Vier jaar nadat de ontdekking van fosfine in de wolken rond Venus ophef – en vooral ook scepsis – veroorzaakte, zijn bij waarnemingen met de James Clerk Maxwell-submillimeter-telescoop op Hawaï tussen februari 2022 en september 2023 opnieuw aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van deze chemische verbinding, die op de aanwezigheid van leven kan wijzen. Behalve fosfine hebben de onderzoekers ook sporen van ammoniak en zwaveldioxide aangetroffen in de Venusatmosfeer. De voorlopige bevindingen, die in juli zijn gepresenteerd tijdens een speciale bijeenkomst van Britse astronomen, suggereren dat er leven zou kunnen bestaan in de extreem hete en zure atmosfeer van Venus. ‘Dit betekent dat er op de een of andere manier waterstofverbindingen worden geproduceerd in de Venusatmosfeer, waar we ze niet verwachten,’ aldus onderzoeksleider Dave Clements van Imperial College London (VK). ‘We kunnen op dit moment nog niet zeggen of er leven in het spel is of niet. Maar welk proces er ook verantwoordelijk is voor deze chemische verbindingen, ze moeten aan de lopende band worden geproduceerd. Want fosfine blijft niet lang heel in de Venusatmosfeer, en ammoniak waarschijnlijk ook niet.’ Clements en zijn collega’s houden het er voorlopig op dat er tien tot twintig procent kans is dat de nieuwe detectie op het bestaan van levende organismen wijst. Maar veel waarschijnlijker is het dat de fosfine haar oorsprong vindt in nog onbegrepen chemische reacties. Fosfine komt veel voor in de atmosferen van gasrijke reuzenplaneten zoals Jupiter en Saturnus, die veel waterstof bevatten. Daar ontstaat fosfine heel diep in de planeet, onder extreem hoge druk en temperatuur, en wordt ze door convectiestromen omhoog gevoerd, waar ze van buitenaf waarneembaar is. Maar de atmosferen van aardse planeten als de aarde en Venus zijn chemisch heel anders, omdat ze oxiderend zijn en verbindingen zoals fosfine en ammoniak afbreken. Zulke verbindingen overleven niet lang in deze atmosferen, dus ze moeten daar ter plekke zijn geproduceerd. Op aarde zijn de industrie en anaerobe bacteriën de enige producenten, maar over de chemische processen die zich in en op Venus afspelen bestaat nog veel onduidelijkheid. Veel planeetwetenschappers blijven dan ook sceptisch over de detectie van fosfine op Venus. Als er al fosfine zou zijn, is het volgens hen veel eerder afkomstig van vulkanische activiteit dan van levende organismen. (EE)
Meer informatie:
→ Controversial phosphine findings on Venus corroborated (ChemistryWorld)
Astronomen hebben het antwoord gevonden op de vraag hoe donker de ruimte is. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van de diensten van ruimtesonde New Horizons, die zich momenteel in het donkere buitengebied van ons zonnestelsel bevindt (The Astrophysical Journal, 28 augustus). Meer dan achttien jaar na zijn lancering en negen jaar na zijn verkenning van dwergplaneet Pluto bevindt New Horizons zich inmiddels op meer dan 7,3 miljard kilometer van de aarde – een uniek uitkijkpunt van waaruit de globale helderheid van het heelal kan worden gemeten. De resultaten laten zien dat het overgrote deel van het zichtbare licht dat we uit het heelal ontvangen, is opgewekt in sterrenstelsels. Er zijn geen aanwijzingen gevonden voor significante hoeveelheden licht die afkomstig zouden zijn van objecten waarvan astronomen het bestaan nog niet kennen. De bevindingen lossen een vraagstuk op dat wetenschappers al bezighoudt sinds de jaren 60, toen de astronomen Arno Penzias en Robert Wilson ontdekten dat de ruimte is doordrenkt met sterke microgolfstraling, waarvan werd voorspeld dat het een overblijfsel is van het ontstaan van ons heelal: de oerknal. Later vonden astronomen ook bewijs voor alomaanwezige röntgen, gamma- en infraroodstraling. Al vóórdat ruimtetelescopen zoals Hubble en Webb zwakke sterrenstelsels rechtstreeks konden waarnemen bood de detectie van ‘gewoon’ oftewel zichtbaar kosmisch licht een manier om licht te meten van andere bronnen dan de bekende sterrenstelsels. Maar vanaf de aarde of elders in het centrale deel van ons zonnestelsel zijn zulke metingen heel moeilijk, met name vanwege het felle licht van de zon en de aanwezigheid van stofdeeltjes die het zonlicht verstrooien. New Horizons heeft zon en planeten ver achter zich gelaten en is inmiddels op weg naar de interstellaire ruime, waar het veel donkerder is. Met behulp van zijn camera heeft hij een twintigtal stukjes hemel bekeken – met de zon in zijn rug uiteraard – die ver van de heldere band van de Melkweg en nabije heldere sterren lagen. De astronomen gebruikten ook andere gegevens, verzameld in het ver-infrarood door de Europese ruimtetelescoop Planck, van beeldvelden met uiteenlopende hoeveelheden stof, om zo een nauwkeurige schatting te kunnen maken van de hoeveelheid strooilicht die in de meting van de zichtbare kosmische achtergrondstraling verstopt zit – iets wat bij een eerdere meting niet goed was gelukt. Maar ditmaal, na rekening te hebben gehouden met alle bekende lichtbronnen, zoals achtergrondsterren en licht dat wordt verstrooid door ijle stofwolken in de Melkweg, hebben de onderzoekers vastgesteld dat de resterende hoeveelheid zichtbaar licht volledig overeenkomt met het licht dat alle sterrenstelsels bij elkaar de afgelopen 12,6 miljard jaar hebben gegenereerd. Als je al die sterrenstelsels wegdenkt, blijft alleen duisternis over. (EE)
Meer informatie:
→ New Horizons Measurements Shed New Light on the Darkness of the Universe
Een team van onderzoekers uit Canada, Australië, het Verenigd Koninkrijk en de VS heeft de specifieke locaties ontdekt waar de meeste van de ongeveer tweehonderd Marsmeteorieten die op aarde zijn gevonden vandaan komen. Ze hebben de meteorieten kunnen herleiden naar vijf inslagkraters in twee vulkanische gebieden op de rode planeet die Tharsis en Elysium worden genoemd (Science Advances, 16 augustus). Marsmeteorieten vinden hun weg naar onze planeet wanneer iets zo hard inslaat op het oppervlak van Mars, dat er materiaal aan de zwaartekracht van de planeet kan ontsnappen. Dit uitgestoten materiaal vliegt de ruimte in, belandt in een baan om de zon, en een deel ervan valt uiteindelijk als meteoriet op aarde. De oorspronkelijke inslag laat een krater achter op het Marsoppervlak. ‘Dit is tien keer gebeurd in de recente geschiedenis van Mars,’ zegt Chris Herd van de Universiteit van Alberta (Canada). ‘En we denken dat we voor de helft van alle tien groepen Marsmeteorieten de bronkraters hebben gevonden.’Een van de cruciale elementen van het nieuwe onderzoek is dat het de onderzoekers is gelukt om het uitwerpingsproces te modelleren, en op basis van dat proces de afmetingen te bepalen van de kraters die een specifieke groep meteorieten of zelfs één specifiek meteoriet kunnen hebben voortgebracht. Volgens Herd kunnen we ook mogelijke plekken op Mars identificeren waar meteorieten vandaan komen die nog onderzocht moeten worden. Daarvoor hebben we bepaalde details nodig over wanneer en hoe een meteoriet van Mars is weggeblazen en hoe oud de steen was toen hij op het oppervlak van Mars kristalliseerde. ‘Zo kunnen we het aantal potentiële kraters terugbrengen tot vijftien, en die vijftien kunnen we op basis van specifieke meteorietkenmerken dan nog verder inperken.’Dat we kunnen vaststellen dat een bepaalde meteoriet die op aarde is aangetroffen daadwerkelijk van Mars afkomstig is, is te danken aan onderzoek uit de jaren 80 van de vorige eeuw. Wetenschappers ontdekten toen dat zulke stenen een ‘vingerafdruk’ van de Marsatmosfeer bevatten. Deze vingerafdruk bestaat uit een specifieke combinatie van ingesloten gassen die overeenkomen met de gassen de Viking-landers tien jaar eerder in de atmosfeer van de rode planeet hadden gemeten. Op basis van de nieuwe inzichten kunnen waarschijnlijk nog meer ontdekkingen worden gedaan, want tijdens het onderzoek zijn diverse kraters Marskraters ontdekt waarvan voor zover bekend geen Marsmeteorieten zijn gevonden. Dat zou kunnen komen doordat ze geen materiaal uitwierpen, maar volgens Herd is het ook heel goed mogelijk dat de meteorieten van deze specifieke inslagkraters nog niet op aarde zijn aangekomen of nog gevonden moeten worden. (EE)
Meer informatie:
→ The means for mapping martian meteorites
