22 februari 2024 • Astronomen vinden overtuigend bewijs voor neutronenster in restant van ontplofte ster
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)
Meer informatie:
Astronomers find first strong evidence of neutron star remnant of exploding star

   
22 februari 2024 • Kuipergordel is mogelijk omvangrijker dan gedacht
De Kuipergordel – het uitstrekte buitengebied van ons zonnestelsel – is wellicht aanzienlijk groter dan gedacht. Dat blijkt uit gegevens van een instrument van NASA-ruimtesonde New Horizons dat bijhoudt met hoeveel (microscopisch kleine) stofdeeltjes de ruimtesonde in botsing komt terwijl hij met een snelheid van 50.000 kilometer per uur door de ruimte raast. New Horizons werd in 2006 gelanceerd om de verre dwergplaneet Pluto en zo mogelijk nog enkele kleinere ijsachtige objecten te gaan bekijken. Inmiddels is de ruimtesonde al bijna 9 miljard kilometer van ons verwijderd, maar hij stuurt nog steeds gegevens naar de aarde. De verwachting was dat New Horizons, naarmate hij zich verder van de zon verwijdert, steeds minder stofdeeltjes tegen zou komen – de minuscule ijzige overblijfselen van botsingen tussen de grote objecten die de Kuipergordel bevolken. Maar dat lijkt dus niet het geval. Volgens planeetwetenschappers wijst dit erop dat de Kuipergordel miljarden kilometers breder is dan geschat. Buiten de Kuipergordel zou zich zelfs nog een tweede gordel van ijzig materiaal kunnen bevinden. De metingen komen op een moment dat wetenschappers van de New Horizons-missie, met behulp van telescopen zoals de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï, een aantal Kuipergordelobjecten hebben ontdekt die zich ver voorbij de ‘traditionele’ buitenste rand van de Kuipergordel ophouden. Gedacht werd dat deze rand, waar de aantallen objecten beginnen af te nemen, zich op ongeveer 7,5 miljard kilometer van de zon bevind, maar nieuw bewijs suggereert dat dit eerder 12 miljard kilometer of meer zal zijn. Wel is het denkbaar dat een deel van de geregistreerde deeltjes in het binnenste deel van de Kuipergordel zijn ontstaan, en door de stralingsdruk van de zon en andere factoren naar buiten zijn geduwd. Een andere mogelijkheid is dat New Horizons op een populatie van kortlevende ijsdeeltjes is gestuit, waarmee in de bestaande modellen van de Kuipergordel geen rekening is gehouden. Naar verwachting heeft New Horizons nog voldoende raketbrandstof en stroom om tot zeker 2040 te blijven functioneren. In dat geval zou de stofmeter t.z.t. zelfs de overgang kunnen registeren naar een gebied dat door interstellaire deeltjes – deeltjes van buiten ons zonnestelsel dus – wordt gedomineerd. (EE)
Meer informatie:
NASA’s New Horizons Detects Dusty Hints of Extended Kuiper Belt

   
20 februari 2024 • Verre ijswerelden zijn mogelijk geologisch actief
De verre dwergplaneten Eris en Makemake zijn mogelijk geologisch actief, net zoals Pluto. Dat wordt afgeleid uit recent onderzoek met de Webb-ruimtetelescoop (Icarus, april 2024). Voor geologische processen zijn aanzienlijke hoeveelheden warmte nodig. Omdat Pluto en andere objecten in de zogeheten Kuipergordel van ons zonnestelsel zijn ontstaan uit zeer koude materialen en nooit dicht genoeg in de buurt van de zon zijn gekomen om significant op te warmen, werd daarom lang aangenomen dat dergelijke ijswerelden vrijwel geen geologische activiteit zouden vertonen. Toch bleek uit opnamen van ruimtesonde New Horizons dat het oppervlak van Pluto in recente tijden is ‘ververst’. Voorlopig zijn er geen plannen om een ruimtesonde naar Eris en Makemake te sturen, maar dankzij de Webb-ruimtetelescoop kunnen planeetwetenschappers toch veel over hen te weten komen. Een team onder leiding van Christopher Glein (Southwest Research Institute, VS) heeft Webb gebruikt om het door de dwergplaneten weerkaatste zonlicht te analyseren. De daarbij vastgelegde infraroodspectra bevatten informatie over de chemische samenstelling van hun oppervlakken. Uit de spectra blijkt dat Eris en Makemake beide veel methaanijs op hun oppervlak hebben, maar anders dan bij Makemake zijn er bij Eris ook aanwijzingen voor stikstofijs. Opvallend is verder dat geen van beide koolstofmonoxide lijken te bevatten, hoewel dat een belangrijk bestanddeel is van het ijs op kometen, waarvan wordt aangenomen dat ze eveneens uit de Kuipergordel afkomstig zijn. Ook zijn er geen tekenen te zien van grotere organische moleculen, zoals die zich vormen wanneer methaan aan straling wordt blootgesteld. Het ontbreken van diverse soorten ijs en organische moleculen op het oppervlak van beide dwergplaneten is opmerkelijk. Volgens de onderzoekers kan dit een aanwijzing zijn dat er via cryovulkanisme nog ‘verse’ methaan vanuit hun inwendige aan de oppervlakte komt. En dat zou dan weer kunnen betekenen dat de kernen van Eris en Makemake nog genoeg warmte afgeven om een ondergrondse oceaan in stand te houden, zoals ook diverse manen van Jupiter en Saturnus die hebben. (EE)
Meer informatie:
SwRI Scientists Find Evidence of Geothermal Activity Within Icy Dwarf Planets

