing komt met deze cocon, wordt vrijwel alle bewegingsenergie in korte tijd omgezet in licht. (GS)
→ Astronomers Witness Death Throes of a Cocooned Star

22 maart 2018
Waarnemingen met onder meer de Hubble-ruimtetelescoop hebben uitsluitsel gegeven over de herkomst van het gas dat een lange ‘brug’ vormt tussen de zogeheten Magelhaense Wolken en ons eigen Melkwegstelsel. De Grote en de Kleine Magelhaense Wolk zijn dwergsterrenstelsels die in banen om het Melkwegstelsel draaien. Ondertussen draaien ze echter ook om elkaar. De ene Magelhaense Wolk trekt aan de andere, en daarbij is een langgerekte wolk gas vrijgekomen die de Magelhaense Wolken met de Melkweg verbindt. Vermoed wordt dat deze structuur 1 à 2 miljard jaar geleden is ontstaan. De enorme gaswolk – de zogeheten ‘voorste arm’ – wordt momenteel opgeslokt door ons eigen sterrenstelsel en dient als grondstof voor de vorming van nieuwe sterren. De vraag was van welke van de twee Magelhaense Wolken het gas nu precies afkomstig is. Op het eerste gezicht lijkt de Grote Magelhaense Wolk de bron te zijn, maar is dat ook echt zo? Om die vraag te kunnen beantwoorden hebben astronomen de Hubble-ruimtetelescoop gericht op een zevental quasars – de heldere kernen van verre sterrenstelsels – waarvan het licht door de vrij rafelige brug van gas heen schijnt. Met de Hubble-ruimtetelescoop is onderzocht op welke golflengten de ultraviolette straling van de quasars door het gas wordt geabsorbeerd. Deze ‘spectrale vingerafdruk’ verraadt de samenstelling van het gas. Na lang puzzelen zijn de astronomen tot de conclusie gekomen dat de samenstelling van het gas overeenkomt met die van de Kleine Magelhaense Wolk. Dat betekent dat de Grote Magelhaense Wolk de winnaar is van de ’touwtrekwedstrijd’ met zijn kleinere soortgenoot. (EE)
→ Hubble Solves Cosmic ‘Whodunit’ With Interstellar Forensics

19 maart 2018
De interstellaire planetoïde 'Oumuamua is hoogstwaarschijnlijk afkomstig uit een dubbelstersysteem. Dat schrijven sterrenkundigen in het nieuwste nummer van Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 'Oumuamua (Hawaiiaans voor 'verkenner') werd najaar 2017 ontdekt. Het zeer langgerekte, rotsachtige hemellichaam racete met bijna 30 kilometer per seconde door de binnendelen van het zonnestelsel en is inmiddels weer op weg naar de sterren. Het is zo goed als zeker dat het ooit uit een ander planetenstelsel is weggeslingerd. Dat 'Oumuamua uit gesteenten bestaat en niet uit ijs, was wel een verrassing. Ons zonnestelsel slingert bijvoorbeeld veel gemakkelijker ijzige kometen dan rotsachtige planetoïden de ruimte in. Bovendien vallen kometen eerder op. Het lijkt dus heel onwaarschijnlijk dat de eerst ontdekte interstellaire bezoeker een planetoïde is. Behalve als het hemellichaam afkomstig is uit een dubbelstersysteem, aldus een team van astronomen onder leiding van Alan Jackson van de Universiteit van Toronto. Uit hun computersimulaties blijkt dat planetoïden (die dichter rond een ster rondcirkelen) ongeveer net zo vaak weggeslingerd worden uit dubbelstersystemen als kometen (die zich op grotere afstand bevinden). Het Melkwegstelsel bevat zeer veel dubbelstersystemen. De sterrenkundigen opperen dat het moederstelsel van 'Oumuamua waarschijnlijk minstens één hete, zware ster bevat: het aantal rotsachtige planetoïden rond zo'n reuzenster is groter dan rond een koele dwergster. (GS)
→ ‘Oumuamua likely came from a binary star system

14 maart 2018
Een onderzoeksteam van de Parkes-radiosterrenwacht in Australië heeft op 9 maart jl. de helderste snelle radioflits tot nu toe geregistreerd. Snelle radioflitsen zijn stoten radiostraling die slechts een fractie van een seconde duren. Het verschijnsel is sinds 2007 bekend, maar tot op heden zijn pas 32 van die korte radioflitsen waargenomen. Vermoed wordt dat ze van buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn, maar hoe ze precies ontstaan is nog onduidelijk. De ‘recordflits’ verscheen in een periode dat kort na elkaar drie radioflitsen werden opgetekend met de Parkes-radiotelescoop. Dat is een ongebruikelijk hoog aantal voor een onvoorspelbaar verschijnsel als dit. Volgens deskundigen vinden er elke dag wel snelle radioflitsen plaats, maar de meeste ervan blijven onopgemerkt omdat er simpelweg geen radiotelescoop op gericht is. Naar verwachting zal het aantal detecties de komende jaren wel oplopen, omdat meer onderzoeksteams zich met het verschijnsel gaan bezighouden. (EE)
→ Brightest fast radio burst yet recorded at Parkes in Australia (Phys.org)

13 maart 2018
Aan de buitenrand heeft elk sterrenstelsel - ongeacht zijn grootte - een rotatieperiode van ongeveer één miljard jaar. Die conclusie trekken radiosterrenkundigen op basis van metingen aan een groot aantal sterrenstelsels, uiteenlopend van kleine dwergstelseltjes tot kolossale spiraalstelsels. In een artikel in Monhtly Notices of the Royal Astronomical Society zetten de onderzoekers uiteen dat er een lineair verband lijkt te bestaan tussen de 'straal' van een sterrenstelsel en de rotatiesnelheid op die afstand van het centrum. Dat lineaire verband betekent dat elk sterrenstelsel aan de buitenrand ongeveer dezelfde rotatieperiode heeft. De buitenrand van een sterrenstelsel valt moeilijk nauwkeurig vast te stellen, maar de nieuwe waarnemingen lijken erop te wijzen dat er in de buitendelen van veel sterrenstelsels (naast gas en pasgeboren jonge sterren) ook een relatief kleine populatie van oude sterren bevindt. De vrij scherpe begrenzing daarvan kan dan beschouwd worden als de buitenrand van het stelsel. Onderzoek aan de rotatie van sterrenstelsels biedt astronomen meer zicht op het ontstaan en de evolutie ervan, en op de rol die donkere materie speelt in het heelal. (GS)
→ Astronomers Discover Galaxies Spin Like Clockwork

13 maart 2018
Met de Japanse 8,3-meter Subaru-telescoop op Mauna Kea, Hawaii, zijn circa 200 protoclusters ontdekt in het verre, jonge heelal. Protoclusters zijn gebieden waar pasgeboren (proto-)sterrenstelsels wat dichter op elkaar zitten dan gemiddeld. Vanwege hun grote afstand (in dit geval ongeveer 12 miljard lichtjaar) worden ze waargenomen zoals ze er in de jeugd van het heelal uitzagen. In een later stadium zullen de sterrenstelsels sterker samenklonteren en ontstaat er een volwaardige cluster of supercluster. Tot nu toe waren slechts zo'n 20 protoclusters bekend. Sterrenkundigen gebruikten waarnemingen aan verre, lichtsterke quasars (de heldere, actieve kernen van sterrenstelsels die een groot zwaar zwart gat in het centrum herbergen) als 'wegwijzers' voor het vinden van protoclusters. De aanname was dat quasaractiviteit zich eerder zou voordoen in zo'n gebied, vanwege de grotere kans op onderlinge botsingen van sterrenstelsels. Uit de nieuwe Subaru-waarnemingen blijkt echter dat quasars zich juist bij voorkeur buiten de protoclusters ophouden. Mogelijk belemmert hun energierijke straling de vorming van andere sterrenstelsels in de directe omgeving. Aan de andere kant werden wel twee zeldzame paren van quasars gevonden die zich dan juist weer in een protocluster bleken te bevinden. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan. (GS)
→ Double or Nothing: Astronomers Rethink Quasar Environment

