Een team van astronomen heeft dertien sterren ontdekt waarvan ze denken dat deze deel uitmaken van de Magelhaense Stroom – een reusachtig lint van gas dat zich langs de zuidelijke hemel uitstrekt. De ontdekking is gedaan in het kader van een groots opgezet onderzoek van meer dan tweehonderd sterren aan de rand van ons Melkwegstelsel. Bij deze survey leggen astronomen de spectra van deze sterren vast, wat informatie oplevert over hun samenstelling en ruimtelijke beweging. Het gas van de Magelhaense Stroom is afkomstig van de Grote en Kleine Magelhaense Wolk, twee kleine sterrenstelsels die op het punt staan om door het Melkwegstelsel te worden opgeslokt. Al sinds de ontdekking van deze stroom, meer dan twintig jaar geleden, zijn astronomen op zoek naar sterren die hiermee geassocieerd zijn. De verwachting is namelijk dat met het gas ook sterren aan de beide Wolken worden onttrokken. Na een jaar gegevens te hebben verzameld met de 6,5-meter Walter Baade Telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in Chili, hadden Vedant Chandra (Harvard University) en collega’s eindelijk beet. Toen ze de bewegingen van de zwakke sterren die door hen waren vastgelegd onderzochten, merkten ze op dat er een groep van dertien sterren was die die dezelfde kant op bewogen als de Magelhaense Stroom. Ook hadden deze sterren chemische kenmerken die erop duiden dat hun oorsprong in de Magelhaense Wolken ligt. Aan de hand van hun waarnemingen hebben de astronomen berekend welke banen de sterren hebben gevolgd. Ook uit deze berekeningen blijkt dat ze waarschijnlijk ooit aan de beide Wolken hebben toebehoord. Het lijkt er dus sterk op dat Chandra en zijn team eindelijk zwakke leden van de ongrijpbare Magelhaense Sterrenstroom hebben ontdekt. Het gaat waarschijnlijk om het topje van de ijsberg: mogelijk bevat de stroom nog honderden andere zwakke sterren die op ontdekking wachten. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers Find Stars Cast Away From Galactic Neighbors (Sky&Telescope)
Toen astronomen de eerste beelden van de vroegste sterrenstelsels in het heelal van de Webb-ruimtetelescoop bekeken, waren ze geschokt. De verre jonge sterrenstelsels leken te helder, te massarijk en te volgroeid om zo kort na de oerknal te zijn gevormd. Met behulp van nieuwe simulaties heeft een team van astrofysici onder leiding van Guochao Sun (Caltech) nu laten zien dat deze sterrenstelsels waarschijnlijk toch niet zo zwaar zijn (Astrophysical Journal Letters, 3 oktober). De ontdekking van de verre sterrenstelsels kwam als een grote verrassing, omdat ze veel helderder waren dan verwacht. Normaal gesproken is een sterrenstelsel helder omdat het groot en zwaar is. Maar omdat ze al heel vroeg in de kosmische geschiedenis moeten zijn gevormd, kon er niet genoeg tijd zijn geweest voor de vorming van zulke enorme sterrenstelsels. De nieuwe computersimulaties bieden uitkomst. Ze laten zien dat de vorming van heldere sterrenstelsels tijdens de zogeheten kosmische dageraad – de periode tussen ruwweg 100 miljoen en 1 miljard jaar na de oerknal – goed verklaarbaar is. Het meeste licht van een sterrenstelsel is namelijk afkomstig van de zwaarste sterren. Maar omdat zware sterren heel snel ‘opbranden’, hebben ze een korte levensduur. Hierdoor is de helderheid van een sterrenstelsel meer gerelateerd aan het aantal sterren dat de afgelopen paar miljoen jaar is gevormd dan door de massa van het stelsel als geheel. Ook jonge, minder zware sterrenstelsels kunnen bij vlagen dus heel helder zijn. Vandaar dat astronomen diverse zeer heldere sterrenstelsels op de Webb-beelden hebben aangetroffen. De aantallen heldere jonge stelsels die de computersimulaties voorspellen zijn daarmee in overeenstemming. (EE)
Meer informatie:
→ Bursts of star formation explain mysterious brightness at cosmic dawn