   
19 februari 2024 • Astronomen (her)ontdekken recordbrekende quasar
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)
Meer informatie:
Helderste en snelstgroeiende: astronomen ontdekken recordbrekende quasar

   
16 februari 2024 • Webb-ruimtetelescoop fotografeert mogelijke planeten rond witte dwergsterren
Over enkele miljarden jaren zal onze zon opzwellen tot een rode reus en haar buitenste gaslagen de ruimte in blazen. Wat overblijft is een witte dwerg: een object ter grootte van de aarde, maar met net zoveel massa als de zon. De planeten Mercurius, Venus en wellicht ook de aarde zullen door de opzwellende zon worden opgeslokt. Maar de overige planeten van ons zonnestelsel bevinden zich op veilige afstand en ontspringen de dans. Een onderzoeksteam onder leiding van Susan Mullally van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) heeft nu het vermoedelijke eindresultaat van dit proces vastgelegd met de Webb-ruimtetelescoop. Met dit instrument hebben de astronomen vier witte dwergen onder de loep genomen. Door heel zorgvuldig het licht van de witte dwergen zelf uit de opnamen weg te ‘poetsen’ ontdekten ze bij twee van de vier het zwakke schijnsel van een mogelijke reuzenplaneet. Op de opgeschoonde foto’s van de twee witte dwergen is een roodachtig getint object te zien. Als dit inderdaad planeten zijn, dan hebben ze minstens net zoveel massa als de planeet Jupiter. En waarschijnlijk bevonden ze zich oorspronkelijk net zo ver van hun moedersterren als Jupiter en Saturnus van de zon. Helemaal zeker is de ontdekking van de planeten echter niet. Het is niet onmogelijk dat de rode vlekjes op de Webb-opnamen in werkelijkheid kleine objecten binnen ons eigen zonnestelsel zijn die tijdens de opnamen toevallig het beeldveld van de ruimtetelescoop doorkruisten. Ook zouden het roodachtige sterrenstelsels kunnen zijn die ver achter de witte dwergen staan. Maar de onderzoekers schatten dat de kans op deze toevalligheden klein is: 1 op 3000. (EE) 
Meer informatie:
JWST Photographs Possible Giant Planets Around White Dwarfs

   
15 februari 2024 • Nieuwe waarnemingen leggen onverklaarbaar verre, oude sterrenstelsels bloot
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.
Meer informatie:
‘Beyond what’s possible’: new JWST observations unearth mysterious ancient galaxies

   
14 februari 2024 • Verklaring voor korte kosmische radioflitsen lijkt een stapje dichterbij
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)
Meer informatie:
NASA Telescopes Find New Clues About Mysterious Deep Space Signals

   
13 februari 2024 • Astronomen ontdekken vrij rondzwervende ‘dubbele Jupiter’
Een onderzoeksteam onder leiding van Luis F. Rodríguez van de Universiteit van Mexico heeft een bijzondere ontdekking gedaan: twee om elkaar wentelende objecten die ongeveer net zoveel massa hebben als de planeet Jupiter, maar niet gebonden zijn aan een ster. Het bestaan ervan kwam aan het licht bij waarnemingen van de Orionnevel – een bekend stervormingsgebied – met twee radiotelescopen in de VS en de Webb-ruimtetelescoop. Met behulp van de VLA onderzochten de astronomen een klasse van objecten die bekendstaan als Jupiter-mass binary objects of kortweg JuMBO’s. In 2023 werd een groep van veertig van deze objecten opgespoord, en de verwachting was dat ze ook op radiogolflengten waarneembaar zouden zijn. Verrassend genoeg is dat maar bij één – JuMBO 24 – ook echt het geval. De twee planeten in dit dubbelsysteem blijken beide aanzienlijk meer radiostraling uit te zenden dan bruine dwergen – ‘mislukte’ sterren die veel met JuMBO’s gemeen hebben, en doorgaans op infrarode golflengten worden waargenomen. Onduidelijk is nog hoe objecten als deze in het bestaande plaatje van de vorming van sterren en planeten passen. Maar theoretisch zouden de beide componenten van JuMBO 24 manen kunnen hebben die vergelijkbaar zijn met Europa (Jupiter) en Enceladus (Saturnus) – manen met een oceaan onder hun ijskorst. (EE)
Meer informatie:
Astronomers Discover Jupiter-sized Objects Drawn into Each Other’s Orbit