12 maart 2018
Een sterrenstelsel in de relatief nabije Perseus-cluster blijkt geen enkele stervormingsactiviteit meer te vertonen. NGC 1277, zoals het stelsel heet, bestaat uit louter oude sterren, die miljarden jaren geleden zijn ontstaan. Jongere sterren komen er in het sterrenstelsel niet meer voor. NGC 1277 is vier maal zo klein als ons eigen Melkwegstelsel, maar bevat toch twee maal zo veel sterren. Die zijn allemaal ontstaan tijdens een enorme 'geboortegolf' in de jeugd van het heelal. De stervormingsactiviteit in het stelsel moet toen ongeveer duizend maal zo hoog zijn geweest als die in ons Melkwegstelsel. Dat er daarna geen nieuwe sterren meer zijn ontstaan, blijkt uit spectroscopisch onderzoek van het stelsel, en vooral ook uit het volledig ontbreken van 'blauwe' (jonge) bolvormige sterrenhopen. De nieuwe waarnemingen zijn deze week online gepubliceerd in Nature. Eerder heeft de Hubble-telescoop zulke 'rode en dode' sterrenstelsels ontdekt in het pasgeboren heelal, op zeer grote afstand van de aarde. NGC 1277 is bijzonder vanwege de relatief kleine afstand van 240 miljoen lichtjaar. (GS)
→ Arrested Development: Hubble Finds Relic Galaxy Close to Home

21 februari 2018
De Argentijnse amateur-astronoom Víctor Buso heeft op 20 september 2016 bij toeval zeer vroege opnamen gemaakt van een supernova-explosie. Tijdens het testen van een nieuwe camera legde hij het moment vast waarop de drukgolf van de exploderende kern van een zware ster door het steroppervlak heen brak. Het was voor het eerst dat het felle licht dat bij die gebeurtenis vrijkomt is vastgelegd (Nature, 22 februari). De supernova-explosie speelde zich af in NGC 613, een spiraalstelsel in het zuidelijke sterrenbeeld Beeldhouwer op ongeveer 80 miljoen lichtjaar van de aarde. Bij het maken van een reeks opnamen van dit sterrenstelsel merkte Buso onmiddellijk een ster op die in korte tijd duidelijk helderder werd. Het nieuws van de ontdekking werd al snel opgepikt door beroepsastronomen, die tot de conclusie kwamen dat Buso de supernova-explosie nog geen uur na het begin ervan had vastgelegd. De kans dat een onvoorspelbare gebeurtenis als deze in zo’n vroeg stadium wordt opgemerkt is heel klein: 1 op de 10 of 100 miljoen. Vandaar ook dat het zo lang heeft geduurd voordat iemand deze beginfase heeft kunnen vastleggen. Vervolgwaarnemingen met professionele telescopen hebben meer inzicht gegeven in de kenmerken van de ontplofte ster. Supernova 2016gkg, zoals deze officieel wordt aangeduid, was van type IIb. Dit type supernova wordt veroorzaakt door een zware ster die vóór de uiteindelijke explosie zijn buitenste lagen heeft afgestoten. Modelberekeningen laten zien dat de ster op het moment van exploderen ongeveer vijf keer zoveel massa had als onze zon – nog maar een kwart van zijn oorspronkelijke massa. (EE)
→ Amateur Astronomer Captures Rare First Light From Massive Exploding Star

20 februari 2018
Sterrenkundigen hebben de verste supernova ooit ontdekt. Het licht van de sterexplosie heeft er 10,5 miljard jaar over gedaan om de aarde te bereiken. Dat betekent dat de explosie plaatsvond toen het heelal pas 3,3 miljard jaar oud was. De ontdekking is gedaan als onderdeel van de Dark Energy Survey (DES), een project waarbij honderden miljoenen sterrenstelsels in kaart gebracht worden om onderzoek te doen naar de mysterieuze donkere energie die verantwoordelijk wordt gehouden voor de versnellende uitdijing van het heelal. De ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. DES16C2nm, zoals de verre supernova heet, is een zogeheten super-luminous supernova (SNSL); vermoedelijk gaat het om een extreem compacte neutronenster die onder invloed van materieoverdracht ineenstort tot een zwart gat. De supernova werd in augustus 2016 ontdekt op foto's van de Dark Energy Suvey; enkele maanden later werd de enorm grote afstand gemeten door grote telescopen zoals de Europese Very Large Telescope en de twee Amerikaanse Magellan-telescopen (in Chili), en de eveneens Amerikaanse Keck-telescoop op Hawaii. Superlichtsterke supernova's zijn relatief zeldzaam; astronomen hopen dat er de komende tijd meer verre exemplaren ontdekt zullen worden, zodat er meer bekend zal worden over hun eigenschappen en de manier waarop die mogelijk veranderen in de loop van de geschiedenis van het heelal. (GS)
→ Astronomers reveal secrets of most distant supernova ever detected

20 februari 2018
Superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels produceren vaak krachtige winden van heet, geïoniseerd gas. Algemeen wordt aangenomen dat die gasstromen van grote invloed zijn op koeler, moleculair gas in het stelsel. Wanneer moleculair gas het stelsel wordt uitgeblazen, of te sterk wordt verhit, zet dat een rem op het tempo waarin er nieuwe sterren in het sterrenstelsel worden geboren. Met het ALMA-observatorium in Chili is nu echter ontdekt dat het moleculaire gas in het stelsel WISE 1029+0501 totaal niet beïnvloed lijkt te worden door de extreem sterke geïoniseerde wind van het centrale zwarte gat. Het stelsel staat op zeer grote afstand en is een zogeheten 'dust obscured galaxy' (DOG), maar op infrarode en (sub-)millimetergolflengten is het centrum van het stelsel goed zichtbaar. De ALMA-metingen aan koolmonoxidemoleculen in het centrale deel van het stelsel wijzen uit dat er geen sprake is van een significante 'uitstroom' van moleculair gas. De nieuwe resultaten zetten vraagtekens bij het algemeen geaccepteerde idee dat sterrenstelsels en hun superzware zwarte gaten een zogheten 'co-evolutie' vertonen, waarbij de groei van het stelsel gereguleerd wordt door die van het zwarte gat, en andersom. De metingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ No relation between a supermassive black hole and its host galaxy!? - The co-evolution mystery deepened by a new ALMA observation

15 februari 2018
De grootste zwarte gaten in het heelal groeien sneller dan het sterrenstelsel waar zij deel van uitmaken. Dat blijkt uit gegevens van de ruimtetelescopen Chandra en Hubble en enkele radiotelescopen op aarde. Uit eerdere waarnemingen leek te volgen dat de zwarte gaten en de bijbehorende sterrenstelsels zich in ongeveer hetzelfde tempo ontwikkelden. Nieuw onderzoek van sterrenstelsels op afstanden van 4 tot 12 miljard lichtjaar geeft echter een heel ander beeld. In sterrenstelsels die ongeveer 100 miljard zonsmassa’s aan sterren bevatten blijkt het centrale zwarte gat naar verhouding ongeveer tien keer zoveel massa te hebben dan de centrale zwarte gaten in stelsels met ongeveer 10 miljard zonsmassa’s aan sterren. Een verklaring zou kunnen zijn dat in de zwaarste sterrenstelsels meer gas naar het centrale zwarte gat toe stroomt dan in de minder zware. Maar waarom dat zo is, is nog de vraag. Bij een tweede onderzoek is overigens ontdekt dat verrassend veel superzware zwarte gaten massa’s van minstens 10 miljard zonsmassa’s hebben weten te bereiken. Onduidelijk is of dat komt doordat hun groei heel vroeg op gang is gekomen of doordat ze simpelweg heel snel zijn gegroeid. (EE)
→ Supermassive Black Holes Are Outgrowing Their Galaxies