De Event Horizon Telescope (EHT)-samenwerking heeft met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en andere faciliteiten testwaarnemingen gedaan waarbij de hoogste resolutie is bereikt die ooit vanaf het aardoppervlak is verkregen. Ze hebben dit voor elkaar gekregen door licht van verre sterrenstelsels te detecteren op een frequentie van ongeveer 345 gigahertz, wat overeenkomt met een golflengte van 0,87 millimeter. De EHT-partners verwachten dat ze in de toekomst afbeeldingen van zwarte gaten kunnen maken die vijftig procent gedetailleerder zijn dan voorheen mogelijk was, waardoor het gebied net buiten de rand van nabije superzware zwarte gaten scherper in beeld kan worden gebracht. Ook zullen ze meer zwarte gaten kunnen vastleggen dan ze tot nu toe hebben gedaan (The Astronomical Journal, 27 augustus). De EHT-samenwerking heeft in 2019 beelden vrijgegeven van M87*, het superzware zwarte gat in het centrum van het sterrenstelsel M87, en drie jaar later van Sgr A*, het zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel. Deze beelden werden verkregen door diverse radiosterrenwachten, verspreid over de hele wereld, met elkaar te verbinden met behulp van een techniek die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) wordt genoemd, om zo één virtuele telescoop ter grootte van de aarde te vormen. Om beelden met een hogere resolutie te maken, kunnen astronomen grotere telescopen gebruiken of een VLBI-netwerk van telescopen die verder uit elkaar staan. Maar omdat de Event Horizon Telescope al zo groot was als de aarde, was er een andere aanpak nodig om de resolutie van waarnemingen vanaf de grond te verhogen. Een alternatieve manier om de resolutie van een telescoop te verbeteren is door licht met een kortere golflengte waar te nemen – en dat is wat de EHT-samenwerking nu heeft gedaan. ‘Met de EHT zagen we de eerste beelden van zwarte gaten met behulp van waarnemingen op een golflengte van 1,3 millimeter. Maar de daarbij vastgelegde heldere ring – bestaande uit licht dat door de zwaartekracht van het zwarte gat wordt afgebogen – zag er nog wazig uit, omdat we aan de absolute limiet zaten van hoe scherp we de beelden konden maken,’ aldus Alexander Raymond, co-leider van het onderzoek, voorheen postdoc aan het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) en nu aan het Jet Propulsion Laboratory, beide in de VS. ‘Op 0,87 millimeter zullen onze opnamen scherper zijn, waardoor waarschijnlijk nieuwe details aan het licht zullen komen – voorspelde, maar misschien ook wel onverwachte.’ Om aan te tonen dat detecties op 0,87 millimeter mogelijk zijn, heeft de EHT-samenwerking op deze golflengte testwaarnemingen gedaan van verre sterrenstelsels. In plaats van de volledige EHT-array gebruikten ze daarbij twee kleinere sub-arrays, die beide zowel ALMA als het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in de Atacama-woestijn in Chili omvatten. De Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) is ALMA-partner en mede-huisvester en -beheerder van APEX. De overige faciliteiten die bij het proefexperiment zijn gebruikt, zijn de IRAM 30-meter telescoop in Spanje, de NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) in Frankrijk, de Greenland Telescope en de Submillimeter Array op Hawaï. Met deze instrumenten heeft de EHT-samenwerking waarnemingen gedaan die details tot op 19 microboogseconden vertonen – de hoogste resolutie die ooit vanaf het aardoppervlak is bereikt. Maar hoewel licht van verschillende verre sterrenstelsels werd gedetecteerd, zijn er niet genoeg antennes gebruikt om nauwkeurige beelden uit de gegevens te kunnen destilleren. (EE)
Meer informatie:
→ Volledig persbericht
De Webb-ruimtetelescoop heeft zes weesplaneten ontdekt: objecten van planetaire proporties die niet gebonden zijn aan de zwaartekracht van een ster. De ontdekkingen doen vermoeden dat dezelfde kosmische processen die sterren doen ontstaan ook een rol kunnen spelen bij de vorming van objecten die niet veel groter zijn dan de planeet Jupiter. De ontdekkingen zijn gebaseerd op waarnemingen van NGC1333, een jong stervormingsgebied op ongeveer duizend lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Perseus. Op een nieuwe foto die vandaag door het Europese ruimteagentschap ESA is vrijgegeven, is te zien hoe NGC1333 oplicht door de aanwezigheid van grote hoeveelheden stof en gas. Een artikel met de bevindingen van het onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in The Astronomical Journal. De Webb-gegevens suggereren dat de ontdekte planeten gasreuzen zijn die vijf tot tien keer zoveel massa hebben als Jupiter. Daarmee behoren ze tot de lichtste objecten die zijn ontstaan uit een proces dat normaal gesproken sterren en bruine dwergen voortbrengt die ooit zijn ontdekt. ‘We hebben gevoelige infraroodopnamen van Webb gebruikt om te zoeken naar de zwakste objecten in NGC1333, om zo het antwoord te vinden op de fundamentele vraag hoe klein een object mag zijn om zich op sterachtige wijze te kunnen vormen,’ aldus astrofysicus en hoofdauteur Ray Jayawardhana. ‘Het blijkt dat de massa’s van de kleinste weesobjecten die zich als sterren vormen vergelijkbaar zijn met die van grote exoplaneten.’ Bij de waarnemingen zijn geen objecten van minder dan vijf Jupitermassa’s ontdekt, ondanks het feit dat de ruimtetelescoop gevoelig genoeg is om zulke objecten te detecteren. Dat is een sterke aanwijzing dat stellaire objecten die lichter zijn dan deze drempelwaarde meer kans hebben om zich te vormen zoals planeten dat doen. ‘Onze waarnemingen bevestigen dat de natuur op ten minste twee verschillende manieren objecten van planetaire massa’s kan produceren: door het samentrekken van een wolk van gas en stof – de manier waarop sterren ontstaan – en door samenklontering van gas en stof rond jonge sterren, zoals in het geval van Jupiter in ons eigen zonnestelsel,’ zegt Jayawardhana. De meest intrigerende weesplaneet die met Webb is opgespoord heeft ongeveer vijf keer zoveel massa als Jupiter. Het feit dat deze planeet door een stofschijf is omgeven, bewijst dat hij vrijwel zeker als een ster is ontstaan, omdat zich aan het begin van het stervormingsproces doorgaans stof rond een centraal object verzamelt’, aldus Adam Langeveld, postdoc in de groep van Jayawardhana. (EE)
Meer informatie:
→ In Six New Rogue Worlds, Webb Telescope Finds More Star Birth Clues
Jarenlang hebben astronomen gedacht dat de Melkweg voorbestemd was om over een paar miljard jaar in botsing te komen met zijn naaste grote buur, het Andromedastelsel. Maar uit een nieuwe computersimulatie blijkt dat er vijftig procent kans is dat de dreigende botsing uitloopt op een nipte misser – in eerste instantie althans (Science, 9 augustus; preprint). Dat het Andromedastelsel onze kant op komt, is al bekend sinds 1912, toen de Amerikaanse astronoom Vesto Slipher opmerkte dat het licht van het stelsel door het dopplereffect naar kortere golflengten is verschoven, net zoals de sirene van een tegemoetkomende ambulance een hogere toon heeft. Destijds bestond echter nog het idee dat sterrenstelsels ‘nevels’ waren in de buurt van de Melkweg. Pas veel later bleek dat het Andromedastelsel een soortgenoot van het Melkwegstelsel is, op een afstand van ruim 2,5 miljoen lichtjaar, en met een snelheid van 110 kilometer per seconde vrijwel recht op ons af stevent. Een onderzoek uit 2008 liet zien dat het over ongeveer vijf miljard jaar onvermijdelijk tot een botsing zou komen tussen Andromeda en de Melkweg. Maar zulke voorspellingen zijn nogal onbetrouwbaar, omdat de bewegingen en massa’s van sterrenstelsels zich maar moeilijk nauwkeurig laten bepalen. Een bijkomende complicerende factor zijn de zwaartekrachtsinteracties tussen Andromeda, de Melkweg en de kleinere sterrenstelsels van de zogeheten Lokale Groep – een verzameling van ongeveer honderd sterrenstelsels, waarvan Andromeda en de Melkweg de grootste zijn. In het nieuwe onderzoek hebben Till Sawala van de Universiteit van Helsinki en zijn collega’s gebruik gemaakt van de meest recente en nauwkeurige bewegingen en massa’s van de vier grootste stelsels van de Lokale Groep. Eerst hebben ze een computersimulatie gemaakt met alleen de Melkweg en Andromeda. Daarbij ontdekten ze dat de kans op een botsing dan iets minder dan vijftig procent is. Maar nadat ze ook de zwaartekrachtsinvloed van het Driehoekstelsel – het op twee na grootste stelsel van de Lokale Groep – hadden meegenomen, steeg de botsingskans tot ongeveer 67 procent. Na toevoeging van de Grote Magelhaanse Wolk – het op drie na grootste lid van de Lokale Groep – daalde de kans op een botsing echter weer tot vijftig procent. En als het al zover komt, zal deze botsing pas over acht miljard jaar plaatsvinden. Overigens is het hoe dan ook zo dat de sterrenstelsels van de Lokale Groep elkaar zo stevig in de greep hebben dat ze op een termijn van tientallen miljarden jaren zullen samensmelten tot één groot elliptisch sterrenstelsel: daar is geen ontsnappen aan. (EE)
Meer informatie:
→ Milky Way may escape fated collision with Andromeda galaxy