   
13 februari 2024 • Watermoleculen gedetecteerd op het oppervlak van droge planetoïden
Met behulp van gegevens van de (inmiddels uit de vlucht genomen) ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA hebben wetenschappers van het Southwest Research Institute (VS) voor het eerst watermoleculen ontdekt op het oppervlak van twee silicaatrijke planetoïden. De detectie komt als een verrassing, omdat werd aangenomen dat planetoïden van dit type zeer droog zijn (Planetary Science Journal, 12 februari). Planetoïden zijn overblijfselen van het planeetvormingsproces, en hun samenstellingen hangen sterk af van de plek binnen de zonnenevel waar ze zijn gevormd. Silicaatrijke, c.q. droge planetoïden ontstonden dicht bij de zon, terwijl ijsachtig materiaal verder daarvandaan is samengeklonterd. Door de locaties en samenstellingen van planetoïden te onderzoeken, kunnen planeetwetenschappers te weten komen hoe de verschillende materialen in de zonnenevel waren verdeeld en hoe ze sinds hun vorming zijn geëvolueerd. Bij eerdere waarnemingen met de infraroodtelescoop van SOFIA had het onderzoeksteam, onder leiding van Anicia Arredondo, al watermoleculen in een van de grootste kraters op het zuidelijk halfrond van de maan gedetecteerd. Dat bracht de onderzoekers op het idee om het instrument ook op een aantal van droge planetoïden te richten. Bij de planetoïden Iris en Massalia resulteerde dit in een eenduidige detectie van moleculair water. De spectrale gegevens van twee kleinere planetoïden, Parthenope en Melpomene, bevatten te veel ruis om de aanwezigheid van water met zekerheid te kunnen vaststellen. Het team wil daarom een stuk of dertig planetoïden ook gaan bekijken met de Webb-ruimtetelescoop. (EE)
Meer informatie:
SwRI Scientists Identify Water Molecules on Asteroids for the First Time

   
9 februari 2024 • Ook supernova’s van type Ia kunnen belangrijke ‘stoffabrieken’ zijn
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)
Meer informatie:
Researchers discover cosmic dust storms from Type Ia supernova

   
8 februari 2024 • Nieuwe waarnemingen laten zien dat het zwarte gat in het Melkwegstelsel klaar is voor actie
Het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* of kortweg Sgr A*, draait zo snel dat het de ruimtetijd eromheen vervormt tot iets dat op een rugbybal lijkt. Dat blijkt uit nieuw onderzoek, gebaseerd op gegevens van NASA’s röntgen-ruimtetelescoop Chandra en de Very Large Array (VLA)-radiotelescoop in de VS. Zwarte gaten hebben twee fundamentele eigenschappen: hun massa (hoeveel ze wegen) en hun ‘spin’ (hoe snel ze draaien). De bepaling van een van deze twee waarden vertelt wetenschappers veel over een zwart gat en hoe het zich gedraagt. Een team onderzoekers heeft nu een nieuwe methode toegepast die gebruik maakt van röntgen- en radiogegevens om te bepalen hoe snel Sgr A* ronddraait op basis van de wijze waarop materiaal naar het zwarte gat toe en daarvandaan stroomt. Ze ontdekten dat Sgr A* ronddraait met een hoeksnelheid – het aantal omwentelingen per seconde – die oploopt tot ongeveer zestig procent van de maximaal mogelijke waarde. Deze limiet wordt bepaald door het gegeven dat materie niet sneller kan reizen dan licht. Eerdere schattingen van de spin van Sgr A* varieerden van helemaal niet draaiend tot bijna maximaal draaiend. Een draaiend zwart gat sleept de ‘ruimtetijd’ (de combinatie van tijd en de drie dimensies van ruimte) en nabije materie met zich mee terwijl het ronddraait. Daarbij wordt de ruimtetijd rond het zwarte gat ook platgedrukt. Als je van bovenaf op het draaiende zwarte gat kijkt, langs de loop van de jet die deze produceert, dan is de ruimtetijd cirkelvormig. Maar als je van opzij naar het zwarte gat kijkt, heeft de ruimtetijd de vorm van een rugbybal. En hoe sneller de spin, des te platter is de bal. Wanneer ze omgeven zijn door materie kunnen draaiende zwarte gaten jets van snelle deeltjes uitzenden, wat ten koste gaat van hun spin-energie. Vanwege de beperkte hoeveelheid materie rondom Sgr A* is dit zwarte gat de afgelopen duizenden jaren echter relatief rustig geweest, met relatief zwakke jets. Het nieuwe onderzoek laat zien dat hierin weleens verandering zou kunnen komen als de hoeveelheid materie rond Sgr A* toeneemt. Dit betekent dat in de toekomst, als de eigenschappen van de materie en de magnetische veldsterkte nabij het zwarte gat veranderen, een deel van de enorme spin-energie wordt aangesproken om veel krachtigere jets aan te drijven. De benodigde materie kan afkomstig zijn van gas of van de restanten van een ster die door de zwaartekracht van het zwarte gat aan flarden wordt getrokken wanneer deze te dicht in de buurt komt van Sgr A*. (EE)
Meer informatie:
Telescopes Show the Milky Way's Black Hole Is Ready for a Kick