Waarnemingen van de BlueWalker 3 satelliet laten zien dat deze bijna alle sterren aan de nachtelijke hemel in helderheid overtreft. Astronomen zijn bezorgd: zonder verzachtende maatregelen zouden groepen van zulke grote satellieten ons vermogen om de sterren vanaf de aarde te observeren en radioastronomie te bedrijven kunnen verstoren (Nature, 2 oktober). Verschillende bedrijven hebben plannen voor de lancering van ‘constellaties’ van satellieten – groepen van soms wel honderden satellieten die overal ter wereld mobiele of breedbanddiensten kunnen leveren. Deze satellieten moeten in lage aardbanen worden gebracht en kunnen relatief groot zijn. BlueWalker 3 werd op 10 september 2022 in een lage aardbaan gebracht door AST SpaceMobile, als prototype voor een geplande constellatie van meer dan honderd vergelijkbare satellieten ten behoeve van mobiele communicatie. Uit waarnemingen die binnen enkele weken na de lancering werden gedaan, bleek dat de satelliet een van de helderste objecten aan de hemel was. Om de gevolgen voor de astronomie beter te begrijpen, startte het IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky From Satellite Constellation Interference (CPS) een internationale waarnemingscampagne. Als onderdeel van dit initiatief werden zowel professionele als amateur-waarnemingen gedaan, vanaf locaties in Chili, de VS, Mexico, Nieuw-Zeeland, Nederland en Marokko. De onlangs vrijgegeven gegevens, die de helderheid van BlueWalker 3 over een periode van 130 dagen documenteren, laten een abrupte helderheidstoename zien die samenvalt met de volledige ontvouwing van de antenne-array, die met 64 vierkante meter het grootste commerciële antennesysteem is dat ooit in een lage aardbaan is gebracht. Een deel van de waarnemingen werd ook gebruikt om de baan van de satelliet in de tijd te berekenen. Het is belangrijk om de posities van satellieten te kennen, zodat astronomen kunnen proberen ze te vermijden of in ieder geval weten waar ze in de gegevens te zien zijn. Aan hun helderheid kan echter weinig worden gedaan, behalve het maskeren van het stukje hemel waar de satelliet zich bevindt. En dat betekent: verlies van gegevens. Behalve optische waarnemingen zou BlueWalker 3 ook de radioastronomie kunnen verstoren, omdat deze gebruik maakt van golflengten die dicht bij de golflengten liggen waarop radiotelescopen hun waarnemingen doen. Hoewel sommige radiotelescopen zich in speciale ‘radiostille’ zones bevinden, gelden de beperkingen om deze gebieden te beschermen momenteel alleen voor zenders op aarde, niet voor satellieten. (EE)
Meer informatie:
→ Further Understanding BlueWalker 3’s Impact on Astronomy
Wetenschappers van het Southwest Research Institute (VS) zijn bezig om de bijzondere planetoïde Psyche in het infrarood te bestuderen, om zo context te bieden voor de komende verkenningsmissie naar Psyche, die NASA op 12 oktober hoopt te lanceren. Stephanie Jarmak gebruikt de Webb-ruimtetelescoop om naar sporen van water op het metaaloppervlak van Psyche te speuren, en Anicia Arredondo heeft gegevens van de (inmiddels afgeschreven) ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA gebruikt om verschillen in samenstelling op het oppervlak van de planetoïde in kaart te brengen. Met een middellijn van ongeveer 225 kilometer is Psyche een van de grootste objecten in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter. Eerdere waarnemingen hebben laten zien dat Psyche grotendeels uit metalen bestaat, en daarom vermoeden wetenschappers dat deze planetoïde in feite de kern is van een voormalige (dwerg)planeet. Planetoïde Psyche is nog steeds raadselachtig, omdat sommige waarnemingen van dit object met elkaar in strijd lijken. Zo werden in het nabij-infrarood mogelijke sporen van water op haar oppervlak ontdekt, wat gezien haar vermoedelijke voorgeschiedenis verrassend zou zijn. De nieuwe Webb-waarnemingen kunnen hier mogelijk uitsluitsel over geven. Als Psyche echt de kern is van een verwoeste planeet of planetoïde, zouden haar oorspronkelijke buitenlagen door meerdere inslagen van soortgenoten moeten zijn verwijderd. Maar in dat geval zou zij, al draaiende, vrijwel zeker helderheidsvariaties moeten vertonen. En daar is – op mid-infrarode golflengten althans – weinig van te merken. De bestaande waarnemingen lijken dus niet goed op elkaar aan te sluiten. ‘Daarom is het zo belangrijk dat er nu een missie heen gaat,’ aldus Arredondo. (EE)
Meer informatie:
→ SwRI Scientists Use Webb, Sofia Telescopes to Observe Metallic Asteroid