Toen astronomen met de Webb-ruimtetelescoop een eerste glimp opvingen van sterrenstelsels in het vroege heelal, verwachtten ze een verzameling van galactische onderdeurtjes te zien. Maar in plaats daarvan ontdekten ze een kudde ‘olifanten’. Sommige stelsels bleken in recordtempo heel groot te zijn geworden, en volgens sommige onderzoekers betekende dit dat er iets mis was met de bestaande theorie over het ontstaan en de evolutie van ons heelal – het zogeheten standaardmodel. Nieuw onderzoek onder leiding van doctoraalstudent Katherine Chworowsky van de Universiteit van Texas in Austin (VS) wijst er echter op dat het zo’n vaart niet zal lopen: sommige van de vroege sterrenstelsels zijn lang zo groot niet als ze eerst leken. Wel zijn ze talrijker dan voorspeld. (The Astrophysical Journal, 26 augustus). Volgens het nieuwe onderzoek is de verwarring ontstaan doordat de zwarte gaten in de verre sterrenstelsels in hoog tempo gas opslokken. Door wrijving straalt dit snel bewegende gas warmte en licht uit, waardoor de stelsels veel helderder lijken dan ze zouden zijn als het licht uitsluitend van sterren afkomstig was. Door het extra licht lijkt het erop dat de stelsels veel meer sterren bevatten – en dus meer massa hebben – dan verwacht. Maar als deze sterrenstelsels, die vanwege hun geringe omvang en rode kleur ook wel ‘kleine rode stipjes’ worden genoemd, buiten beschouwing worden gelaten, zijn de afmetingen van de overige vroege sterrenstelsels niet in strijd met het standaardmodel. Probleem opgelost? Toch niet helemaal: de Webb-gegevens laten namelijk nog steeds ongeveer twee keer zoveel grote sterrenstelsels in het vroege heelal zien dan je op basis van het standaardmodel mag verwachten. Een mogelijke reden zou kunnen zijn dat de sterren in het vroege heelal zich sneller vormden dan nu. ‘Misschien waren sterrenstelsels in het vroege heelal beter in het omzetten van gas in sterren,’ aldus Chworowsky. Stervorming vindt plaats wanneer heet gas genoeg afkoelt om te bezwijken onder de zwaartekracht en te condenseren tot een of meer sterren. Maar als het gas samentrekt, warmt het op en oefent het een buitenwaartse druk uit. In ons deel van het heelal zorgt de balans tussen deze tegengesteld gerichte krachten ervoor het stervormingsproces erg traag verloopt. Maar omdat het heelal vroeger een hogere dichtheid had dan nu, kostte het wellicht meer moeite om tijdens de stervorming gas weg te blazen, waardoor de het stervormingsproces zich sneller kon voltrekken. Inmiddels hebben astronomen ook de spectra van de ‘kleine rode stipjes’ onderzocht. Daarbij is bewijs gevonden voor snel bewegend waterstofgas – een kenmerk van de accretieschijven rond zwarte gaten. Dit versterkt het vermoeden dat het licht van de compacte rode objecten minstens voor een deel afkomstig is van gas dat om zwarte gaten draait en niet om sterren. Maar of dat ook werkelijk zo is, zal verder onderzoek moeten uitwijzen. (EE)
Meer informatie:
→ Early Galaxies Weren't Too Big for Their Britches After All
Toen NASA-ruimtesonde DART in 2022 (opzettelijk) in botsing kwam met Dimorphos – het maantje van de grotere planetoïde Didymos – ontstond er een flinke krater en veranderde Dimorphos aanzienlijk van vorm. Nieuw onderzoek wijst erop dat ook de omloopbaan van het maantje enigszins is ‘ontspoord’. Volgens de onderzoekers zou Dimorphos, in zijn pogingen om weer in balans te komen met moederplanetoïde Didymos, chaotisch kunnen gaan ‘tuimelen’ (Planetary Science Journal, 23 augustus). Een van de grootste verrassingen van de ‘botsproef’ was in hoeverre de inslag van DART de vorm van Dimorphos had veranderd. Volgens astronoom Derek Richardson van de Universiteit van Maryland (VS) had het maantje oorspronkelijk zo’n beetje de vorm van een hamburger, maar kreeg hij naderhand meer de vorm van een rugbybal. ‘We verwachtten dat Dimorphos vóór de inslag langgerekt was, omdat zich mettertijd geleidelijk materiaal van Didymos op zijn oppervlak zou ophopen. Het maantje zou dan vanzelf langwerpiger worden en altijd met zijn lange as naar de moederplanetoïde wijzen,’ aldus Richardson. ‘Maar ons onderzoek spreekt dit tegen: er is iets complexers aan de hand, en bovendien heeft de door de inslag veroorzaakte vormverandering van Dimorphos waarschijnlijk ook invloed op zijn interactie met Didymos.’Hoewel DART alleen het maantje trof, is dit wel door de zwaartekracht met zijn moederlichaam verbonden. Ook de brokstukken die bij de inslag vrijkwamen speelden een rol bij de verstoring van het evenwicht tussen de planetoïde en haar maantje, die ervoor zorgde dat de omlooptijd van Dimorphos afnam. Maar opvallend genoeg veranderde Didymos niet van vorm: een constatering die erop wijst dat de grotere planetoïde stevig genoeg is om zijn vorm te behouden, ondanks dat zij bij de vorming van haar maantje – vermoedelijk een gevolg van haar snelle draaiing – massa moet zijn kwijtgeraakt. Volgens Richardson en zijn team hebben de veranderingen van Dimorphos ook gevolgen voor toekomstige ruimtemissies, zoals de ESA-missie Hera, die voor oktober op het programma staat. Als Dimorphos inderdaad een onvoorspelbare tuimelbeweging vertoont, zou dat een landing op diens oppervlak kunnen bemoeilijken. Ruimtesonde Hera zelf zal niet landen, maar de meereizende mini-sonde Juventas wel. De verwachting is dat de baan van Dimorphos zich op termijn zal stabiliseren, maar dat kan nog vele honderden jaren duren. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s DART impact permanently changed the shape and orbit of asteroid moon
Nadat de Europese Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) eerder deze week dicht langs de maan en de aarde was gescheerd, liet het Europese ruimteagentschap ESA beelden zien die bij deze gelegenheid met een eenvoudige ‘bewakingscamera’ en navigatiecamera waren gemaakt. Vandaag zijn daar de eerste beelden van de wetenschappelijke camera JANUS aan toegevoegd. Deze camera is ontworpen om detailrijke foto’s te maken van de planeet Jupiter en diens ijsmanen. JANUS zal na aankomst bij Jupiter, in juli 2031, oppervlaktekenmerken en processen op de ijsmanen in kaart brengen, evenals het wolkendek van Jupiter. De beelden zullen in het geval van Jupiter een resolutie van 2,4 meter per pixel hebben, en in het geval van de grote maan Ganymedes ongeveer 10 kilometer per pixel. Het belangrijkste doel van de waarnemingen die JANUS tijdens zijn scheervlucht langs aarde en maan heeft gedaan, was om te testen of de camera goed werkt, niet om wetenschappelijk onderzoek te doen. JANUS heeft simpelweg plaatjes geschoten met verschillende camera-instellingen en belichtingstijden, zoals je zelf ook met een past aangekocht fototoestel zou doen. De beelden geven een goede indruk van de kwaliteit van de opnamen die JANUS straks van de ijsmanen van Jupiter zal maken. Daarbij wordt een vijftig keer zo hoge resolutie bereikt als bij eerdere camera’s die naar het Jupiter-stelsel zijn gezonden. De camera is uitgerust met een computer die alle instrumentele functies regelt en de data naar de aarde overseint. (EE)
Meer informatie:
→ First views from Juice’s science camera
Een internationaal team van 45 onderzoekers die zich bezighouden met meteorenzwermen heeft ontdekt dat niet alle kometen op dezelfde manier verbrokkelen wanneer zij de zon naderen. De wetenschappers schrijven de verschillen toe aan de omstandigheden in de protoplanetaire schijf waarin de kometen zich 4,5 miljard jaar geleden hebben gevormd (Icarus, 26 juli). ‘De meteoroïden die we als meteoren aan de avondhemel zien verschijnen hebben de grootte van kleine steentjes’, aldus hoofdauteur Peter Jenniskens van het SETI Institute en het Ames Research Center van NASA. ‘Ze zijn in feite net zo groot als de steentjes die tijdens de vorming van ons zonnestelsel tot kometen samenklonterden.’ Tijdens de vorming van ons zonnestelsel groeiden de kleine deeltjes in de schijf rond de jonge zon geleidelijk uit tot steentjes. Zodra deze steentjes groot genoeg zijn geworden om niet langer met het gas in de schijf mee te bewegen, worden ze door onderlinge botsingen vernietigd voordat ze veel groter kunnen worden. Kometen en primitieve planetoïden ontstonden toen wolken van deze deeltjes lokaal samentrokken tot objecten ter grootte van een kilometer of meer. De kometen die nu – 4,5 miljard jaar later – de zon naderen verbrokkelen tot zogeheten meteoroïden. Deze meteoroïden volgen een tijdje de omloopbaan van de komeet en kunnen later meteorenzwermen veroorzaken wanneer ze in de aardatmosfeer belanden. ‘Ons onderzoek is gebaseerd op de hypothese dat kometen verbrokkelen tot de grootte van de steentjes waaruit ze zijn opgebouwd’, zegt Jenniskens. ‘In dat geval bevatten de grootteverdeling en de fysische en chemische eigenschappen van jonge meteoroïdenzwermen nog steeds informatie over de omstandigheden in de protoplanetaire schijf. Jenniskens en zijn team van professionele en amateur-astronomen gebruiken speciale gevoelige videocamera’s, verspreid over de hele wereld om meteoren te volgen. Met deze camera’s heeft het team 47 jonge meteorenzwermen onderzocht. De meeste zijn brokstukjes van twee soorten kometen: die van de Jupiter-familie, afkomstig uit de Kuipergordel voorbij de planeet Neptunus, en langperiodieke kometen uit de Oortwolk die ons zonnestelsel omhult. Langperiodieke kometen bewegen in veel wijdere banen om de zon dan die van de Jupiterfamilie en zijn veel losser gebonden aan diens zwaartekracht. Het onderzoek laat zien dat langperiodieke kometen vaak verbrokkelen tot afmetingen die kenmerkend zijn voor een rustig ontstaansproces: hun meteoroïden hebben een lage dichtheid. Kometen van de Jupiter-familie daarentegen verbrokkelen tot kleinere meteoroïden met een hogere dichtheid. Primitieve planetoïden zijn nog dichter bij de zon ontstaan, maar altijd nog buiten de baan van Jupiter. Deze produceren meteorenzwermen met nog kleinere deeltjes, waaruit blijkt dat ze een nog sterker fragmentatieproces hebben ondergaan. De implicatie van dit alles is dat de meeste langperiodieke kometen zijn gevormd in een relatief rustige omgeving, mogelijk voorbij de omloopbaan van Neptunus. De meeste kometen van de Jupiter-familie vormden zich dichter bij de zon, waar de steentjes de fragmentatiegrens bereikten of passeerden, terwijl primitieve planetoïden ontstonden op de plek waar de kernen van de reuzenplaneten zich hebben gevormd. (EE)