   
8 februari 2024 • Kleine Saturnusmaan Mimas heeft een ondergrondse oceaan
Onder het kraterrijke oppervlak van Mimas, een van de kleinere manen van Saturnus, schuilt een oceaan van vloeibaar water. Dat is de verrassende conclusie van onderzoek onder leiding van Valéry Lainey van de sterrenwacht van Parijs. De oceaan zou pas vijf tot vijftien miljoen jaar geleden zijn ontstaan (Nature, 7 februari). Met een diameter van slechts ongeveer vierhonderd kilometer leek Mimas niet de meest voor de hand liggende plek om naar een oceaan te zoeken. Dat die er wel degelijk lijkt te zijn, volgt uit een gedetailleerde analyse van de getijdeninteracties tussen Mimas en haar moederplaneet Saturnus, gebaseerd op gegevens die de ruimtesonde Cassini in de loop van meer dan een decennium heeft verzameld. Daarbij zijn subtiele onregelmatigheden aan het licht gekomen in de omloopbaan van het maantje. Uit computersimulaties blijkt dat de vermoedelijke oceaan op een diepte van twintig tot dertig kilometer onder de ijskorst van Mimas ligt. Het bestaan ervan doet vermoeden dat er ook onder het oppervlak van andere kleine, ogenschijnlijk inactieve manen een oceaan kan schuilgaan. (EE)
Meer informatie:
Mimas' surprise: Tiny moon holds young ocean beneath icy shell

   
6 februari 2024 • Hevige uitbarsting van jonge zonachtige ster waargenomen
Onderzoekers van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) hebben een ongewoon heldere uitbarsting waargenomen van een ster die op onze zon lijkt, maar veel jonger is. Gegevens van de Submillimeter Array, een opstelling van acht radioschotels op Mauna Kea (Hawaï), laten zien dat de betreffende ster – HD 283572 – in een paar uur tijd ruim een factor honderd helderder werd. HD 283572 heeft 40 procent meer massa dan onze zon en is ongeveer 400 lichtjaar van ons verwijderd. Met een leeftijd van minder dan drie miljoen jaar is hij meer dan duizend keer zo jong als de zon – de leeftijd waarop de vorming van aarde-achtige planeten rond sterren op gang komt. De hevige uitbarsting werd bij toeval geregistreerd tijdens waarnemingen van het stofrijke materiaal rond jonge sterren, dat een zwakke gloed afgeeft op radiogolflengten. Tijdens deze waarnemingen viel HD 283572 op door zijn grote helderheid. De ster had zich in de maanden vóór de uitbarsting rustig gehouden en was toen helemaal niet zichtbaar met de Submillimeter Array. De onderzoekers hebben de energie gemeten die bij de ‘opvlamming’ van HD 283572 is vrijgekomen en zijn daarbij tot conclusie gekomen dat in slechts negen uur tijd ongeveer een miljoen keer meer energie is vrijgekomen dan bij de uitbarstingen van andere zonachtige sterren in onze naaste omgeving. Maar op basis van deze ene waarneming laat zich niet precies vaststellen waardoor de uitbarsting is veroorzaakt. Duidelijk is wel dat eventuele planeten-in-wording rond HD 283572 de volle laag zullen hebben gekregen. En astronomen vermoeden dat krachtige uitbarstingen als deze een verwoestende uitwerking hebben op de atmosferen van planeten. (EE)
Meer informatie:
Extreme Eruption on Young Sun-like Star Signals Savage Environment for Developing Exoplanets

   
6 februari 2024 • De ringen rond Chariklo danken hun vorm mogelijk aan een klein maantje
Het dubbele ringenstelsel van de Centaur Chariklo dankt zijn bestaan mogelijk aan een klein maantje. Dat is de conclusie die onderzoekers van het Planetary Science Institute (VS) trekken uit computersimulaties van dit intrigerende object (The Planetary Science Journal, 6 februari). Centaurs zijn kleine objecten die qua afmetingen op planetoïden lijken, maar qua samenstelling meer weghebben van kometen. Ze cirkelen in wijde banen om de zon, veelal tussen de omloopbanen van de planeten Jupiter en Neptunus. Chariklo is ongeveer 250 kilometer groot en is de eerste Centaur waarbij ringen zijn ontdekt. De computersimulaties laten zien dat de huidige configuratie van dit ringenstelsel kan worden toegeschreven aan een maantje van ongeveer drie kilometer groot. Of dit maantje ook echt bestaat, zal nog moeten blijken: vanwege de grote afstand van Chariklo – ruwweg 2,4 miljard kilometer – valt een object van deze grootte buiten het bereik van de telescopen op aarde. Het hypothetische maantje is ook niet de enig mogelijke verklaring voor het bestaan van het huidige ringenstelsel van Chariklo. Het is ook denkbaar dat zich op het oppervlak van deze Centaur een zwaartekrachtsanomalie bevindt (bijvoorbeeld een gebergte), en dat de ringen in resonantie zijn met de rotatie van zijn kern. Chariklo vertoont twee ringen van een paar kilometer breed. Om de ringen zo dun te houden, moet er een mechanisme bestaan dat voorkomt dat het ringmateriaal zich verspreidt. In hun publicatie laten de wetenschappers zien dat een Chariklo-achtig ringenstelsel zónder maantje mettertijd steeds breder wordt. De onderzoekers vermoeden dat de ringen van Chariklo voornamelijk uit ijsdeeltjes bestaan, net als die van de grote planeten van ons zonnestelsel. Voor het overige is er nog bijzonder weinig over bekend. (EE)
Meer informatie:
Small Satellite May Shape Centaur Rings