14 februari 2018
Australische astronomen hebben vastgesteld dat onze grote galactische buur, het Andromedastelsel, niet zoveel massa heeft als tot nu toe werd aangenomen. Het blijkt ongeveer net zoveel massa te hebben als ons Melkwegstelsel (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 februari). Eerdere schattingen gingen ervan uit dat de massa van het Andromedastelsel twee tot drie maal zo groot was als die van onze Melkweg. Onderzoek van de omloopbanen van sterren in de buitenste regionen van het Andromedastelsel laten echter zien dat het stelsel drie keer zo weinig donkere materie bevat als gedacht. Als de nieuwe massabepaling klopt, dan heeft dat grote consequenties voor het verloop van de ‘botsing’ tussen het Andromedastelsel en de Melkweg, die over ongeveer 5 miljard jaar zal plaatsvinden. Bij die botsing – of beter gezegd: samensmelting – zal ons thuisstelsel niet simpelweg worden verzwolgen. Het zal net zo’n grote bijdrage leveren aan het uiteindelijke, grotere stelsel als het Andromedastelsel. (EE)
→ Milky Way ties with neighbor in galactic arms race

14 februari 2018
Het naburige Andromedastelsel is pas 2 tot 3 miljard jaar geleden ontstaan na een kolossale botsing tussen twee kleinere sterrenstelsels. Tot die conclusie komen Franse en Chinese wetenschappers op basis van computersimulaties (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 14 februari). Uit recent onderzoek door Amerikaanse astronomen bleek dat er een duidelijk verschil bestaat tussen het Andromedastelsel en het Melkwegstelsel. In dat laatste stelsel, waar ook onze zon deel van uitmaakt, draaien vrijwel alle sterren keurige rondjes om het centrum. In het Andromedastelsel daarentegen vertonen alle sterren die ouder zijn dan 2 miljard jaar nogal willekeurige bewegingen. Volgens het Frans-Chinese team is dat verschil alleen verklaarbaar als het Andromedastelsel het product is van een ‘recente’ botsing. Twee kleinere sterrenstelsels zouden met elkaar zijn samengesmolten en vervolgens het huidige grote Andromedastelsel hebben gevormd. Na deze gebeurtenis zou een periode van hevige stervorming zijn aangebroken. De computersimulaties die tot dit resultaat hebben geleid kunnen ook andere opvallende kenmerken van het Andromedastelsel verklaren, waaronder de kromming van de hoofdschijf van het stelsel ven het feit dat sommige populaties van sterren in het stelsel een tekort aan zware elementen vertonen. (EE)
→ Andromeda galaxy was formed in 'recent' star crash: study

14 februari 2018
Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – een grote opstelling van radiotelescopen in het noorden van Chili – is de draaiende schijf van gas en stof rond het superzware zwarte gat in het sterrenstelsel M77 vastgelegd. Het is voor het eerst dat zo’n ’torus’ zo duidelijk in beeld is gebracht. Bijna alle sterrenstelsels hebben een kolossaal zwart gat in hun centrum. Als zo’n zwart gat ‘actief’ is – dat wil zeggen: materie uit zijn omgeving weet aan te trekken – is het omgeven door een schijf van gas en stof die – naar werd aangenomen – ronddraait. De ALMA-waarnemingen bevestigen dat, maar ze laten ook zien dat de verdeling van het gas in die ongeveer 40 lichtjaar brede schijf of torus veel minder gelijkmatig is dan eenvoudige modellen suggereren. De torus lijkt een beetje asymmetrisch van vorm te zijn en het daarin aanwezige gas cirkelt niet netjes rond het zwarte gat, maar vertoont ook sterk willekeurige bewegingen. Dat wijst erop dat deze actieve kern een turbulente voorgeschiedenis heeft – mogelijk een fusie met een kleiner sterrenstelsel. Overigens heeft ook ons eigen Melkwegstelsel een superzwaar zwart gat in zijn kern. Dat is momenteel echter in ruste. Voor het onderzoek van actieve kernen zijn astronomen dus aangewezen op andere sterrenstelsels. Met een afstand van ongeveer 47 miljoen lichtjaar is M77 een van de meest nabije. (EE)
→ Rotating Dusty Gaseous Donut Around an Active Supermassive Black Hole

6 februari 2018
In Stephan's Quintet - een compacte groep van vijf sterrenstelsels - komt al gedurende zeer lange tijd grootschalig galactisch kannibalisme voor. Dat blijkt uit een nieuwe, lang belichte opname die gemaakt is met de grote MegaCam-camera van de 3,6-meter Canada-France-Hawaii-telescoop op Mauna Kea. Stephan's Quintet bevindt zich op 290 miljoen lichtjaar van de aarde. (In werkelijkheid zou gesproken moeten worden over Stephan's Quartet, want een van de vijf sterrenstelsels is een 'voorgrondstelsel', op een afstand van slechts 40 miljoen lichtjaar). De groep werd in 1878 ontdekt door de Franse astronoom Édouard Stephan. Rond het stelsel NGC 7317 is nu een uitgestrekte halo van oude, rode sterren ontdekt. Daarnaast zijn tal van ijle gasslierten in de groep zichtbaar. Alles wijst erop dat de stelsels al gedurende enkele honderden miljoenen jaren met elkaar in wisselwerking zijn, waarbij ze vervormd en 'uiteengerukt' worden door onderlinge getijdenkrachten. Uiteindelijk zullen de vier stelsels samensmelten tot één groot elliptisch sterrenstelsel. De nieuwe waarnemingen zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Widespread galactic cannibalism in Stephan's Quintet revealed by CFHT

1 februari 2018
Astronomen hebben de verdeling en bewegingen gemeten van kleine sterrenstelsels die om het grote sterrenstelsel Centaurus A draaien. Daarbij is vastgesteld de meeste van deze dwergstelsels synchroon en in hetzelfde vlak om hun ‘moederstelsel’ bewegen. Deze constatering is in strijd met de resultaten van computersimulaties die gebaseerd zijn op het standaardmodel van de kosmologie (Science, 1 februari). Net als andere grote sterrenstelsels is onze Melkweg omgeven door een aantal kleine satellietstelsels – een stuk of twintig. Waarnemingen hebben laten zien dat de omloopbanen van veel van deze ‘satellieten ruwweg in één vlak liggen. Bij het naburige Andromedastelsel is een soortgelijke verdeling te zien en bij het 12 miljoen lichtjaar verre stelsel Centaurus A dus ook. Al met al lijkt het om een universeel verschijnsel te gaan. Computersimulaties die gebaseerd zijn op het standaardmodel van de kosmologie voorspellen juist dat kleinere sterrenstelsels min of meer willekeurig verdeeld moeten zijn rond de grote stelsels die hen in de greep hebben. Dat dit niet het geval is, betekent dat er iets ontbreekt aan de bestaande computersimulaties of dat het onderliggende (kosmologische) model onjuist is. Een mogelijke verklaring is dat het ontstaan van satellietstelsels geen lukraak proces is. Sommige astronomen denken dat deze stelsels het product zijn van botsingen tussen grotere stelsels. Ze zouden zijn voortgekomen uit het gas en stof dat tijdens het fusieproces uit deze laatste stelsels is weggeslingerd. (EE)
→ A rotating system of satellite galaxies raises questions