Meer informatie:
→ Meteor Showers Shed Light on Where Comets Formed in the Early Solar System
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Jérôme Bétrisey van de Universiteit van Genève (Zwitserland), heeft aangetoond dat de magnetische activiteit van de zon – anders dan werd aangenomen – een significante invloed heeft op haar seismische eigenschappen. De seismische eigenschappen van een ster worden gebruikt om diens grootte, leeftijd en chemische samenstelling te bepalen. Asteroseismologie, of helioseismologie in het geval van de zon, is een tak van sterrenkunde die de oscillaties of trillingen van sterren bestudeert. ‘Om dit te begrijpen moet je je een ster voorstellen als een grote bal gas die voortdurend in beweging is,’ legt Bétrisey uit. ‘Binnenin de ster ontstaan golven die hem doen trillen, net als het geluid dat resoneert in een muziekinstrument.’ Deze trillingen zorgen ervoor dat het steroppervlak enigszins op en neer gaat en regelmatig van helderheid verandert. En met behulp van zeer nauwkeurige instrumenten kunnen astronomen deze variaties in helderheid vanaf de aarde of vanuit de ruimte waarnemen. Aan de hand van deze variaties kunnen ze veel te weten komen over de interne structuur van een ster en diens grootte, leeftijd en chemische samenstelling. Hoewel de techniek al tientallen jaren met succes wordt gebruikt, heeft de asteroseismologie ook laten zien dat er grote verschillen bestaan tussen de theoretische modellen voor het inwendige van sterren en de eigenlijke waarnemingen. In de loop van de tijd zijn er verschillende methoden gebruikt om deze verschillen te verkleinen – met wisselend succes. Maar geen van de bestaande methoden houdt rekening met de magnetische activiteit van sterren, omdat de invloed daarvan op de resultaten verwaarloosbaar werd geacht. Bétrisey en zijn team hebben nu het tegendeel aangetoond. Ze hebben vastgesteld dat de leeftijd van de zon, zoals bepaald met behulp van helioseismologie, aanzienlijk varieert afhankelijk van het activiteitsniveau van de zonnecyclus. Ter indicatie: de zon is ongeveer 4,6 miljard jaar oud en tussen zonneminima zijn variaties tot 300 miljoen jaar waargenomen. Hoewel de variaties klein lijken in vergelijking met de leeftijd van de zon, zijn ze niet langer verwaarloosbaar gezien het precisieniveau dat toekomstige ruimtemissies, zoals Plato, zullen bereiken. Daarbij komt nog dat de zon geen uitzonderlijk actieve ster is, en de invloed van de magnetische activiteit op actievere sterren zoals Plato die zal detecteren weleens aanzienlijk groter zou kunnen zijn. (EE)
Meer informatie:
→ The age of the Sun depends on when you look at it
In tegenstelling tot eerdere berichten is er geen bewijs voor de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat in Omega Centauri, de zwaarste bolvormige sterrenhoop in ons Melkwegstelsel. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Andrés Bañares-Hernández – astronoom aan het Instituto de Astrofísica de Canarias in La Laguna, Spanje – kunnen de bewegingen en de verspreiding van de sterren in Omega Centauri ook worden verklaard door een zwerm van tienduizend tot twintigduizend veel kleinere zwarte gaten die in en uit het centrum van de dicht opeengepakte sterrenhoop duiken. De nieuwe studie kan de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat niet volledig uitsluiten, maar als er toch een is, is het veel kleiner dan werd aangenomen en bedraagt zijn massa hooguit zesduizend zonsmassa’s (arXiv, 1 augustus). De ontdekking van het vermeende middelzware zwarte gat in Omega Centauri, werd in juli gemeld door een onderzoeksteam onder leiding van Anil Seth van de Universiteit van Utah (VS) en Nadine Neumayer van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland). Middelzware zwarte gaten hebben honderd tot honderdduizend keer zoveel massa als onze zon: aanzienlijk meer dan een stellair zwart gat, maar veel minder dan het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Dat zich in Omega Centauri een zwart gat van deze (zeldzame) categorie bevindt werd afgeleid uit de bewegingen van sterren in het centrum van de sterrenhoop. Bañares-Hernández en zijn collega’s baseren zich op de bewegingen van niet alleen normale sterren in Omega Centauri, maar ook die van vijf zogeheten millisecondepulsars: rondtollende neutronensterren die met grote regelmaat pulsen radiostraling uitzenden. Als zo’n pulsar in de richting van de aarde beweegt, doet elke puls er minder lang over om ons te bereiken. Door deze pulsen exact te timen kunnen astronomen vaststellen hoe de massa binnen Omega Centauri is verdeeld. En deze massaverdeling wijst niet per se op de aanwezigheid van een middelzwaar zwart gat. De doctoraalstudent die de bewegingen van meer dan een miljoen sterren in Omega Centauri in kaart heeft gebracht blijft overigens bij zijn oorspronkelijke conclusie: ‘Wij denken dat de beste verklaring voor het feit er zo dicht bij het centrum van Omega Centauri zeer snel bewegende sterren te vinden zijn, is dat ze in bedwang worden gehouden door een middelzwaar zwart gat’, aldus Maximilian Häberle. (EE)
Meer informatie:
→ The nearest midsized black hole might instead be a horde of lightweights (ScienceNews)
De aarde heeft een kern van ijzer, gehuld in een mantel van silicaten (siliciumhoudende mineralen), en is bedekt met oceanen van water. Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat deze eenvoudige opzet ook van toepassing zou zijn op exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel. Maar modelberekeningen van wetenschappers van ETH Zürich (Zwitserland) en de Princeton-universiteit (VS) laten zien dat exoplaneten veel complexer kunnen zijn (Nature Astronomy, 20 augustus). De meeste exoplaneten die we kennen bevinden zich dicht bij hun moederster. Dit betekent dat het veelal gaat om hete werelden, bedekt met oceanen van gesmolten lava die nog niet voldoende zijn afgekoeld om een vaste mantel van gesteente te vormen zoals de aarde. In deze magma-oceanen lost water heel goed op – in tegenstelling tot bijvoorbeeld koolstofdioxide, dat snel ontgast en opstijgt naar de atmosfeer. De ijzerkern bevindt zich onder de gesmolten mantel van silicaten, maar hoe is dit water verdeeld over mantel en kern? Het nieuwe onderzoek laat zien dat de vorming van een ijzerkern enige tijd in beslag neemt. Aanvankelijk zit het ijzer in de vorm van druppeltjes opgeslagen in de hete ‘magmasoep’. Het water in deze soep verbindt zich met deze ijzerdruppeltjes en zakt met hen mee naar de kern. Tot nu toe was dit gedrag alleen bekend bij gematigde druk, zoals die in de aarde. Wat er gebeurt bij grotere planeten met een hogere inwendige druk was onbekend. Uit de nieuwe studie blijkt nu dat hoe groter de planeet en diens massa, des te meer water er met de ijzerdruppeltjes meereist naar de kern. Onder bepaalde omstandigheden kan dit ijzer daarbij tot wel zeventig keer meer water absorberen dan silicaten. Ten gevolge van de enorme druk in de kern, vormt dit water echter geen H2O-moleculen, maar is het aanwezig als waterstof en zuurstof. Deze bevindingen hebben grote gevolgen voor de interpretatie van waarnemingen van exoplaneten. Met behulp van telescopen in de ruimte en op aarde kunnen astronomen in bepaalde gevallen de massa en grootte van een exoplaneet berekenen. Ze gebruiken deze berekeningen om massa-straal-diagrammen te construeren, waaruit conclusies kunnen worden getrokken over de samenstelling van de planeet. Maar tot nu toe is daarbij geen rekening gehouden met de oplosbaarheid en de verdeling van water, waardoor de hoeveelheid water sterk kan worden onderschat: tot wel een factor tien. Waarschijnlijk bevatten exoplaneten dus veel meer water dan gedacht. Aanleiding voor de nieuwe studie was een onderzoek naar het watergehalte van de aarde, dat vier jaar geleden een verrassend resultaat opleverde: de oceanen op het aardoppervlak bevatten slechts een klein deel van al het water op onze planeet. Het overgrote deel van het water zit waarschijnlijk verborgen in het binnenste van de aarde. (EE)
Meer informatie:
→ Planets contain more water than thought