   
2 februari 2024 • Astronomen ontdekken bij toeval een ‘onmogelijk’ sterrenstelsel
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)
Meer informatie:
Team of astronomers led by ASU scientist discovers galaxy that shouldn’t exist

   
1 februari 2024 • ALMA-radiotelescoop registreert gasuitstroom van verre quasar
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)
Meer informatie:
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 • Astronomen sporen achttien zwarte gaten op die nabije sterren opslokken
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)
Meer informatie:
Astronomers spot 18 black holes gobbling up nearby stars

   
29 januari 2024 • Astronomen meten voor het eerst de massa van een zwart gat op 11 miljard lichtjaar afstand
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)
Meer informatie:
Massabepaling van ver zwart gat bevestigt het potentieel van GRAVITY+

   
26 januari 2024 • De maan krimpt en daardoor ontstaan aardverschuivingen rond zijn zuidpool
In een nieuw onderzoeksartikel stellen Amerikaanse wetenschappers vast dat een aantal van de mogelijke landingsplaatsen voor de toekomstige bemande NASA-missie Artemis III bijzonder kwetsbaar zijn voor aardbevingen en -verschuivingen. Dat komt doordat de maan krimpt en het maanoppervlak een nogal losse structuur heeft (Planetary Science Journal, 25 januari). Door geleidelijke afkoeling is de maan de afgelopen paar honderd miljoen jaar in omtrek meer dan 45 meter gekrompen. En net zoals een druif rimpels krijgt als hij tot een rozijn krimpt, ontstaan er ook op de maan rimpels. Maar anders dan de soepele schil van een druif is het maanoppervlak broos, waardoor zich op plekken waar stukken maankorst tegen elkaar aan duwen breuken vormen. De wetenschappers hebben nu bewijs gevonden dat de krimp van de maan rond diens zuidpool heeft geleid tot opvallende vervormingen van het oppervlak. Omdat de vorming van breuken door het krimpen van de maan vaak gepaard gaat met seismische activiteit, zoals maanbevingen, kunnen locaties in de buurt van dergelijke breukzones gevaren opleveren voor toekomstige onderzoeksmissies. In hun artikel leggen de wetenschappers een verband tussen een verzameling breuken in het zuidpoolgebied van de maan en een van de krachtigste maanbevingen die meer dan vijftig jaar geleden door Apollo-seismometers is geregistreerd. Met behulp van modellen om de stabiliteit van hellingen in het gebied te simuleren, ontdekten ze dat sommige gebieden bijzonder kwetsbaar zijn voor aardverschuivingen als gevolg van seismische schokken. Op de maan ontstaan geregeld bevingen op diepten van slechts een honderdtal kilometers. Net als aardbevingen worden deze ondiepe maanbevingen veroorzaakt door breuken in het inwendige van de maan en kunnen ze sterk genoeg zijn om gebouwen, apparatuur en andere door mensen gemaakte structuren te beschadigen. Maar anders dan aardbevingen, die doorgaans in een paar seconden of minuten voorbij zijn, kunnen ondiepe maanbevingen uren of zelfs een hele middag duren. Volgens de onderzoekers betekent dit dat ondiepe maanbevingen een verwoestende uitwerking kunnen hebben op eventuele toekomstige bemande bases op de maan. ‘Je kunt het oppervlak van de maan beschouwen als een laag van droog, aangestampt grind en stof,’ aldus co-auteur Nicholas Schmerr van de Universiteit van Maryland (VS). ‘In de loop van de miljarden jaren is dit oppervlak getroffen door talrijke planetoïden en kometen, waarbij voortdurend scherpe brokken gesteente werden opgeworpen. Als gevolg daarvan bestaat het oppervlak uit los sediment dat gevoelig is voor trillingen en aardverschuivingen.’ (EE)
Meer informatie:
The Moon is Shrinking, Causing Landslides and Instability in Lunar South Pole

   
26 januari 2024 • Europees groen licht voor onderzoek zwaartekrachtgolven vanuit de ruimte en nieuwe Venus-missie
Het Europese ruimteagentschap ESA heeft groen licht gegeven aan twee missies, één om rimpelingen in de ruimtetijd, zogeheten zwaartekrachtgolven, te detecteren en een andere om de geheimen van Venus, de dichtstbijzijnde buurplaneet van de aarde, te onderzoeken. De Laser Interferometer Space Antenna (LISA) zal de eerste missie worden om zwaartekrachtgolven vanuit de ruimte te onderzoeken. De missie bestaat uit drie ruimtesondes die de aarde in haar baan om de zon volgen en daarbij een gelijkzijdige driehoek in de ruimte vormen, met zijden van 2,5 miljoen kilometer lang. Door met behulp van laserbundels heel nauwkeurig de afstanden tussen de ruimtesondes te meten, is het mogelijk om passerende zwaartekrachtgolven te detecteren. Zwaartekrachtgolven ontstaan door catastrofale gebeurtenissen in de ruimte, zoals botsingen tussen zwarte gaten, en gaan vrijwel ongehinderd met de lichtsnelheid door alles en iedereen heen. Als alles volgens plan verloopt, zal de LISA-missie in 2035 worden gelanceerd. De ruimtemissie naar Venus, EnVision geheten, zal al vier jaar eerder vertrekken. EnVision moet meer inzicht geven in de geschiedenis, de geologische activiteit en het klimaat van deze helse planeet. Het wordt de eerste ruimtemissie die met behulp van radartechnologie direct onder het oppervlak Venus gaat kijken. Het lot van beide ruimtemissies is verbonden met dat van de nieuwe Europese draagraket Ariane 6 die, na jarenlang uitstel, pas komende zomer haar eerste vlucht zal maken. (EE)
Meer informatie:
Gravitational wave, Venus missions get European green light