NASA heeft een aangepast plan aangekondigd om de missie van ruimtesonde New Horizons voort te zetten. Vanaf 2025 zal New Horizons zich richten op het verzamelen van fysische gegevens over de zogeheten heliosfeer. De verlenging biedt tevens de mogelijkheid om de ruimtesonde te gebruiken voor een toekomstige flyby langs een Kuipergordelobject, al is op dit moment nog geen geschikt object bekend. Voor dit doel wordt alvast zuinig omgesprongen met brandstof. Zoals het er nu naar uitziet zullen de activiteiten van New Horizons doorgaan totdat de ruimtesonde de Kuipergordel heeft verlaten, wat naar verwachting in 2028 of 2029 het geval zal zijn. New Horizons werd op 18 januari 2006 gelanceerd en heeft wetenschappers in staat gesteld om een aantal ijzige hemellichamen aan de rand van ons zonnestelsel van dichtbij te onderzoeken, waaronder de dwergplaneet Pluto en diens maan Charon, en het Kuipergordelobject Arrokoth – een dubbellobbig overblijfsel van de vorming van ons zonnestelsel. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s New Horizons to Continue Exploring Outer Solar System
Nieuwe resultaten van de Keck Cosmic Web Imager (KCWI) laten voor het eerst direct licht zien dat wordt uitgezonden door het grootste en meest verborgen deel van het kosmische web: de kriskras door elkaar lopende filamenten die zich uitstrekken over de donkerste uithoeken van de ruimte tussen sterrenstelsels (Nature Astronomy, 28 september). Het KCWI-instrument maakt deel uit van de Keck-sterrenwacht op Mauna Kea (Hawaï). De sterrenstelsels in ons heelal ontstaan uit kolkende gaswolken. Dat gas condenseert vervolgens tot sterren die de sterrenstelsels aanlichten, waardoor ze op allerlei golflengten zichtbaar worden voor telescopen. Astronomen vermoeden dat koude, donkere filamenten zich een weg banen naar de sterrenstelsels en hen van gas voorzien, dat weer als brandstof dient voor nieuwe generaties van sterren. In 2015 vonden Caltech-astronoom Christopher Martin en zijn medewerkers overtuigend bewijs voor dit zogeheten koude-stroommodel voor de vorming van sterrenstelsels: een lang filament dat een groot sterrenstelsel van gas voorziet. Bij deze ontdekking gebruikten ze een prototype van het KCWI-instrument, de Cosmic Web Imager van de sterrenwacht op Palomar Mountain (VS). In dat geval werd het filament aangelicht door een nabijgelegen quasar – de heldere kern van een jong sterrenstelsel. Het grootste deel van het kosmische web bevindt zich echter in de donkere ruimte tussen de sterrenstelsels en laat zich daardoor moeilijk vastleggen. De nieuwe resultaten zijn de eerste die een stuk van het kosmische web rechtstreeks laten zien. ‘Vóór deze ontdekking zagen we de draderige structuren onder het equivalent van een lantaarnpaal,’ aldus Martin. ‘Nu kunnen we ze ook zonder lamp zien.’ (EE)
Meer informatie:
→ Keck Cosmic Web Imager Offers Best Glimpse Yet of the Filamentous Network That Connects Galaxies
Een nieuwe schatting van de totale massa van ons Melkwegstelsel, gebaseerd op gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, komt uit op slechts tweehonderd miljard zonsmassa’s: vier tot vijf keer lager dan eerdere schattingen. Astronomen zoeken naar een verklaring (Astronomy and Astrophysics, 27 september). De nieuwe massabepaling is ontleend aan de derde datarelease van de Gaia-catalogus die in 2022 is gepubliceerd. Deze catalogus bevat gedetailleerde gegevens over 1,8 miljard sterren en omvat alle drie de ruimtelijke componenten en drie snelheidscomponenten in een zesdimensionale ruimte binnen het Melkwegstelsel. Met behulp van deze gegevens is het astronomen gelukt om de meest nauwkeurige rotatiekromme te construeren die ooit van een spiraalstelsel – in dit geval ons Melkwegstelsel – is verkregen, en daaruit zijn massa af te leiden. Vóór Gaia was het verkrijgen van een betrouwbare rotatiekromme voor onze Melkweg een lastige kwestie, omdat onze positie binnen dit stelsel het onmogelijk maakte om de bewegingen en ruimtelijke posities van sterren in de Melkwegschijf nauwkeurig te meten. Volgens het nieuwe onderzoek is de rotatiekromme van ons Melkwegstelsel abnormaal: in tegenstelling tot die van andere grote spiraalstelsels is hij niet vlak. Sterker nog, aan de rand van de Melkwegschijf vertoont de kromme een duidelijke daling – de zogeheten Kepleriaanse afname. Dat laatste wijst erop dat er weinig donkere materie buiten de schijf van ons Melkwegstelsel aanwezig is. En dat zou dan weer betekenen dat normale materie, in de vorm van sterren en koud gas, ongeveer een derde van de totale massa van het Melkwegstelsel voor zijn rekening neemt. Tot nu toe werd ervan uitgegaan dat de Melkweg minstens zes keer zoveel donkere als normale materie bevat. De grote vraag is nu waarom de rotatiekromme van de Melkweg een Kepleriaanse afname vertoont, en die van de meeste andere grote spiraalstelsels in het heelal niet. Wat maakt ons sterrenstelsel zo bijzonder? Een mogelijke verklaring is dat het