Met de hulp van burgerwetenschappers heeft een team van astronomen een zwakke rode ster ontdekt die met een snelheid van ongeveer 600 kilometer per seconde door de ruimte beweegt. Deze bijzondere stellaire snelheidsduivel, die zich op slechts 400 lichtjaar van de aarde bevindt, is de eerste hypersnelle ster van zeer geringe massa die tot nu toe is ontdekt. Hij volgt een ongewone baan die ertoe kan leiden dat hij uit ons Melkwegstelsel zal ontsnappen. Het onderzoek, onder leiding van Adam Burgasser van de Universiteit van Californië in San Diego, is onlangs geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal Letters en is als preprint beschikbaar op arXiv.org. De ster, met de aanduiding J1249+36, werd voor het eerst opgemerkt door enkele van de meer dan 80.000 vrijwilligers die deelnemen aan het Backyard Worlds: Planet 9- project, die de enorme berg aan gegevens doorkammen die de afgelopen veertien jaar zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop WISE. Door zijn hoge snelheid viel J1249+36 meteen op. Om de aard van dit object beter te begrijpen, gebruikte Burgasser de Near-Infrared Echellette Spectrograph (NIRES) van de Keck-sterrenwacht op Hawaï, om zijn infraroodspectrum te meten. Daaruit bleek dat het om een L-subdwerg gaat: een klasse van oude sterren met zeer lage massa’s en lagere temperaturen dan onze zon. In combinatie met beeldgegevens van verschillende andere telescopen, kon het team de positie en ruimtelijke snelheid van J1249+36 nauwkeurig meten en zo zijn toekomstige traject door de Melkweg voorspellen. De onderzoekers hebben twee mogelijke scenario’s voor de ongewone baan van J1249+36. Volgens het eerste scenario was J1249+36 oorspronkelijk de begeleider van een witte dwerg met een lage massa – de overgebleven kern van een ster die zijn nucleaire brandstof heeft opgebruikt en is uitgedoofd. Als een kleine ster in een zeer nauwe baan om een witte dwerg draait, kan deze massa overdragen, wat resulteert in periodieke uitbarstingen die novae worden genoemd. Als de witte dwerg daarbij te veel massa verzamelt, kan hij vervolgens instorten en een supernova-explosie ondergaan. Bij zo'n supernova wordt de witte dwerg volledig vernietigd, waardoor zijn begeleider ontsnapt en met hoge snelheid wegvliegt. In het tweede scenario maakte J1249+36 oorspronkelijk deel uit van een bolvormige sterrenhoop – een compacte samenballing van sterren. Aangenomen wordt dat veel van deze sterrenhopen zwarte gaten in hun kern hebben. Ook deze zwarte gaten kunnen een dubbelsterren vormen, en zulke systemen blijken uitstekende ‘katapulten’ te zijn voor sterren die toevallig te dicht in hun buurt komen. In zeldzame gevallen kan bij zo’n interactie een lichte ster uit de sterrenhoop worden geslingerd. Om te bepalen of een van deze scenario’s de baan van J1249+36 kan verklaren, willen Burgasser en zijn team nauwkeuriger kijken naar zijn chemische samenstelling. Wanneer een witte dwerg explodeert, komen er zware elementen vrij die de atmosfeer van J1249+36 tijdens diens ontsnapping kunnen hebben ‘vervuild’. Ook de sterren in bolvormige sterrenhopen zijn rijk aan bepaalde chemische elementen die de herkomst van J1249+36 kunnen onthullen. (EE)
Meer informatie:
→ Tracking a Lone Star Speeding Across the Milky Way
Wetenschappers hebben de oorsprong en samenstelling achterhaald van de planetoïde die 66 miljoen jaar geleden een massa-uitsterving veroorzaakte op aarde. Nieuw onderzoek wijst erop dat de boosdoener een zeldzaam soort koolstofhoudende planetoïde was, afkomstig van buiten de baan van Jupiter (Science, 16 augustus). De aarde heeft diverse massa-uitstervingen meegemaakt. De meest recente vond 66 miljoen jaar geleden plaats op de overgang van het Krijttijdperk naar het Paleogeen (de zogeheten K-Pg-overgang) en resulteerde in het uitsterven van ongeveer zestig procent van alle soorten op aarde, waaronder de niet-vliegende dinosauriërs. Aangenomen wordt dat het massale uitsterven voor een belangrijk deel is veroorzaakt door de inslag van een ongeveer tien kilometer grote planetoïde op de plek van de huidige Golf van Mexico, waar nu de ongeveer tweehonderd kilometer grote Chicxulub-krater te vinden is. Het bewijs hiervoor bestaat onder meer uit een hoog gehalte aan elementen van de zogeheten platinagroep (PGE’s), zoals iridium, ruthenium, osmium, rhodium, platina en palladium, in de bodemlaag die tijdens de K-Pg-overgang is ontstaan. Op aarde zijn deze elementen zeldzaam, maar in meteorieten komen ze veel voor. De verhoogde PGE-niveau’s zijn overal ter wereld aangetroffen, wat erop wijst dat het puin van de inslag zich over onze hele planeet heeft verspreid. Maar over de oorsprong en samenstelling van de ingeslagen planetoïde was nog veel onduidelijk. Voor het nieuwe onderzoek hebben Mario Fischer-Gödde (Universiteit van Keulen, Duitsland) en collega’s ruthenium-houdende bodemmonsters verzameld op de K-Pg-overgang. Ter vergelijking analyseerden ze ook monsters van vijf andere planetoïde-inslagen in de afgelopen 541 miljoen jaar, monsters van inslag-gerelateerde lagen met spherulen (glasbolletjes) uit het Archeïcum (3,5 – 3,2 miljard jaar oud), en monsters van twee koolstofhoudende chondrieten (meteorieten). De onderzoekers hebben ontdekt dat de isotopenverhouding in de ruthenium-houdende monsters van de K-Pg-grenslaag sterk overeenkomt met die van koolstofhoudende chondrieten, en niet met die van de aarde of andere meteorietsoorten, wat suggereert dat de Chicxulub-inslag waarschijnlijk is veroorzaakt door een koolstofhoudende planetoïde uit het buitengebied van ons zonnestelsel. Ook de monsters uit het Archeïcum wijzen in deze richting. Daarentegen vertonen inslaglocaties van andere perioden ruthenium-isotopensamenstellingen die overeenkomen met silicium-houdende planetoïden uit het binnenste deel van het zonnestelsel. (EE)
Meer informatie:
→ Chicxulub impactor was a carbonaceous-type asteroid from beyond Jupiter
We weten veel over ons heelal, maar astronomen zijn het er nog steeds niet over eens hoe snel het precies uitdijt. In de afgelopen twintig jaar hebben twee belangrijke methoden om dit getal – de zogeheten Hubble-constante – te meten verschillende antwoorden opgeleverd, waardoor sommige astronomen zich begonnen af te vragen of er wellicht iets ontbreekt aan ons model van hoe het heelal werkt. Maar nieuwe metingen van de Webb-ruimtetelescoop lijken erop te wijzen dat het conflict, dat bekendstaat als de ‘Hubble-spanning’, toch niet bestaat. In een artikel dat is ingediend bij het vaktijdschrift Astrophysical Journal analyseren kosmoloog Wendy Freedman en haar collega’s van de Universiteit van Chicago nieuwe gegevens van Webb. Ze hebben de afstand tot tien nabije sterrenstelsels gemeten en een nieuwe waarde vastgesteld voor de snelheid waarmee het heelal op dit moment uitdijt. Het resultaat, 70 kilometer per seconde per megaparsec, overlapt een andere belangrijke methode voor de bepaling van de Hubble-constante. Dat het heelal uitdijt is bekend sinds 1929, toen Edwin Hubble metingen deed die aangaven dat de verste sterrenstelsels zich sneller van ons verwijderen dan nabije sterrenstelsels. Maar het is verrassend moeilijk gebleken om de huidige uitdijingssnelheid van het heelal exact te bepalen. Omdat deze metingen zo moeilijk zijn, testen wetenschappers ze op verschillende manieren, om er zeker van te zijn dat ze zo goed mogelijk kloppen. Een belangrijke methode is het bestuderen van de nagloed van de oerknal, die bekendstaat als de kosmische achtergrondstraling. De huidige beste schatting van de Hubble-constante die met deze nauwkeurige methode is gedaan komt uit op 67,4 kilometer per seconde per megaparsec. De tweede belangrijke methode, waarin Freedman is gespecialiseerd, is het rechtstreeks meten van de snelheden van sterrenstelsels in onze lokale kosmische omgeving, met behulp van sterren waarvan de helderheid bekend is. Met behulp van deze sterren kunnen de snelheden worden gemeten waarmee sterrenstelsels zich van ons verwijderen, en weten we hoe snel het heelal uitdijt. Tot voor kort gaven metingen met deze methode een hogere uitkomst voor de Hubble-constante, die op ongeveer 74 kilometer per seconde per megaparsec uitkwam – een verschil dat voor sommige wetenschappers groot genoeg was om van een 'Hubble-spanning' te spreken. Freedman en haar collega’s hebben nu nieuwe metingen gedaan van tien nabije sterrenstelsels. Daarbij gebruikten ze drie onafhankelijke methoden. De eerste is gebaseerd op een type sterren, cepheïden geheten, waarvan de helderheid in de loop van de tijd op voorspelbare wijze veranderd. De tweede methode wordt de ‘top van de rode reuzentak’ genoemd en maakt gebruik van het feit dat sterren met een lage massa een vaste maximale helderheid bereiken. En de derde en nieuwste methode maakt gebruik van zogeheten koolstofsterren. Deze sterren hebben consistente kleuren en helderheden in het nabij-infrarode lichtspectrum. De nieuwe analyse is de eerste waarbij alle drie de methoden tegelijkertijd zijn gebruikt binnen dezelfde sterrenstelsels.In alle gevallen lagen de uitkomsten binnen de foutmarge van de waarde op basis van de kosmische achtergrondstraling. ‘Voor ons is het verkrijgen van een goede overeenkomst uit drie totaal verschillende soorten sterren een sterke aanwijzing dat we op de goede weg zijn,’ concludeert Freedman. (EE)
Meer informatie:
→ New Webb Telescope data suggests our model of the universe may hold up after all