   
25 januari 2024 • ‘Microquasar’ SS 433 bevat doeltreffende deeltjesversneller
De H.E.S.S-sterrenwacht in Namibië is erin geslaagd zeer energierijke gammastraling te detecteren van de ‘jets’ van het intrigerende object SS 433. Op die manier hebben astronomen de exacte locatie binnen de jets van een van de meest efficiënte deeltjesversnellers in onze Melkweg weten op te sporen (Science, 25 januari). SS 433 bestaat uit een zwart gat dat materiaal aantrekt van een ster die dicht om hem heen draait. Zowel het zwarte gat als de ster heeft ongeveer tien keer zoveel massa als onze zon, en ze wentelen met een periode van dertien dagen om elkaar. Met zijn sterke zwaartekrachtveld onttrekt het zwarte gat materiaal van het oppervlak van de ster, dat zich rond het zwarte gat ophoopt als een schijf van gas. Wanneer materie vanuit de schijf naar het zwarte gat toe valt, worden twee bundels van geladen deeltjes gelanceerd. Deze jets staan haaks op het vlak van de schijf, en de daarin aanwezige deeltjes bereiken snelheden van een kwart van de lichtsnelheid. Vanwege deze eigenschappen wordt SS 433 ook wel een microquasar genoemd – een miniatuurversie van de quasars in de kernen van actieve sterrenstelsels. Tot voor kort was er nog nooit gammastraling gedetecteerd van een microquasar. Daar kwam in 2018 verandering in, toen het High Altitude Water Cherenkov Gamma-ray Observatory (HAWC) er voor het eerst in slaagde om zeer energierijke gammastraling uit de jets van SS 433 te detecteren. Dit betekent dat ergens in de jets deeltjes tot extreme energieën worden versneld. Naar aanleiding van de HAWC-detectie is de H.E.S.S.-sterrenwacht een waarnemingscampagne van het SS 433-systeem gestart. Dit heeft geresulteerd in ongeveer tweehonderd uur aan gegevens, en een duidelijke detectie van gammastraling van de jets van SS 433. De jets zijn tot op een afstand van minder dan één lichtjaar aan weerszijden van de centrale dubbelster waarneembaar, om vervolgens zo zwak te worden dat ze niet meer te zien zijn. Maar op ongeveer 75 lichtjaar afstand van hun ‘lanceerbasis’ komen ze abrupt weer tevoorschijn als heldere röntgenbronnen – net als bij eerdere röntgenwaarnemingen. Wat de astronomen echter verraste, was een verschuiving in de positie van de gammastraling bij verschillende energieën. De meest energierijke gammastraling wordt alleen waargenomen op het punt waar de jets abrupt weer verschijnen. De gebieden die gammastraling met lagere energieën uitzenden, verschijnen juist verderop in elke jet. Op zoek naar een verklaring hebben de onderzoekers een computersimulatie gedaan, en zo voor het eerst een schatting kunnen maken van de snelheid aan het uiteinde van de jet. Het verschil tussen deze snelheid en de snelheid waarmee de jets worden gelanceerd, suggereert dat de deeltjes verder naar buiten worden versneld door een sterke schokgolf. Hoe deze ontstaat is echter nog onduidelijk. (EE) 
Meer informatie:
Astrophysical jet caught in a ‘speed trap’

   
25 januari 2024 • Waterdamp ontdekt in atmosfeer van kleine exoplaneet
Astronomen hebben de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om de exoplaneet GJ 9827d te onderzoeken. In de atmosfeer van deze planeet, die ongeveer tweemaal zo groot is als de aarde, blijkt waterdamp te zitten. Onduidelijk is nog om hoeveel waterdamp het gaat. Volgens de astronomen zijn er twee mogelijke scenario’s. Het ene is dat de planeet nog steeds een waterstofrijke atmosfeer vasthoudt die rijk is aan water. In dat geval zou GJ 9827d een zogeheten mini-Neptunus zijn. Een andere mogelijkheid is dat het een hetere versie is van de Jupitermaan Europa, die twee keer zoveel water als de aarde onder zijn korst heeft. De planeet zou dan rotsachtig kunnen zijn en gehuld in grote hoeveelheden waterdamp. Omdat de planeet zo heet is als Venus (ruim 400 graden Celsius), zou het in dat geval met zekerheid een onherbergzame, broeierige wereld zijn. Hoe dan ook: als de planeet inderdaad een waterrijke atmosfeer heeft, dan zal hij waarschijnlijk op grotere afstand van zijn moederster zijn ontstaan, waar de temperatuur laag genoeg was om bevroren water in te zamelen. Vervolgens zou de planeet dichter naar de ster toe zijn gemigreerd, en geleidelijk zijn opgewarmd, waardoor het meeste waterstofgas ontsnapte. Een alternatieve verklaring is dat de planeet dicht bij de ster is gevormd en maar kleine hoeveelheden water in zijn atmosfeer heeft. De Hubble-ruimtetelescoop heeft GJ 9827d waargenomen tijdens elf zogeheten planeetovergangen die verspreid over elf jaar hebben plaatsgebonden. Bij zo’n planeetovergang of transit schuift een planeet voor zijn ster langs en wordt het licht van laatstgenoemde als het ware gefilterd door de planeetatmosfeer. Op zo’n moment kan met behulp van spectroscopie de samenstelling van de atmosfeer worden gemeten. (EE)
Meer informatie:
NASA's Hubble Finds Water Vapor in Small Exoplanet's Atmosphere