1 februari 2018
Bij waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop is een ver sterrenstelsel ontdekt waarvan het beeld 30 keer is vergroot door de licht-afbuigende werking van een voorgrondcluster die als zwaartekrachtlens fungeert. Nooit eerder werd een ‘rustig’ achtergrondstelsel zo sterk vergroot waargenomen. Verre sterrenstelsels zijn doorgaans te zwak om waarneembaar te zijn, zelfs voor de grootste telescopen. Daar heeft Moeder Natuur echter wat op gevonden: het zwaartekrachtlenseffect. Het zwaartekrachtlenseffect zorgt ervoor dat objecten met veel massa het licht van achtergrondobjecten ongeveer net zo afbuigen als een lens dat zou doen. Hierdoor kan een cluster van sterrenstelsels – in dit geval eMACSJ1341.9-2441 – werken als een ‘loep’ die het beeld van een verder weg staand stelsel – in dit geval eMACSJ1341-QG-1 – versterkt en vergroot. Zo’n natuurlijk vergrootglas stelt astronomen in staat om details waar te nemen in sterrenstelsels die eigenlijk te ver weg staan om überhaupt waarneembaar te zijn. In dit geval gaat het om een bijzonder sterrenstelsel dat, anders dan onze Melkweg, geen tekenen van stervorming vertoont. In onze naaste omgeving wemelt het van de rustige sterrenstelsels. Maar het nu ontdekte exemplaar is ongeveer 10 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Dat betekent dat we het stelsel waarnemen zoals het eruitzag toen het nog maar 3 miljard jaar oud was. Zo’n jong sterrenstelsel zou eigenlijk nog voldoende gas moeten hebben om nieuwe sterren te produceren. Vervolgwaarnemingen zullen moeten uitwijzen waarom dat niet zo is. (EE)
→ Natural Telescope Sets New Magnification Record

1 februari 2018
Duitse en Amerikaanse astronomen hebben, met behulp van geavanceerde computersimulaties, meer inzicht gekregen in het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels. De berekeningen laten zien hoe zwarte gaten de verdeling van donkere materie hebben beïnvloed, hoe elementen zwaarder dan helium zijn geproduceerd en over het heelal zijn verdeeld en waar magnetische velden vandaan komen. De eerste resultaten van dit rekenproject, dat ‘Illustris-The Next Generation’ heet, zijn gepubliceerd in drie artikelen die vandaag in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zijn verschenen. IllustrisTNG is de meest volledige simulatie van het heelal die tot op heden is uitgevoerd. Aan de hand van de basiswetten van de natuurkunde laat de simulatie zien hoe ons heelal zich sinds de oerknal heeft ontwikkeld. De resultaten vertonen sterke overeenkomsten met hoe ons heelal – en meer specifiek de ruimtelijke verdeling van de sterrenstelsels daarin – er nu uitziet. Ook bevestigen de resultaten het al langer bestaande vermoeden dat de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels van grote invloed zijn geweest op de ontwikkeling van deze stelsels. De zwarte gaten zijn de ‘motor’ achter een krachtige uitstroom van snelle deeltjes, die de vorming van nieuwe sterren in het omringende stelsel uiteindelijk stilleggen. IllustrisTNG doet ook de voorspelling dat grote sterrenstelsels omgeven moeten zijn door een ijle ‘wolk’ van ontsnapte sterren. Deze stellaire halo’s zouden het gevolg zijn van het feit dat grote stelsels het resultaat zijn van samensmeltingen van kleinere oerstelsels. Bij dit fusieproces worden sommige van de kleine stelsels letterlijk aan flarden getrokken en hun sterren over omgeving verstrooid. Uiteindelijk komen die sterren terecht in wijde omloopbanen om het uiteindelijke sterrenstelsel. De voorspelde stellaire halo’s zijn heel moeilijk waarneembaar, omdat ze maar heel weinig licht produceren. Aan de hand van de resultaten van de IllustrisTNG-simulatie weten astronomen nu echter waar ze bij hun waarnemingen op moeten letten. (EE)
→ How black holes shape the cosmos

30 januari 2018
Theoretici van Northwestern University hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het bestaan van moleculen in de krachtige winden van superzware zwarte gaten. Zulke vraatzuchtige monsters bevinden zich in de kernen van de meeste sterrenstelsels. Wanneer ze 'actief' zijn (met andere woorden: wanneer ze materie uit hun omgeving opslokken), produceren ze ook een krachtige buitenwaarts gerichte wind van heet gas. Ruim tien jaar geleden hebben infrarood- en millimetertelescopen in die winden van superzware zwarte gaten moleculen ontdekt, onder andere moleculair waterstof, koolmonoxide en water. Die ontdekking kwam als een verrassing: in zulke energierijke winden zou je verwachten dat moleculen niet kunnen overleven. In Monthly Notices of the Royal Astronomical Society komen de onderzoekers nu met gedetailleerde computermodellen die laten zien dat er mogelijk ook geen sprake is van overleven, maar van de vorming van nieuwe moleculen. Dat wordt mogelijk gemaakt doordat er in de wind van een superzwaar zwart gat toch ook plaatselijk sterke afkoeling kan optreden. Als er veel moleculen kunnen ontstaan in een zwartegatenwind, is de ontdekking (in de afgelopen paar jaar) van jonge sterren in de directe omgeving van een superzwaar zwart gat misschien ook niet meer zo verwonderlijk: nieuwe sterren ontstaan in relatief koele moleculaire wolken. (GS)
→ New theory predicts origins of molecules in destructive cosmic outflows

30 januari 2018
Met het internationale ALMA-observatorium in Noord-Chili (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zijn verrassend complexe organische moleculen aangetroffen in de onmiddellijke omgeving van pasgeboren protosterren in de Grote Magelhaense Wolk, een klein satellietstelsel van ons eigen Melkwegstelsel. In het actieve stervormingsgebied N113 ontdekte ALMA niet alleen de millimeterstraling van methanol (CH3OH, een relatief eenvoudig koolstofhoudend molecuul), maar ook van dimethylether (H3COCH3) en methylformaat (C2H4O2). Met 9 resp. 8 atomen behoren deze organische moleculen tot de meest complexe die ooit in het heelal zijn aangetroffen. De resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. De vondst is opmerkelijk omdat de Grote Magelhaense Wolk veel minder zware elementen (zwaarder dan waterstof en helium) bevat dan ons eigen Melkwegstelsel. Algemeen wordt aangenomen dat het relatief kleine sterrenstelsel veel overeenkomsten vertoont met de allereerste kleine sterrenstelsels die miljarden jaren geleden in het heelal ontstonden. De nieuwe ontdekking werpt dus mogelijk ook een nieuw licht op de chemische evolutie van het vroege heelal. (GS)
→ Stellar Embryos in Nearby Dwarf Galaxy Contain Surprisingly Complex Organic Molecules

24 januari 2018
Voor het eerst hebben astronomen de ‘jet’ waargenomen van een zeer jonge, zware ster buiten onze Melkweg. Zware sterren spelen een belangrijke rol in de ontwikkeling van sterrenstelsels, onder meer omdat ze de vorming van nieuwe sterren stimuleren (Nature, 25 januari). De ontdekking is gedaan met de Europese Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. Uit de VLT-beelden blijkt dat de (bipolaire) jet van de ster zich uitstrekt over 36 lichtjaar, waarmee het een van de langste jets in zijn soort is. De ster die de jet aandrijft heeft ongeveer 12 keer zoveel massa als onze zon. De waarnemingen wijzen erop dat zware sterren – in elk geval die tot 12 zonsmassa’s – op dezelfde manier ontstaan als lichte, zonachtige sterren. De materie die zo’n ster-in-wording uit zijn omgeving aantrekt, verzamelt zich in eerste instantie in een zogeheten accretieschijf. De snelle rotatie van het centrale deel van zo’n schijf leidt ertoe dat een deel van het toegestroomde gas in richtingen loodrecht op de schijf terug de ruimte in wordt geblazen. Dat laatste gebeurt in de vorm van twee bundels van hete materie, zoals die nu dus ook bij een zware ster-in-wording buiten onze Melkweg zijn waargenomen. De jonge ster maakt deel uit van de Grote Magelhaense Wolk, die ongeveer 170.000 lichtjaar van ons verwijderd is. (EE)
→ New NZ research shows first jet from massive young star detected outside our galaxy