Gegevens van de Webb-ruimtetelescoop hebben de aanwezigheid van hydroxylmoleculen op het oppervlak van de metalen planetoïde Psyche bevestigd. Dit suggereert dat Psyche een complexe geschiedenis achter de rug heeft. Met een diameter van ongeveer 225 kilometer is Psyche een van de grootste objecten in de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter. Eerdere waarnemingen wezen erop dat Psyche een compact, grotendeels metalen object is dat een overgebleven kern zou kunnen zijn van een planeet die een catastrofale botsing heeft ondergaan. Om dit te onderzoeken heeft NASA vorig jaar een ruimtesonde gelanceerd, die in augustus 2029 bij Psyche zal aankomen. ‘Ons begrip van de evolutie van het zonnestelsel is nauw verbonden met interpretaties van de samenstelling van planetoïden, en met name die van metaalrijke planetoïden,’ aldus planeetwetenschapper Stephanie Jarmak, hoofdauteur van een nieuw onderzoeksartikel dat in de Planetary Science Journal zal verschijnen. ‘Aanvankelijk werd gedacht dat deze planetoïden de blootgestelde kernen van gedifferentieerde planetesimalen waren – een hypothese die was gebaseerd op hun spectrale overeenkomst met ijzermeteorieten.’ De Webb-gegevens wijzen op de aanwezigheid van hydroxyl en misschien ook water op het oppervlak van Psyche. Deze waterhoudende mineralen kunnen afkomstig zijn van externe bronnen, zoals inslaande meteorieten. Maar als de hydratatie zich op Psyche zelf heeft voltrokken, zou deze planetoïde weleens een andere ontstaansgeschiedenis kunnen hebben dan de huidige modellen suggereren. Planetoïden zijn restanten van het planeetvormingsproces, dus hun samenstelling hangt af van de plek in de zonnenevel waar ze zijn gevormd. Hydratatie kan erop wijzen dat Psyche niet de overgebleven kern van een protoplaneet is. In plaats daarvan zou haar geboorteplek weleens voorbij de ‘sneeuwgrens’ – de kleinste afstand tot de zon waar het koud genoeg was om vluchtige stoffen tot vaste stoffen te laten condenseren – kunnen liggen. Janek en haar team hebben echter ontdekt dat de sporen van hydratatie op het oppervlak van Psyche niet gelijkmatig zijn verdeeld. En dat wijst erop dat de waterhoudende mineralen afkomstig zijn van koolstof-chondrieten – meteorieten die behalve koolstof ook relatief veel water bevatten. (EE)
Meer informatie:
→ Swri-Led Team Finds Evidence of Hydration on Psyche
Aan de hand van seismische gegevens van NASA’s Marslander InSight hebben planeetwetenschappers aanwijzingen gevonden voor een groot ondergronds waterreservoir in het binnenste van de planeet Mars. De wetenschappers schatten dat daarin voldoende vloeibaar water zit om de hele planeet met oceanen van één à twee kilometer diep te bedekken (PNAS, 12 augustus). De ontdekking lijkt goed nieuws voor eventuele toekomstige Marskolonies, maar al dat water zit opgeslagen in de barstjes en poriën van gesteente halverwege de planeetkorst oftewel: op een diepte van tien tot twintig kilometer. Op aarde is zelfs een boring van ‘slechts’ een kilometer al een hele uitdaging. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van een wiskundig model van gesteentefysica dat overeenkomt met de modellen die op aarde worden gebruikt om ondergrondse water- en olievoorraden in kaart te brengen. Daarbij zijn ze tot de conclusie gekomen dat de gegevens van InSight het best kunnen worden verklaard door een diepe laag van gefragmenteerd stollingsgesteente dat is verzadigd met vloeibaar water. Er zijn tal van aanwijzingen dat er ooit veel water op Mars is geweest, maar dat dit ruim drie miljard geleden bijna volledig is verdwenen, toen de planeet bijna zijn hele atmosfeer verloor. Planeetwetenschappers proberen er al jaren achter te komen waar al het Marswater is gebleven. Omdat de hoeveelheid water die nu in de poolkappen van de planeet zit opgeslagen vrij gering is, bestond het vermoeden dat het meeste water de ruimte in was verdwenen. Het nieuwe onderzoek wijst er nu echter op dat veel van het Marswater niet is ontsnapt, maar simpelweg in de korst is weggesijpeld. (EE)
Meer informatie:
→ Scientists find oceans of water on Mars. It's just too deep to tap.
Frans onderzoek laat zien dat het verschil in ashelling – de stand van de rotatie-as ten opzichte van het baanvlak – tussen de dwergplaneet Pluto en de grote Neptunusmaan Triton kan verklaren waarom hun oppervlakken zo sterk van elkaar verschillen, terwijl de twee hemellichamen in andere opzichten juist veel op elkaar lijken (PNAS, 12 augustus). De ashelling van Pluto varieert in de loop van 2,8 miljoen jaar tussen de 104 en 127 graden, wat resulteert in lange, geprononceerde seizoenen en poolnachten die tientallen aardse jaren duren. Door zijn baanbeweging om Neptunus vertoont Triton juist veel kortere seizoenen die zich afspelen op een tijdschaal van ongeveer 650 jaar. Met behulp van modelberekeningen hebben Tanguy Bertrand en Emmanuel Lellouch van de Sterrenwacht van Parijs) zich verdiept in wat zich in de loop van de tijd op de oppervlakken van Pluto en Triton heeft afgespeeld. Daarbij hebben ze met name gekeken naar het transport van vluchtige verbindingen, zoals stikstof, methaan en koolstofmonoxide – gassen die in de atmosferen van beide hemellichamen voorkomen. Hierbij zijn ze uitgegaan van dezelfde begintoestand en van de bekende verschillen in ashelling en baanparameters. De modellen suggereren dat de verschillende ashellingen van de Triton en Pluto er de oorzaak van kan zijn waarom het oppervlak van eerstgenoemde van middelhoge tot hoge breedtegraden heldere, gladde afzettingen van vluchtig ijs vertoont, terwijl het oppervlak van Pluto wordt gekenmerkt door enorme gletsjers van vluchtig ijs rond de evenaar. Volgens de auteurs bevestigen hun bevindingen de theorie dat Pluto en Triton zijn gevormd in de Kuipergordel – een gordel van honderdduizenden ijsachtige objecten aan de rand van ons zonnestelsel – waarna Triton in een later stadium door Neptunus werd ingevangen. (EE)
Meer informatie:
→ Diverging histories of Triton and Pluto
Het Dutch Black Hole Consortium heeft een achttalige versie van de BlackHoleFinder-app gelanceerd waarmee burgers over de hele wereld kunnen helpen bij het identificeren van pasgevormde zwarte gaten. Tot nu toe was de app alleen beschikbaar in het Nederlands en Engels. Nu zijn Spaans, Duits, Chinees, Bengaals, Pools en Italiaans toegevoegd, waardoor het aantal mensen dat toegang heeft tot de citizenscience-app sterk is toegenomen. De uitbreiding van de app werd aangekondigd tijdens de 32ste Algemene Vergadering van de IAU in Kaapstad, Zuid-Afrika. Burgers over de hele wereld wordt gevraagd om wetenschappers te helpen bepalen welke astronomische bronnen interessant zijn en snel moeten worden opgevolgd – potentiële zogeheten kilonova’s – en welke bronnen vals zijn. De eerste, en tot nu toe enige, waarneming van een kilonova was op 18 augustus 2017: een korte lichtflits veroorzaakt door de versmelting van twee neutronensterren. Dit resulteerde in de vorming van een stellair zwart gat. Het was een unieke gebeurtenis; naast een lichtflits werden er in de milliseconden voorafgaand aan de versmelting ook zwaartekrachtgolven waargenomen. Dit was de eerste keer dat astronomen zowel zwaartekrachtgolven als elektromagnetische straling van dezelfde gebeurtenis konden waarnemen. Het licht van een kilonova dooft snel uit en kan maar enkele dagen worden waargenomen. Daarom moeten telescopen snel worden gericht op het gebied aan de hemel waar het zwaartekrachtgolfsignaal vandaan komt. Zwaartekrachtgolfdetectoren zoals LIGO en Virgo kunnen de locatie echter alleen bepalen met een nauwkeurigheid die meestal honderden vierkante graden aan de hemel beslaat, een gebied dat veel groter is dan het beeldveld van de grootste telescopen. Om de locatie nauwkeuriger te bepalen, hebben astronomen aangepaste telescopen gebouwd om snel het zwakke optische signaal te vinden dat geassocieerd wordt met de gebeurtenis. Een recente toevoeging is de gevoelige BlackGEM-array van telescopen in het noorden van Chili. Zodra een zwaartekrachtgolfsignaal wordt gedetecteerd, maakt BlackGEM een snelle scan van het bijbehorende grote hemelgebied. De vergelijking van deze nieuwe waarnemingen met oudere waarnemingen levert een grote hoeveelheid echte en nieuwe kandidaat-bronnen op. Vanwege het grote aantal kandidaat-bronnen gebruiken astronomen kunstmatige intelligentietechnieken om te beslissen welke bronnen interessant zijn en welke genegeerd kunnen worden. Maar mensen zijn nog steeds veel beter in het herkennen van patronen dan de AI-algoritmes. Door de app te gebruiken kunnen burgers de algoritmes helpen verbeteren om onderscheid te maken tussen echte en valse bronnen. De BlackHoleFinder-app is beschikbaar in de appstores van Apple en Android, en via https://www.blackholefinder.org.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
De Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia heeft mogelijke maantjes ontdekt bij meer dan 350 planetoïden waarvan niet bekend was dat ze een begeleider hebben. Eerder had Gaia al planetoïden onderzocht waarvan bekend was dat ze manen hebben – zogeheten dubbelplanetoïden – en bevestigd dat de ‘sporen’ van deze maantjes terug te zien zijn in de uiterst nauwkeurige astrometrische data die de ruimtetelescoop verzamelt. De nieuwe ontdekkingen bewijzen dat Gaia ook zonder voorkennis maantjes bij planetoïden kan opsporen. ‘Dubbelplanetoïden zijn moeilijk te vinden, omdat ze doorgaans klein zijn en ver van ons af staan’, aldus Luana Liberato van de Sterrenwacht van de Côte d'Azur in Frankrijk, hoofdauteur van het nieuwe onderzoek. ‘Ondanks dat we verwachten dat iets minder dan een zesde van alle planetoïden een begeleider heeft, hebben we tot nu toe bij slechts vijfhonderd van de miljoen bekende planetoïden een maantje gevonden. Maar deze nieuwe ontdekking laat zien dat er nog veel planetoïde-maantjes op ontdekking wachten.’Indien bevestigd, voegt de nieuwe ontdekking nog eens 352 dubbelplanetoïden aan het totaal toe – bijna een verdubbeling van het bekende aantal planetoïden met manen. Gaia heeft de posities en bewegingen van meer dan 150.000 planetoïden zo nauwkeurig bepaald dat wetenschappers deze konden gebruiken om de karakteristieke schommelbewegingen te herkennen die planetoïden vertonen wanneer ze een maantje als begeleider hebben. Daarnaast heeft Gaia ook gegevens verzameld over de chemische eigenschappen van planetoïden. (EE)