   
19 januari 2024 • Europese ruimtesonde ontdekt grote ijsvoorraad onder evenaar Mars
Radarmetingen door ESA-ruimtesonde Mars Express hebben meer inzicht gegeven in de samenstelling van een bijzondere structuur bij de evenaar van de planeet Mars, die de Medusae Fossae Formation (MFF) wordt genoemd. De meetgegevens wijzen op het bestaan van lagen bevroren water die zich tot diepten van enkele kilometers uitstrekken (Geophysical Research Letters, 18 januari). De MFF bestaat uit verschillende door de wind gevormde structuren van honderden kilometers breed en enkele kilometers hoog. Mars Express heeft hem meer dan vijftien jaar geleden al eens met radar onderzocht, en ontdekte daarbij kolossale afzettingen tot diepten van tweeënhalve kilometer. Maar tot nu toe was onduidelijk waaruit deze afzettingen bestaan: het konden ook lagen stof, vulkanische as of sediment zijn. Wetenschappers hebben de MFF nu nog eens goed bekeken met het radarinstrument van Mars Express, en daarbij ontdekt dat de ondergrondse afzettingen nog dikker zijn dan gedacht: tot wel 3,7 kilometer. Opvallend genoeg komen de weerkaatste radarsignalen overeen met die van gelaagd ijs: ze lijken op de radarsignalen van de poolkappen van Mars, waarvan bekend is dat ze veel ijs bevatten. Als het vermeende ijs in de Medusae Fossae Formation zou smelten, zou de hele planeet anderhalf tot drie meter onder water komen te staan. Alles bij elkaar zit er genoeg water onder de bodem om de Rode Zee op aarde te vullen. ‘Gezien de diepte ervan zouden we verwachten dat het MFF, als het gewoon een dikke stoflaag was, onder zijn eigen gewicht zou worden samengeperst’, aldus Andrea Cicchetti van het Nationaal Instituut voor Astrofysica in Italië. ‘Hierdoor zou iets ontstaan dat veel compacter is dan wat we daadwerkelijk met de MARSIS-radar zien. En toen we modelleerden hoe verschillende ijsvrije materialen zich zouden gedragen, bleek niets de eigenschappen van de de Medusae Fossae Formation te kunnen evenaren: er is ijs voor nodig.’ De nieuwe resultaten doen vermoeden dat de formatie is opgebouwd uit lagen stof en ijs, met een beschermende honderden meters dikke laag van droog stof of as als ‘deksel’. Voor het grijpen ligt de verborgen watervoorraad op Mars dus bepaald niet. (EE)
Meer informatie:
Buried water ice at Mars's equator?

   
18 januari 2024 • Licht zwart gat of zware neutronenster? – astronomen doen bijzonder ontdekking
Een team van astronomen van verschillende instituten, waaronder de Universiteit van Manchester (VK) en het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Duitsland, heeft een object in de Melkweg ontdekt dat zwaarder is dan de zwaarste neutronensterren die we kennen en tegelijkertijd lichter dan de lichtste zwarte gaten. Het object cirkelt rond een snel ronddraaiende millisecondepulsar op ongeveer 40.000 lichtjaar afstand in de bolvormige sterrenhoop NGC 1851 – een compacte groep sterren in het zuidelijke sterrenbeeld Duif (Science, 18 januari). Met behulp van de klokachtige ‘tikken’ van de millisecondepulsar hebben de astronomen aangetoond dat het zware object binnen de zogeheten massakloof van zwarte gaten valt. Het zou de eerste ontdekking kunnen zijn van een object bestaande uit een radiopulsar en een zwart gat. ‘Zo’n object zal een belangrijk doelwit zijn voor het testen van zwaartekrachtstheorieën en kan nieuwe inzichten verschaffen in de kernfysica bij zeer hoge dichtheden,’ aldus de Nederlandse radioastronoom Ben Stappers, projectleider namens de Universiteit van Manchester. Wanneer een neutronenster – het ultracompacte overblijfsel van een dode ster – te veel massa vergaart, bijvoorbeeld door een botsing met een andere ster, stort hij ineen. Aangenomen wordt dat daarbij een zwart gat ontstaat. Astronomen denken dat de totale massa die nodig is om een neutronenster te laten instorten 2,2 keer de massa van onze zon is. Theorie en waarnemingen hebben laten zien dat de lichtste zwarte gaten die bij zo’n gebeurtenis ontstaan veel zwaarder zijn: ongeveer vijf zonsmassa’s. Er gaapt dus een massakloof tussen beide mogelijkheden. De aard van de compacte objecten in deze massakloof is onbekend, en de ontdekking van zo’n object kan dus meer inzicht geven in hun eigenschappen. De ontdekking van het object werd gedaan tijdens waarnemingen van NGC 1851 met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. NGC 1851 is bolvormige sterrenhoop, bestaande uit oude sterren die veel dichter opeengepakt zijn dan de sterren elders in het Melkwegstelsel. De sterren in zo’n bolhoop zitten zo dicht op elkaar, dat ze elkaars banen kunnen verstoren en in het uiterste geval met elkaar in botsing komen. Stappers en collega’s denken dat het zware object dat nu rond de radiopulsar draait is ontstaan bij een botsing tussen twee neutronensterren. Het is gelukt om de zwakke pulsen van de radiopulsar te detecteren. De pulsar, die als een ‘kosmische vuurtoren’ bundels radiostraling uitzendt, draait meer dan 170 keer per seconde rond en produceert bij elke omwenteling een ritmische puls, zoals het tikken van een klok. Door te meten hoe de timing van de pulsen varieert, is het de astronomen gelukt om uiterst nauwkeurige metingen te doen van zijn baanbeweging. Uit die metingen blijkt dat het object dat om de pulsar draait geen gewone ster is, maar het compacte overblijfsel van een ingestorte ster. Ook hebben de metingen aangetoond dat de begeleider zwaarder is dan alle bekende neutronensterren, en lichter dan alle bekende zwarte gaten. Of het een zware neutronenster is, een licht zwart gat of iets compleet anders, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. (EE)
Meer informatie:
Lightest black hole or heaviest neutron star? MeerKAT uncovers a mysterious object in Milky Way