11 januari 2018
Deze week wordt in Washington D.C. de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) gehouden. Zoals elk jaar op de winterbijeenkomst (dit jaar bezocht door ruim 3000 astronomen) is er ook dit keer een enorme verscheidenheid aan nieuwe resultaten gepresenteerd. Sommige opmerkelijke resultaten worden in afzonderlijke nieuwsberichtjes op allesoversterrenkunde.nl besproken; hieronder volgt een beknopt overzicht (met links naar de oorspronkelijke persberichten) van nieuwe ontdekkingen die niet allemaal uitgebreid aan bod kunnen komen. (GS) Astronomen vinden zwart gat dat twee keer boert. Superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels zijn schrokops, en ze hebben slechte tafelmanieren. Nadat zo'n zwart gat een grote hoeveelheid materiaal (gas en sterren) heeft verorberd, laat het vaak een 'boer', in de vorm van het uitstoten van een wolk heet gas. In een ver sterrenstelsel hebben astronomen nu de restanten van een eerdere oprisping gevonden, die ongeveer 100.000 jaar geleden plaatsvond, en ook al een nieuwe 'boer', van recentere datum. Voor het eerst is hiermee aangetoond dat superzware zwarte gaten in helderheid kunnen variëren ('flikkeren') op relatief korte tijdschalen. Persbericht Zwaartekrachtlenswerking brengt extreem ver sterrenstelsel in beeld. Met de Hubble Space Telescope is een sterrenstelsel in beeld gebracht op een afstand van 13,3 miljard lichtjaar. Doordat het van het stelsel is versterkt en vervormd (het stelseltje is 'uitgerekt') door de zwaartekrachtlenswerking van een dichterbij gelegen cluster van stelsels, was het extreem zwakke object verrassend gedetailleerd te bestuderen. Het stelsel is slechts 2500 lichtjaar groot. Persbericht

10 januari 2018
Een internationaal team van astronomen (uit onder meer Cambridge en Leiden) heeft ontdekt dat de vroegste sterrenstelsels in het heelal op een draaikolk lijken, vergelijkbaar met ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Het team, onder leiding van de Nederlandse astronoom Renske Smit (Cambridge, VK), heeft voor het eerst met een millimetertelescoop twee stervormende sterrenstelsels geïdentificeerd van bijna 13 miljard jaar geleden. Smit presenteerde het resultaat, dat is gepubliceerd in Nature, tijdens een persconferentie op de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington D.C. (VS). Het licht van zulke verre objecten doet er lang over om ons te bereiken. Door objecten waar te nemen die miljarden lichtjaren ver weg staan, kijken astronomen terug in de tijd en zien ze de vorming van de allereerste sterrenstelsels. Omdat het jonge heelal vol zit met ondoorzichtig waterstof, zijn deze sterrenstelsels buitengewoon moeilijk waar te nemen met optische telescopen. Smit en haar collega’s deden de waarnemingen daarom met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili, die op millimeter-golflengten opereert. Ze namen twee kleine ‘pasgeboren’ sterrenstelsels waar, zoals die eruitzagen toen het heelal nog maar 800 miljoen jaar oud was. Uit de analyse van de spectra konden ze de afstand tot de stelsels afleiden, maar ze zagen ook – voor het eerst – de interne beweging van het gas dat voor de sterrenaanwas in de stelsels zorgt. Het gas in deze jonge sterrenstelsels zwiert en slingert in een draaikolkbeweging om het centrum heen, vergelijkbaar met de spiraalbeweging van de Melkweg en andere meer volwassen stelsels in een veel latere periode van het heelal. De sterrenstelsels zijn vijf keer zo klein als de Melkweg, maar produceren in een veel hoger tempo sterren dan andere vroege stelsels. De onderzoekers waren echter verbaasd dat de sterrenstelsels niet chaotischer waren. Renske Smit, die met een Rubicon-beurs van NWO haar onderzoek doet aan de Universiteit van Cambridge, licht toe: ‘In het jonge heelal stroomt gas als gevolg van de zwaartekracht snel de stelsels in die vervolgens een heleboel nieuwe sterren gaan produceren. Ook heftige supernova-explosies veroorzaken turbulentie in het gas. We verwachtten dat de jonge sterrenstelsels rommelig en chaotisch zouden zijn door deze explosies, maar de ministelsels blijken juist goed in staat om de orde te bewaren. Hoewel ze veel jonger zijn dan de Melkweg groeien ze blijkbaar snel uit tot de ‘volwassen’ stelsels zoals wij die nu kennen.’
→ Volledig persbericht

10 januari 2018
Een internationaal team met astronomen van onder meer de Universiteit van Amsterdam en ASTRON heeft ontdekt dat de bron van de repeterende radioflits FRB121102 zich in een opvallend extreme omgeving bevindt. Zij suggereren dat de flitsen afkomstig zijn uit de onmiddellijke nabijheid van een zwaar zwart gat of uit een zeer energierijke nevel. De bron is waarschijnlijk een neutronenster. Het team heeft zijn bevindingen vandaag gepresenteerd tijdens een persconferentie op de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C. en gepubliceerd in Nature. Een jaar geleden rapporteerden de astronomen dat de repeterende snelle radioflits FRB121102 zich bevindt in een stervormingsgebied in een dwergsterrenstelsel op een afstand van zo’n 3 miljard lichtjaar van de aarde. Uit een nieuwe analyse van waarnemingen met de Arecibo-radiotelescoop in Puerto Rico en de Green Bank Telescope in West Virginia (VS) blijkt nu dat het licht van de radioflitsen sterk is gepolariseerd (dat wil zeggen dat het een voorkeursoriëntatie heeft), en dat het is ‘gedraaid’ als gevolg van een sterk magneetveld in een dicht plasma. Dit laatste wordt het Faraday-effect genoemd. Hoe sterker het magnetisch veld, des te groter de draaiing. Zo’n extreme draaiing van radiogolven (500 keer groter dan ooit bij een andere FRB-bron is gezien) is tot nu toe alleen waargenomen in de omgeving van een superzwaar zwart gat, zoals dat in het centrum van onze Melkweg. De astronomen houden rekening met een tweede scenario: de draaiing kan ook worden verklaard wanneer de bron zich bevindt in een energierijke nevel of supernovarest. FRB121102 is een zogeheten snelle radioflits (Fast Radio Burst), een recent ontdekte nieuwe klasse van transients, astrofysische verschijnselen van korte duur, afkomstig uit de extragalactische ruimte. Hun ware aard is nog steeds een raadsel. FRB121102 is de enige bekende repeterende radioflits en dit roept de vraag op of zijn herkomst anders is dan die van niet-repeterende radioflitsen.
→ Volledig persbericht

9 januari 2018
Tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor (Maryland) zijn nieuwe resultaten gepresenteerd van de vierde Sloan Digital Sky Survey (SDSS-IV). De Sloan-survey gebruikt telescopen in New Mexico en Chili om spectroscopische waarnemingen te verrichten aan vele honderdduizenden sterren en sterrenstelsels, verspreid over de gehele hemel. Zo zijn bijvoorbeeld gedetailleerde spectra verkregen van Cepheïden - veranderlijke sterren die een belangrijke rol spelen bij afstandsbepalingen in het heelal. Door spectra vast te leggen op verschillende momenten tijdens de helderheidswisseling van deze sterren, is meer inzicht verkregen in de samenstelling van deze sterren, en de variaties die daarin optreden. Door gebruik te maken van die nieuwe informatie kunnen de sterren in de toekomst naar verwachting beter 'geijkt' worden als afstandsindicatoren. Met SDSS-IV is ook de samenstelling onderzocht van sterren waarbij ruimtetelescoop Kepler planetenstelsels heeft gevonden. Uit de metingen blijkt dat planeten in kleine banen (met omlooptijden van minder dan ca. 8 dagen) vooral voorkomen rond sterren die verhoudingsgewijs weinig zware elementen bevatten. Mogelijk is er sprake van twee verschillende scenario's voor het ontstaan van planeten, afhankelijk van de samenstelling van de oorspronkelijke gas- en stofwolk waaruit de moederster ontstaat. De Sloan-survey heeft ook de massa's bepaald van honderden superzware zwarte gaten in de kernen van zeer ver verwijderde sterrenstelsels, door gedetailleerde spectroscopische waarnemingen van het licht dat afkomstig is uit de directe omgeving van die zwarte gaten. Ook is ontdekt dat het vormingsproces van nieuwe sterren in sommige kleine (en veel dichterbij gelegen) dwergsterrenstelsels tot stilstand kan komen door de invloed van een zwaar zwart gat in zo'n dwergstelsel: door de energierijke straling die afkomstig is uit de directe omgeving van het zwarte gat wordt het aanwezige interstellaire gas in het dwergstelsel verhit en naar buiten geblazen, waardoor het niet langer beschikbaar is voor de vorming van nieuwe sterren. (GS)
→ Persbericht over het Cepheïden-onderzoek