Meer informatie:
→ Gaia spots possible moons around hundreds of asteroids
De infrarood-ruimtetelescoop NEOWISE heeft gisteren (donderdag 8 augustus) zijn laatste data naar de aarde gestuurd en is kort daarna definitief buiten werking gesteld. Daarmee is er een eind gekomen aan een succesvolle zoektocht naar planetoïden en kometen, waarvan sommige een bedreiging zouden kunnen vormen voor onze planeet. NASA heeft de missie van NEOWISE beeïndigd, omdat de ruimtetelescoop binnenkort naar een te lage aardbaan zal zakken om nog zinvolle wetenschappelijke data te kunnen verzamelen. Ten gevolge van de recente toename van de activiteit van de zon warmt de hoge aardatmosfeer op, waardoor deze uitzet en NEOWISE, die niet over een raketaandrijving beschikt, steeds meer luchtweerstand ondervindt. Naar verwachting zal de ruimtetelescoop eind dit jaar terugvallen naar de aarde en in de atmosfeer verbranden. NEOWISE begon zijn carrière in december 2009 als de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), een ruimtetelescoop die de sterrenhemel op infrarode golflengten in kaart bracht. Toen hij deze missie zeven maanden later had volbracht, besloot NASA de om de aarde draaiende ruimtetelescoop een nieuwe taak te geven. Tot februari 2011 werd hij ingezet om een systematische verkenning te doen van de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter, en omgedoopt tot NEOWISE. En vanaf 2013 is hij nog gebruikt om zogeheten aardscheerders op te sporen – kometen en planetoïden die relatief dicht bij de aarde komen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA Mission Concludes After Years of Successful Asteroid Detections
Bij internationaal onderzoek onder leiding van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) is zwakke persistente radio-emissie gemeten van een fast radio burst (snelle radioflits). De waarnemingen geven een indicatie van het soort objecten dat de radioflitsen aandrijft (Nature, 7 augustus). Snelle radioflitsen zijn explosieve verschijnselen waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkomt. Ze werden pas iets meer dan tien jaar geleden ontdekt en in de meeste gevallen ligt hun oorsprong ver buiten ons Melkwegstelsel. Hoe ze ontstaan is nog steeds niet helemaal duidelijk. In sommige gevallen gaat zo’n snelle radioflits gepaard met de emissie van onder meer radiostraling – zo ook bij FRB20201124A, een snelle radioflits die in 2020 werd geregistreerd en waarvan de bron ongeveer 1,3 miljard lichtjaar van ons is verwijderd. Het onderzoeksteam heeft dit object onder de loep genomen met de meeste gevoelige radiotelescoop ter wereld: de Very Large Array in de VS. Met de daarmee verzamelde gegevens hebben de astronomen kunnen bevestigen dat een plasmabubbel aan de oorsprong ligt van de persistente radiostraling van snelle radioflitsen. Een plasmabubbel is een bel van geïoniseerd gas die de centrale ‘motor’ van de radioflits omgeeft. Het onderzoek geeft tevens inzicht in de aard van de motor die de mysterieuze radioflitsen aandrijft. De nieuwe gegevens wijzen erop dat het verschijnsel is gebaseerd op een magnetar (een sterk gemagnetiseerde neutronenster) of een röntgendubbelster bestaande uit een neutronenster of een zwart gat die in hoog tempo materie van een begeleidende ster opslokt. De deeltjeswind van de magnetar of röntgendubbelster zou de bron zijn van de plasmabubbel die de veroorzaker van de persistente radio-emissie is. Er bestaat dus een directe relatie tussen de motor van een snelle radioflits en het hem omringende plasma. (EE)
Meer informatie:
→ Plasma bubbles and the “engine” of fast radio bursts
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van onderzoekers van Newcastle University (VK) heeft de Webb-ruimtetelescoop gebruikt om een verborgen sluier van stof te onthullen in een actief sterrenstelsel op 70 miljoen lichtjaar van de aarde. Uit het onderzoek, onder leiding van promovendus Houda Haidar, blijkt dat – tegen de verwachting in – de energie die het stof verhit afkomstig is van botsende gassen die met bijna de lichtsnelheid bewegen, in plaats van de straling in de omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van het stelsel (MNRAS, 6 augustus). Superzware zwarte gaten hebben miljoenen tot miljarden keren zoveel massa als de zon. Ze groeien door zich te voeden met gas uit de omgeving. In veel gevallen is zo’n actieve kern door dichte wolken van gas en stof aan het zicht onttrokken. Maar met zijn infraroodcamera’s kan de Webb-ruimtetelescoop door dit stof heen kijken. De nieuwe infraroodopnamen van het sterrenstelsel ESO 428-G14 laten zien dat veel van het stof in de omgeving van het superzware zwarte gat is verspreid langs de radio-jet van het stelsel. Dit wijst erop dat het stof door de jet zelf wordt verhit. Door het stof in de omgeving van superzware zwarte gaten te onderzoeken, leren astronomen hoe sterrenstelsels hun materiaal recyclen, en welke rol de zwarte gaten bij dit proces spelen. (EE)
Meer informatie:
→ JWST unveils the structure of dust near a supermassive black hole
Op basis van de bijna vergeten zonnevlekkentekeningen van de Duitse astronoom Johannes Kepler (1571-1630) zijn wetenschappers meer te weten gekomen over de zonnecyclus in de aanloop naar het zogeheten Maunder Minimum – de periode rond 1645-1715, toen er bijna geen zonnevlekken te zien waren (The Astrophysical Journal Letters, 25 juli). Zonnevlekken zijn gebieden op het oppervlak van de zon die – ten gevolge van intense magnetische activiteit – donkerder lijken. Door de omstandigheden van Keplers waarnemingen te reconstrueren en deze te vergelijken met gegevens uit die tijd en moderne statistieken, heeft een internationaal team onder leiding van Hisashi Hayakawa (Universiteit van Nagoya, Japan) de positie van Keplers zonnevlekkengroep gemeten en vastgesteld dat deze ontstond aan het einde van de zonnecyclus vóór de cyclus waar de eerste telescopische waarnemers later getuige van waren. Kepler maakte zijn tekeningen aan het begin van de 17de eeuw: dus voor de eerste telescopische zonnevlektekeningen. Hij maakte daarbij gebruik van een camera obscura – een eenvoudig hulpmiddel, bestaande uit een gaatje in een wand waarmee een beeldje van de zon op een vel papier kan worden geprojecteerd. Op die manier kon hij opvallende details op de zon schetsen. In mei 1607 registreerde hij een donker plekje op de zon dat hij ten onrechte aanzag voor een Mercuriusovergang – een situatie waarbij de planeet Mercurius vanaf de aarde gezien voor de zon langs beweegt. Later werd duidelijk dat het om een waarneming van een zonnevlekkengroep ging. Hayakawa vindt dat onderzoekers het nut van de tekeningen van Kepler hebben onderschat: ‘We realiseerden ons dat deze zonnevlektekening de locatie van de zonnevlek zou kunnen geven, evenals een indicatie van de fase van de toenmalige zonnecyclus in 1607, mits we erin zouden slagen om de tijd en plaats van de waarneming te verfijnen en de heliografische coördinaten – dat wil zeggen de posities van de details op het zonsoppervlak – op dat moment zouden kunnen reconstrueren.’ Het is niet helemaal duidelijk hoe het regelmatige patroon van de zonneactiviteit destijds overging in het Maunder Minimum, behalve dan dat de overgang geleidelijk verliep. Dat maakt de zonnevlekkentekeningen van Kepler zo interessant. Na ‘deprojectie’ van de tekeningen en compensatie voor de positiehoek van de noordpool van de zon kwamen Hayakawa en zijn collega’s tot de conclusie dat Keplers zonnevlekkengroep zich op lage heliografische breedte bevond, terwijl de zonnevlekken van de latere telescopische waarnemingen op hogere breedten opdoken, wat karakteristiek is voor een overgang tussen twee opeenvolgende zonnecycli, zoals die zich op basis van de gegevens van Kepler tussen 1607 en 1610 zal hebben voltrokken. (EE)
Meer informatie:
→ Kepler’s 1607 pioneering sunspot sketches solve solar mysteries 400 years later