   
18 januari 2024 • M87* een jaar later: bewijs hardnekkige schaduw zwart gat
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. 
Meer informatie:
Volledig persbericht

   
18 januari 2024 • Webb laat zien dat veel vroege sterrenstelsels eruitzagen als zwembadnoedels en surfplanken
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)
Meer informatie:
Webb Shows Many Early Galaxies Looked Like Pool Noodles, Surfboards

   
17 januari 2024 • Astronomen ontdekken oudste zwarte gat dat ooit is gezien
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)
Meer informatie:
Astronomers detect oldest black hole ever observed

   
16 januari 2024 • Mogelijk heeft er, met tussenpozen, honderden miljoenen jaren water gestroomd in Marsvalleien
Planeetwetenschapper Alexander Morgan van het Planetary Science Institute (VS) heeft met behulp van inslagkraters de maximale tijdschalen bepaald voor de vorming van Marsvalleien door stromend water. De tijdschalen waarop deze valleien zijn gevormd zijn van belang voor de vroegere ’leefbaarheid’ van Mars, omdat lange perioden met stabiel vloeibaar water bevorderlijk kunnen zijn voor het ontstaan van leven. (Earth and Planetary Science Letters, 15 januari). Vandaag de dag is Mars een woestijn, maar op zijn oppervlak zijn nog veel sporen van stromend water te vinden, waaronder ogenschijnlijke rivierdalen. Deze valleien ontstonden meer dan drie miljard jaar geleden en worden al geruime tijd gezien als een van de sterkste bewijzen voor vloeibaar water op de jonge planeet Mars. Uit eerder onderzoek was al gebleken dat het minimaal tienduizenden jaren heeft geduurd om deze valleien door middel van erosie uit te slijten, maar hoe vaak en hoe lang er water heeft gestroomd, stond nog niet vast. Bij zijn nieuwe onderzoek heeft Morgan kraters gebruikt die van vóór en ná de vorming van de valleisystemen dateren, om zo een bovengrens op te leggen aan de periode waarin deze systemen werden gevormd. Bij eerdere onderzoeken zijn alleen minimale tijdschalen bepaald. De resultaten suggereren dat de rivieren op Mars heel langzaam erodeerden, vergelijkbaar met delen van de Atacama-woestijn in Chili. Een mogelijke verklaring is dat de erosie werd geremd door de opeenhoping van grote rotsblokken op de rivierbedding, die niet verder afgebroken konden worden. Een andere mogelijkheid is dat de rivieren maar heel af en toe stroomden, misschien maar 0,001% van de tijd. Dit zou betekenen dat rivieren op Mars veelal droog stonden, maar actief konden worden als Mars weer eens werd opgewarmd door vulkanische activiteit of door variaties in de stand van zijn rotatie-as of van de vorm van zijn omloopbaan. Ook de aarde kent zulke klimaatveranderingen over lange perioden – zogeheten Milanković-cycli. Ze worden verantwoordelijk gehouden voor de recente ijstijden op onze planeet. (EE)
Meer informatie:
Water May Have Flowed Intermittently in Martian Valleys for Hundreds of Millions of Years

   
12 januari 2024 • Bijzonder galactisch ‘fossiel’ ontdekt
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)
Meer informatie:
NASA Scientists Discover a Novel Galactic ‘Fossil’

   
11 januari 2024 • Astronomen stuiten bij toeval op donker ‘oer-sterrenstelsel’
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)
Meer informatie:
Astronomers Accidentally Discover Dark Primordial Galaxy