4 januari 2018
Een enorm stervormingsgebied in een buursterrenstelsel van de Melkweg bevat veel meer zware sterren dan voor mogelijk werd gehouden. Dat blijkt uit onderzoek van een internationaal team van astronomen onder wie Alex de Koter en Selma de Mink van de Universiteit van Amsterdam. De astronomen publiceren hun resultaten in het tijdschrift Science. De studie presenteert de nauwkeurige metingen aan bijna driehonderd zware sterren in het beroemde stervormingsgebied 30 Doradus, ook bekend als de Tarantulanevel. Het gebied bevindt zich in ons buursterrenstelsel de Grote Magelhaense Wolk op zo’n 180.000 lichtjaar van ons vandaan. In de nevel vond de afgelopen miljoenen jaren een ‘geboortegolf’ plaats. De plek helpt sterrenkundigen bij het doen van uitspraken over het ontstaan van het heelal. Alex de Koter (UvA): ‘We hebben acht jaar gewerkt om dit recordaantal sterren van boven de vijftien zonsmassa’s te onderzoeken. Uniek is dat we van elke ster afzonderlijk de massa hebben bepaald. Andere onderzoekers kijken vaak naar het gezamenlijke licht van alle zware sterren. Dat is een indirecte en daardoor minder betrouwbare manier.’ De astronomen concluderen dat het gebied dertig procent meer zware sterren bevat dan de veelgebruikte wet van Salpeter uit 1955 voorspelt. Dat is belangrijk, want zware sterren mogen dan maar kort leven, ze eindigen wel na een spectaculaire supernova-explosie als neutronenster of zwarte gat. Daarmee hebben ze veel invloed op hun wijde omgeving. Selma de Mink (UvA): ‘Dit onderzoek verandert hoe we over de eindstadia van zware sterren denken. Want als je de resultaten doortrekt, zijn er wellicht 70 procent meer supernova’s dan gedacht en worden er 180 procent meer zwarte gaten gevormd.’ De onderzoekers willen in de toekomst nagaan of hun bevindingen ook gelden voor andere stervormingsgebieden. Daarnaast willen ze bepalen wat de consequenties zijn voor de theorieën over de vorming van structuur in het heelal en voor het verwachte aantal verschijnselen waarvan zwaartekrachtgolven kunnen worden opgevangen.
→ Oorspronkelijk persbericht

1 januari 2018
Hoe zwaarder het zwarte gat in de kern van een sterrenstelsel is, des te eerder komt de vorming van nieuwe sterren in het stelsel tot stilstand. Dat blijkt uit nieuw onderzoek met o.a. de Hobby Eberly Telescope in Texas, waarvan de resultaten vandaag gepubliceerd zijn in Nature. Vrijwel alle sterrenstelsels hebben een superzwaar zwart gat in de kern. Al lange tijd wordt vermoed dat zo'n centraal zwart gat een grote invloed heeft op de stervormingsgeschiedenis van het stelsel: de energie die afkomstig is uit de directe omgeving van het zwarte gat verhit het interstellaire gas in het stelsel, waardoor de vorming van nieuwe sterren wordt bemoeilijkt of zelfs vrijwel geheel tot stilstand komt. In het nieuwe onderzoek zijn de massa's van centrale zwarte gaten in een groot aantal sterrenstelsels afgeleid uit de snelheidsverdeling van sterren in het centrale deel van de stelsels. De stervormingsgeschiedenis is afgeleid uit gedetailleerde spectroscopische waarnemingen. Er bleek een duidelijk verband te bestaan tussen de massa van de zwarte gaten en de snelheid waarmee het stervormingsproces in het betreffende stelsel tot stilstand is gekomen. Hoe het terugkoppelingsmechanisme precies in zijn werk gaat is overigens nog niet duidelijk. (GS)
→ Supermassive black holes control star formation in large galaxies

21 december 2017
Waarnemingen met optische telescopen leken erop te wijzen dat er twee soorten sterrenstelsels zijn: blauwe stelsels die actief sterren produceren en rode stelsels die op dat vlak ‘uitgeblust’ zijn. Dat zou erop wijzen dat er een proces moet bestaan dat stervormende stelsels in (relatief) korte tijd in rustige stelsels doet veranderen. Maar de vandaag vrijgegeven resultaten van de Herschel ATLAS ontkrachten dat idee: de vermeende galactische tweedeling bestaat niet. De Herschel ATLAS is een survey die is uitgevoerd met de gelijknamige Europese satelliet die tussen 2009 en 2013 waarnemingen heeft gedaan. Deze ruimtetelescoop bekeek het heelal op ver-infrarode golflengten in plaats van in zichtbaar licht. Het verwerken van de vele gegevens heeft vijf jaar geduurd. Uit de Herschel-waarnemingen blijkt dat de evolutie van sterrenstelsels geen abrupt proces is. De meeste stelsels die in de Herschel ATLAS zijn opgenomen – de ‘Green Valley’-stelsels – vallen namelijk tussen blauw en rood in. Daaruit leiden astronomen af dat er sprake is van een glijdende schaal: blauwe stelsels veranderen geleidelijk in rode stelsels. In plaats van twee fundamenteel verschillende klassen van sterrenstelsels – blauwe en rode – bestaat er in feite dus maar één. (EE)
→ A century of galaxy discrimination revealed by giant European astronomy survey

20 december 2017
Astronomen hebben de krachtige ‘winden’ onderzocht rond de quasar 3C 298 – de actieve kern van een sterrenstelsel op 9,3 miljard lichtjaar van de aarde. Daarbij is vastgesteld dat zulke winden niet alleen de stervorming in de naaste omgeving van de quasar beïnvloeden, maar de stervorming in het hele sterrenstelsel (Astrophysical Journal, 20 december). De energie die een quasar in de vorm van straling en deeltjeswinden uitstoot, wordt gegenereerd door het superzware zwarte gat dat zich in het centrum bevindt. In het huidige heelal bestaat er een nauw verband tussen de massa van zo’n zwart gat en de massa van het omringende sterrenstelsel. Het nieuwe onderzoek laat zien dat dit voor stelsels in de begintijd van het heelal niet opgaat. Het sterrenstelsel waar 3C 298 deel van uitmaakt is honderd keer ‘lichter’ dan gezien de massa van zijn centrale zwarte gat zou moeten. Dat impliceert dat dit superzware zwarte gat zich al ruim vóór het omringende sterrenstelsel heeft ontwikkeld en de groei daarvan heeft afgeremd. (EE)
→ Astronomers Shed Light on Formation of Black Holes and Galaxies