Hoewel de maan geen atmosfeer van betekenis heeft, hebben astronomen vastgesteld dat er een uiterst dun laagje atomen boven het maanoppervlak zweeft. Deze subtiele luchtlaag is waarschijnlijk een gevolg van het zogeheten ruimteweer – de inwerking van straling en/of deeltjes uit de ruimte. Maar om welke processen het precies gaat, was tot nu toe onduidelijk. Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology en de Universiteit van Chicago (VS) denken nu de belangrijkste oorzaak te hebben gevonden (Science Advances, 2 augustus). Het vermoeden bestond dat twee verweringsprocessen een rol spelen bij de vorming van de maanatmosfeer: verdamping door inslagen en ‘ionensputtering’ – een verschijnsel dat wordt veroorzaakt door de zonnewind – de stroom van energierijke geladen deeltjes die door de zon wordt uitgestoten. Wanneer deze deeltjes het maanoppervlak treffen, dragen ze hun energie over aan de atomen in de bodem, waardoor deze ‘opstuiten’. Om de oorsprong van de maanatmosfeer nauwkeuriger te kunnen bepalen, hebben de wetenschappers bodemmonsters van de maan onderzocht die tijdens de Apollo-missies van NASA zijn verzameld. Daarbij hebben ze specifiek gekeken naar de aanwezigheid van de elementen kalium en rubidium. Beide zijn ‘vluchtig’, wat betekent dat ze onder invloed van de zonnewind en inslaande micrometeoroïden gemakkelijk verdampen. Beide elementen kennen verschillende isotopen – variaties die hetzelfde aantal protonen bevatten, maar een iets ander aantal neutronen. Kalium bijvoorbeeld kent drie isotopen, waarbij elke isotoop een neutron meer heeft en dus iets zwaarder is. Rubidium heeft twee isotopen. Het onderzoeksteam redeneerde dat als de atmosfeer van de maan bestaat uit verdampte, zwevende atomen, lichtere isotopen van die atomen gemakkelijker zouden moeten kunnen zweven, terwijl zwaardere isotopen zich eerder in de bodem zouden nestelen. Dit zou betekenen dat verdamping ten gevolge van inslagen en ionensputtering in zeer verschillende isotopenverhoudingen in de bodem moeten resulteren. Het onderzoek van de Apollo-bodemmonsters heeft nu laten zien dat deze voornamelijk zware isotopen van zowel kalium als rubidium bevatten. En uit de verhouding tussen zware en lichte isotopen leiden de onderzoekers af dat inslaande micrometeoroïden de belangrijkste oorzaak zijn van het verdampen en opstijgen van atomen uit de maanbodem. Slechts dertig proces wordt veroorzaakt door de zonnewind. (EE)
Het Vera Rubin Observatory op de bergtop Cerro Pachón in Noord-Chili heeft een nieuwe mijlpaal bereikt. Technici hebben de 3,5 meter grote (en slechts 10 centimeter dikke) secundaire spiegel gmonteerd in de Simonyi Survey Telescope van het observatorium. Met die telescoop - voorzien van de grootste digitale camera die ooit is gebouwd - wordt vanaf 2025 de Legacy Survey of Space and Time (LSST) uitgevoerd, waarbij van 20 miljard sterrenstelsels de posities, vormen en afstanden worden vastgelegd. De LSST zal bovendien talloze veranderlijke en bewegende objecten aan de sterrenhemel opsporen. De secundaire spiegel (M2), gefabriceerd door Corning Advanced Optics in New York, is het eerste geplaatste onderdeel van het optische systeem van de telescoop. Komende zomer zal de 8,4 meter grote hoofdspiegel (M1) gemonteerd worden; first light voor het observatorium wordt in de eerste helft van 2025 verwacht. (GS)
Meer informatie:
→ Origineel persbericht
De zogeheten dunne schijf van ons Melkwegstelsel - het centrale vlak waarin ook de zon zich bevindt - is veel ouder dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit een analyse van meetgegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia. Ons Melkwegstelsel is een klassiek spiraalstelsel met een dunne schijf, een zogeheten centrale verdikking, een 'dikke schijf' waarin zich voornamelijk oude sterren bevinden, en een uitgestrekte halo van donkere materie, oude sterren en bolvormige sterrenhopen. Op basis van onder andere computersimulaties werd altijd aangenomen dat de dunne schijf van het Melkwegstelsel, waarin de meeste gas- en stofwolken voorkomen en waarin dus ook de meeste nieuwe sterren worden geboren, een leeftijd van zo'n 8 à 10 miljard jaar zou hebben. Met de James Webb Space Telescope en het ALMA-observatorium zijn echter op zeer grote afstanden in het heelal, waar je ook heel ver terugkijkt in de tijd, al schijfvormige stelsels ontdekt in de vroege jeugd van het heelal. Dat leek in tegenspraak met de theoretische modellen. Een team van astronomen onder leiding van Samir Nepal van het Leibniz Instituut voor Astrofysica in Potsdam heeft nu echter sterke aanwijzingen gevonden dat de dunne schijf van ons eigen Melkwegstelsel ook al binnen één miljard jaar na de oerknal was ontstaan. Nepal en zijn collega's bestudeerden in de meetgegevens van Gaia de leeftijden, chemische samenstelling en bewegingen van meer dan 800 miljoen sterren in ons deel van het Melkwegselsel, op afstanden tot 3200 lichtjaar, waarbij ze intensief gebruik maakten van machine learning. De meeste van die sterren bewegen op een vergelijkbare manier rond het Melkwegcentrum als onze zon; ze maken dus deel uit van de dunne schijf. Verrassend genoeg blijken veel sterren in de dunne schijf een hoge ouderdom te hebben: meer dan 10 miljard jaar, en in sommige gevallen zelfs meer dan 13 miljard jaar (ter vergelijking: de oerknal vond 13,8 miljard jaar geleden plaats). In een artikel in Astronomy & Astrophysics concluderen de astronomen dan ook dat de dunne schijf van het Melkwegstelsel veel ouder is dan tot nu toe werd gedacht. (GS)
Meer informatie:
→ Origineel persbericht
Een internationaal team van onderzoekers onder Nederlandse leiding heeft met behulp van op waarnemingen gebaseerde computermodellen een verklaring gevonden voor de manier waarop macromoleculen in korte tijd gevormd kunnen worden in schijven van gas en stof rond jonge sterren. Ze publiceren hun bevindingen vandaag in het vakblad Nature Astronomy. Planeetonderzoekers gaan er al langer vanuit dat de organische macromoleculen die de aarde geschikt voor leven maken, uit chondrieten komen. Dat zijn primitieve, oeroude meteorieten van samengeklonterde kiezels. Maar de vraag bleef tot nu toe hoe die samengeklonterde kiezels dan weer aan de macromoleculen zijn gekomen. Daarvoor hebben onderzoekers van onder meer de TU Delft en de Universiteit Leiden nu een verklaring. De onderzoekers combineren in een model twee verschijnselen die al in het echt zijn waargenomen. Het eerste is het verschijnsel dat er in de stofschijf die rond een jonge ster draait, gebieden zijn waar stof en ijs zich ophoopt. In zo'n stofval of ijsval ligt het ijzige stof niet stil, maar beweegt het omhoog en omlaag. Het tweede verschijnsel draait om de zware bestraling, bijvoorbeeld door sterlicht, van eenvoudige ijsmengsels. Uit laboratoriumonderzoek is bekend dat er door bestraling zeer complexe moleculen van honderden atomen groot gevormd kunnen worden. Deze moleculen bevatten hoofdzakelijk koolstofatomen en zijn te vergelijken met roet en grafeen. Als er, zo dachten de onderzoekers, nu eens stofvallen zijn die blootstaan aan een bombardement van sterlicht, dan zouden daar weleens organische macromoleculen kunnen ontstaan. Om hun hypothese te testen, stelden de onderzoekers een model op waarmee ze verschillende omstandigheden konden doorrekenen. Uit het model kwam naar voren dat zich bij de juiste omstandigheden macromoleculen kunnen vormen in slechts enkele tientallen jaren. "We hadden natuurlijk op dit resultaat gehoopt, maar dat het zo overduidelijk zou zijn, kwam toch wel als een mooie verrassing," zegt leider van de studie Niels Ligterink. Hij werkt tot juli aan de Universität Bern in Zwitserland en komt daarna naar de TU Delft. "Ik hoop dat vakgenoten meer aandacht krijgen voor het effect van zware straling op complexe chemische processen. De meeste onderzoekers richten zich op relatief kleine organische moleculen van enkele tientallen atomen groot, terwijl chondrieten juist vooral macromoleculen bevatten." "Het is echt supertof dat we nu met een op waarnemingen gebaseerd model kunnen verklaren hoe grote moleculen gevormd kunnen worden," zegt coauteur Nienke van der Marel, Universiteit Leiden. Zij toonde elf jaar geleden met collega's als eerste onomstotelijk aan dat er stofvallen bestonden en heeft zich sindsdien in het onderwerp vastgebeten. "Ons onderzoek is een unieke combinatie van astrochemie, waarnemingen met ALMA, laboratoriumwerk, stofevolutie en de studie van meteorieten uit ons zonnestelsel." In de toekomst willen de onderzoekers kijken hoe verschillende soorten stofvallen verschillend reageren op straling en bewegende stofstromen. Zo kunnen ze meer zeggen over de kans op leven rond verschillende soorten exoplaneten en sterren.
Meer informatie:
→ Origineel persbericht
In samenwerking met hun Japanse collega's zijn NASA-technici erin geslaagd een gereflecteerd lasersignaal te ontvangen van de onfruinlijke Japanse maanlander SLIM (Smart Lander for Investigating the Moon). SLIM landde op 20 januari, maar kwam daarbij op zijn zij terecht. Aan de bovenzijde van de lander bevond zich een zogeheten retroreflector. gebouwd door NASA's Goddard Space Flight Center, die lasersignalen vanaf de aarde zou moeten weerkaatsen. Door de 'omgevallen' positie van de lander was dat echter niet langer mogelijk. Met de Amerikaanse Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), die in een lage baan rond de maan draait (op 70 kilometer boven het oppervlak), is dat nu wél gelukt. Daartoe moest de positie van SLIM heel nauwkeurig bekend zijn, en moest het lasersignaal tot op een honderdste graad nauwkeurig gericht worden. Op 24 mei heeft LRO voor het eerst een gereflecteerd signaal van de Japanse lander opgevangen. Op 12 december 2023 lukte dat ook al met de Indiase Vikram-lander. (GS)
Meer informatie:
→ Origineel persbericht