7 december 2017
Astronomen uit de VS, Israël en Frankrijk hebben de baanbewegingen van sterrenstelsels in de Lokale Supercluster – onze kosmische ‘achtertuin’ – nauwkeuriger dan ooit in kaart gebracht. De driedimensionale kaart toont de bewegingen – ook de toekomstige – van 1400 sterrenstelsels binnen 100 miljoen lichtjaar van de Melkweg. De astronomen hebben een reconstructie gemaakt van hoe de sterrenstelsels zich de afgelopen 13 miljard jaar ten opzichte van elkaar hebben verplaatst. Die onderlinge bewegingen worden voor een belangrijk deel veroorzaakt door de 50 miljoen lichtjaar verre Virgocluster, die 600 biljoen zonsmassa’s aan materie bevat. Tot nu toe hebben zich al meer dan duizend sterrenstelsels bij de Virgocluster aangesloten, en alle sterrenstelsels die zich binnen 40 miljoen lichtjaar van de cluster bevinden zullen dat voorbeeld volgen. Onze Melkweg ligt net buiten de invloedssfeer van de Virgocluster, maar zal over 5 miljard jaar wel samensmelten met het naburige Andromedastelsel. Van de baanbewegingen van de stelsels is behalve een video ook een interactief driedimensionaal model gemaakt. Deze 3D-visualisatie kan naar believen worden gedraaid, vergroot of gepauzeerd om het reilen en zeilen van de sterrenstelsels goed te kunnen bekijken. (EE)
→ Galaxy Orbits in the Local Supercluster

6 december 2017
Astronomen hebben een nieuwe quasar ontdekt op recordafstand van de aarde. Zijn licht heeft er bijna 13 miljard jaar over gedaan om ons te bereiken. Hierdoor zien we de quasar zoals hij er ‘slechts’ 690 miljoen jaar na de oerknal uitzag. In het centrum ervan schuilt een superzwaar zwart gat van ongeveer 1 miljard zonsmassa’s (Nature en Astrophysical Journal Letters, 7 december). De ontdekking van quasar J1342+0928 is het resultaat van een langlopende zoektocht naar verre quasars, onder leiding van twee astronomen van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (Duitsland), onder wie de Nederlander Bram Venemans. Een quasar is de extreem heldere kern van een (ver) sterrenstelsel. Deze kernen ontlenen hun enorme energieproductie aan het superzware zwarte gat dat zich in hun centrum bevindt. Materie die naar zo’n zwart gat toe stroomt, verzamelt zich – voordat zij uiteindelijk wordt opgeslokt – in een zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. In zo’n schijf lopen de temperaturen dermate hoog op dat de materie een bron van intense straling wordt. Via verre quasars komen astronomen veel te weten over het vroege heelal. Een quasar is immers niets anders dan een helder baken dat door alle materie tussen hem en ons heen schijnt. Hierdoor bevat quasarlicht onder meer informatie over de waterstofatomen die het onderweg is tegengekomen. In het geval van deze verre quasar is gebleken dat zijn omgeving rijk aan neutraal waterstofgas is. Daarmee onderscheidt hij zich van zijn nabijere soortgenoten. Dat is een gevolg van de zogeheten reïonisatiefase van het heelal. Ongeveer 380.000 jaar na de oerknal was het heelal voldoende afgekoeld om neutrale waterstofatomen te vormen. Enkele honderden miljoenen jaren later begonnen de eerste sterren en de accretieschijven rond de eerste zwarte gaten dat gas te ioniseren (te splitsen in protonen en elektronen). Uiteindelijk is bijna al het waterstof in het heelal op die manier geïoniseerd, net zoals ook kort na de oerknal het geval was. Wanneer die reïonisatie precies heeft plaatsgevonden is nog onzeker. De waarnemingen van quasar J1342+0928 laten echter zien dat het ionisatieproces 690 miljoen jaar na oerknal nog niet was afgerond. Waarnemingen met de NOEMA millimetertelescoop in de Franse Alpen en de VLA-radiotelescoop in New Mexico (VS) hebben laten zien dat het sterrenstelsel waar de quasar deel van uitmaakt, ondanks zijn jonge leeftijd, veel zware elementen bevat. Dat betekent dat het al vele generaties van zware sterren moet hebben geproduceerd. Onduidelijk is hoe dit proces zich in zo’n korte tijd kan hebben voltrokken. (EE)
→ The most distant black hole in the cosmos: quasar at a distance of 13 billion light-years discovered

6 december 2017
Bij waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zijn enkele massarijke sterrenstelsels ontdekt die waarvan het licht er bijna 13 miljard over heeft gedaan om ons te bereiken. Dat wijst erop dat de vorming van relatief grote sterrenstelsels al vroeg in de geschiedenis van het heelal is begonnen (Nature, 7 december). Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de eerste sterrenstelsels, die slechts enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal ontstonden, veel weg zouden hebben van de dwergsterrenstelsels zoals die in het nabije heelal worden waargenomen. Deze samenscholingen van een paar miljard sterren zouden de ‘bouwstenen’ zijn geweest van de grotere sterrenstelsels die het heelal een paar miljard jaar later gingen domineren. Nieuwe ALMA-waarnemingen laten echter zien dat de vormingsgeschiedenis van de zware stelsels al veel eerder op gang kwam. Met ALMA zijn namelijk twee opmerkelijk forse sterrenstelsels ontdekt die al bestonden toen het heelal amper 780 miljoen jaar oud was. Ook is gebleken dat deze stelsels omgeven zijn door een zeer massarijke halo van donkere materie. De onderlinge afstand tussen beide stelsels is dermate gering – kleiner dan de afstand van de aarde tot het centrum van onze Melkweg – dat ze binnen afzienbare tijd zullen samensmelten tot een nog groter sterrenstelsel. Het grootste van de twee produceert nieuwe sterren in een tempo van 2900 zonsmassa’s per jaar. Verder bevat het 270 miljard zonsmassa’s aan gas en bijna 3 miljard zonsmassa’s aan stof. De snelle stervorming is waarschijnlijk het gevolg van de dichte nadering van het iets kleinere stelsel, dat in een iets minder hoog tempo sterren produceert. De twee sterrenstelsels zien er ‘rommeliger’ uit dan de stelsels die we in het nabije heelal zien. Het gas dat in de beide stelsels aanwezig is, wordt blijkbaar zodanig in beroering gebracht, dat zich makkelijk sterren kunnen vormen. (EE)
→ Massive Primordial Galaxies Found Swimming in Vast Ocean of Dark Matter

30 november 2017
Wat werd aangezien voor een dubbelster in het Andromedastelsel blijkt in werkelijkheid een tweetal superzware zwarte gaten op duizend keer zo grote afstand te zijn. Tot die ontdekking zijn astronomen gekomen na een analyse van gegevens van de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra en enkele optische telescopen. Het object waar het om draait heet LGGS J004527.30+413254.3 of kortweg J0045+41. Op basis van de periodieke helderheidsvariaties die het vertoont waren astronomen tot de conclusie gekomen dat het een dubbelster was, bestaande uit twee sterren die eens in de ongeveer 80 dagen om elkaar wentelen. Chandra-gegevens hebben echter laten zien dat J0045+41 een heldere bron van röntgenstraling is. Dat zou kunnen betekenen dat de vermeende dubbelster bestaat uit een neutronenster of een zwart gat dat materie aan een begeleidende ster onttrekt. Waarnemingen met de Gemini-North-telescoop op Hawaï hebben die theorie nu ontkracht. Uit het spectrum van J0045+41 blijkt dat het om twee superzware zwarte gaten gaat die op geringe afstand om elkaar draaien. Tezamen hebben de kolossen ongeveer 200 miljoen keer zoveel massa als onze zon. De afstand tussen de beide zwarte gaten is minder dan een honderdste lichtjaar oftewel enkele honderden malen de afstand zon-aarde. Vermoedelijk hebben ze oorspronkelijk deel uitgemaakt van twee sterrenstelsels die zich lang geleden met elkaar hebben verenigd. Naar verwachting spiralen de zwaargewichten geleidelijk naar elkaar toe, om uiteindelijk met elkaar in botsing komen. Wanneer dat precies zal gebeuren, hangt af van hun massaverhouding: het kan over 350 jaar al zo ver zijn, maar voor hetzelfde geld duurt het nog 360.000 jaar. (EE)
→ Giant Black Hole Pair Photobombs Andromeda Galaxy

29 november 2017
Een internationaal team van astronomen met een grote Nederlandse inbreng heeft 72 nieuwe kandidaat-sterrenstelsels ontdekt in de diepste waarneemcampagne ooit. Dat is bijzonder omdat het onderzochte stuk hemel al tot in detail bestudeerd was. De astronomen gebruikten het mede in Nederland ontwikkelde MUSE-instrument op ESO’s Very Large Telescope in Chili. De sterrenkundigen publiceren hun resultaten in tien artikelen in een speciale editie van het vakblad Astronomy & Astrophysics. De astronomen keken met de Very Large Telescope in detail naar het Hubble Ultra Deep Field. Dat is een gebied in het zuidelijke sterrenbeeld Oven (Fornax) dat de Hubble-ruimtetelescoop eerder uitgebreid heeft bestudeerd. De onderzoekers vonden 72 kandidaat-sterrenstelsels die de Hubble-ruimtetelescoop over het hoofd had gezien. De kandidaat-sterrenstelsels moeten nog nader onderzocht worden voordat ze van het predicaat ‘kandidaat’ af kunnen. De 72 kandidaat-sterrenstelsels zijn zogeheten Lyman-alpha-stralers. Ze lijken alleen licht te geven op één bepaalde golflengte. Nadat het MUSE-instrument het licht uiteengerafeld had in afzonderlijke golflengten werden de 72 kandidaat-sterrenstelsel opeens wel zichtbaar. De onderzoekers maten ook nog de afstanden en de eigenschappen van 1600 zeer zwakke, zeer verre sterrenstelsels die ontstonden toen het heelal nog jong was. De gegevens leveren meer inzicht in het samensmelten van sterrenstelsels, galactische winden en stervorming in het jonge heelal.
→ Volledig persbericht

28 november 2017
Australische radioastronomen hebben de meeste gedetailleerde radio-'foto' ooit gemaakt van de Kleine Magelhaense Wolk, een klein buurstelsel van ons eigen Melkwegstelsel. De opname is vervaardigd met behulp van de Australian Square Kilometre Array Pathfinder telescoop (ASKAP), een netwerk van radioschotels in het westen van Australië. De Kleine en de naburige Grote Magelhaense Wolk ondergaan zwaartekrachtsstoringen van het Melkwegstelsel, en ook van elkaar. Daardoor vertoont de verdeling van koel waterstofgas in de Kleine Wolk (die zichtbaar is op radiogolflengten) een zeer complexe structuur. De ASKAP-waarnemingen wijzen op een turbulent verleden voor het dwergstelsel. De nieuwe waarnemingen tonen drie maal zoveel details als eerdere radio-'foto's' van de Kleine Magelhaense Wolk, en hebben ongeveer dezelfde beeldscherpte als infraroodopnamen van het stelsel die gemaakt zijn door de Europese ruimtetelescoop Herschel. (GS)
→ Astronomers create most detailed radio image of nearby dwarf galaxy

28 november 2017
Sommige radiosterrenstelsels (stelsels die veel radiostraling uitzenden) vertonen een karakteristiek Z-vormig patroon in hun radiostraling. Van deze zogeheten 'gevleugelde' radiostelsels wordt algemeen aangenomen dat ze een dubbel superzwaar zwart gat in hun kern herbergen. Het Z-vormige patroon zou dan veroorzaakt worden door de onderlinge baanbeweging van de twee zwarte gaten. De extreem laagfrequente zwaartekrachtgolven van zulke dubbele superzware zwarte gaten zouden in de toekomst ontdekt kunnen worden door precisiemetingen aan pulsars in ons eigen Melkwegstelsel. Onderzoek aan een zogeheten microquasar, GRS 1758-258, doet nu echter vermoeden dat niet alle 'gevleugelde' radiosterrenstelsels een dubbel zwart gat bevatten. Een microquasar is een soort miniatuurversie van de actieve kern van een radiostelsel: de radiostraling is afkomstig uit twee tegenovergesteld gerichte jets van energierijke geladen deeltjes. Van de microquasar is bekend dat hij een enkelvoudig zwart gat bevat (met een massa die slechts enkele malen zo groot is als de massa van de zon), maar toch hebben waarnemingen met de Amerikaanse Very Large Array laten zien dat de radiostraling van GRS 1758-258 óók een karakteristieke Z-vorm heeft. Modelberekeningen door Spaanse astronomen wijzen nu uit dat deze Z-vormige structuur verklaard kan worden door een hydrodynamische wisselwerking van de jets met materiaal in de omgeving. Diezelfde hydrodynamische wisselwerking zou ook de structuur van 'gevleugelde' radiosterrenstelsels kunnen verklaren. In dat geval zijn er misschien veel minder bronnen van laagfrequente zwaartekrachtgolven in het heelal dan tot nu toe werd gedacht, zo schrijven de onderzoekers in Nature Communications. (GS)
→ The study of a galactic microquasar provides the explanation for the structure of faraway radio galaxies

27 november 2017
Sterrenkundigen hebben de ruimtelijke (3D-)bewegingen gemeten van 15 sterren in het Sculptor-dwergsterrenstelsel. Sculptor is een van de vele dwergsterrenstelsels in de directe omgeving van ons eigen Melkwegstelsel; het bevindt zich op een afstand van ca. 300.000 lichtjaar. De gemeten bewegingen zijn goed in overeenstemming met de voorspellingen van het 'standaardmodel' van de kosmologie, waarin het heelal gedomineerd wordt door donkere materie. Door het dopplereffect in het licht van een ster te meten, kun je vrij eenvoudig bepalen met welke snelheid een ster zich naar ons toe of van ons af beweegt - de zogeheten radiële snelheid. Om de werkelijke ruimtelijke snelheid te achterhalen, moet je echter ook de 'eigenbeweging' van de ster meten - de verplaatsing aan de sterrenhemel. Hoe verder een ster staat, hoe moeilijker dat is. De Europese ruimtetelescoop Gaia is er echter in geslaagd om die metingen voor een aantal sterren in het Sculptor-dwergsterrenstelsel uit te voeren. Volgens Amina Helmi van het Groningse Kapteyn-instituut, een van de onderzoekers, wijzen de gevonden bewegingen in het dwergsterrenstelsel uit dat de sterren in langgerekte banen bewegen. Dat klopt goed met wat je zou verwachten op basis van het bestaan van grote hoeveelheden donkere materie, waarbij de dichtheid van die donkere materie toeneemt in de richting van het centrum van het stelsel. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Meting 3D-beweging van sterren in nabij stelsel: praktijktest donkere-materiemodel

22 november 2017
Eindelijk is de locatie bekend waar ruim twee jaar geleden supernova SN 2015J is geëxplodeerd. Deze bijzonder heldere supernova leek bij geen enkel sterrenstelsel te horen, maar uit nieuwe waarnemingen met de Europese Very Large Telescope en de Amerikaanse Magellan Telescope – beide in Chili – blijkt dat de sterexplosie zich heeft afgespeeld in een klein, zwak sterrenstelsel. SN 2015J werd op 27 april 2015 ontdekt met een Australische telescoop. Het betrof een sterexplosie van het zeldzame type IIn. Omdat niet onmiddellijk een omringend sterrenstelsel te zien was, ontstond het vermoeden dat het wel eens om een ‘verweesde’ supernova zou kunnen gaan. In dat geval zou een zware ster zijn geëxplodeerd nadat hij met grote snelheid uit zijn moederstelsel was weggeslingerd. Recente waarnemingen laten echter zien dat dit sterrenstelsel simpelweg verbleekte bij het felle licht van de explosie. Het betreft een stelsel dat ongeveer 30 keer zo klein is als het Melkwegstelsel. Een van de opmerkelijke eigenschappen van de supernova is dat hij ook veel röntgenstraling produceerde. Op basis van hun waarnemingen kunnen de onderzoekers overigens niet helemaal uitsluiten dat de ster in kwestie niet zo zeer is geëxplodeerd, maar door de getijdenkrachten van een zwart gat aan flarden is getrokken. (EE)
→ House Hunting for the Supernova Event Sn 2015J (in het Italiaans)

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 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. → 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