Melkwegstelsel relatief weinig verstoringen heeft meegemaakt in de vorm van botsingen met andere sterrenstelsels. De laatste grote ‘fusie’ met een soortgenoot vond ongeveer 9 miljard jaar geleden plaats, terwijl het gemiddelde voor andere spiraalstelsel bij 6 miljard jaar ligt. Dit geeft in ieder geval aan dat de rotatiekromme die voor de Melkweg is verkregen bijzonder nauwkeurig is, omdat deze niet wordt beïnvloed door de restanten van zo’n oude botsing. Een andere mogelijkheid zou het verschil in methodologie kunnen zijn. Het meten van de rotatiekromme van een sterrenstelsel is niet eenvoudig. Voor veel sterrenstelsels wordt deze kromme afgeleid uit waarnemingen van neutraal waterstofgas. Voor ons Melkwegstelsel beschikken we dankzij Gaia over een hoogwaardige zesdimensionale dataset voor een groot aantal sterren, waarmee de rotatiecurve kan worden berekend. Mogelijk leidt dit verschil in methodologie tot onverwacht grote afwijkingen bij de bepaling van de hoeveelheden normale en donkere materie in een sterrenstelsel. (EE)
Meer informatie:
→ The revisited mass of the Milky Way is much smaller than expectations from cosmology
Uit een langlopend onderzoek onder leiding van Yuzhu Cui (Zhejiang Laboratory, Hangzhou, China) blijkt dat de jet van het radiosterrenstelsel M87, dat 55 miljoen lichtjaar van ons is verwijderd, een regelmatige schommelbeweging (precessie) vertoont met een amplitude van ongeveer tien graden. Dit bewijst dat het zwarte gat in het centrum van M87, dat 6,5 miljard keer zoveel massa heeft als de zon, ronddraait (Nature, 27 september). Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van gegevens die tussen 2000 en 2002 zijn verzameld met een wereldwijd netwerk van radiotelescopen. Een uitgebreide analyse van deze gegevens laat zien dat de jet, zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie, een schommelbeweging vertoont. De superzware zwarte gaten die in de centra van veel sterrenstelsels zijn aangetroffen kunnen enorme hoeveelheden materiaal om zich heen verzamelen, maar een deel ervan ook weer met grote kracht terug de ruimte in blazen in de vorm van duizenden lichtjaren lange jets. Het mechanisme van de energieoverdracht tussen superzware zwarte gaten en hun accretieschijven en jets houdt wetenschappers al meer dan een eeuw bezig. Volgens de meest gangbare theorie kan er aan een ronddraaiend zwart gat energie worden onttrokken, waarbij materiaal uit de directe omgeving van het zwarte gat met enorme snelheiden wordt uitgestoten. Tot nu toe was de draaiing van een superzwaar zwart gat echter nog nooit rechtstreeks waargenomen. Het bestaan van de jet van M87 is al bekend sinds 1918. Dankzij zijn betrekkelijke nabijheid, kan de plek nabij het zwarte gat waar deze jet ontstaat – de zogeheten basis – onder de loep worden genomen met behulp van Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Dat is een techniek waarbij opnamen van ver uit elkaar staande radiotelescopen zodanig met elkaar worden gecombineerd dat een zeer gedetailleerd beeld van het waarnemingsobject ontstaat. Cui en collega’s hebben VLBI-gegevens van M87 geanalyseerd die de afgelopen 23 jaar met enkele tientallen radiotelescopen, verspreid over onze planeet, zijn verzameld. Daarbij hebben ze ontdekt dat de precessiebeweging van de jet een cyclus van elf jaar vertoont. Dit resultaat wijst erop dat de rotatieas van de accretieschijf rond het zwarte gat in het centrum van M87 niet precies dezelfde kant op wijst als de rotatieas van het zwarte gat zelf. Vandaar dat de jet een schommelbeweging vertoont. Hoe snel het centrale zwarte gat ronddraait staat overigens nog niet vast. (EE)
Meer informatie:
→ Monitoring of radio galaxy M87 confirms black hole spin
Op 27 oktober 1873 viel er in de directe omgeving van het dorpje Diepenveen een meteoriet. Ooggetuigen vinden de steen en brengen hem naar de onderwijzer in het dorp. Daarna geraakt de steen lange tijd buiten beeld om in 2012 bij toeval ‘herontdekt’ te worden. De unieke meteoriet is wetenschappelijk onderzocht en wordt bewaard bij Naturalis in Leiden. Het één van de slechts zes bekende Nederlandse meteorieten. Omdat het dit jaar precies 150 jaar geleden is dat de meteoriet neerkwam, organiseert de Historische Vereniging Dorp Diepenveen en Omgeving (HVDD), samen met de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Weer- en Sterrenkunde (KNVWS), op vrijdag 27 oktober een feestelijk programma in het Kulturhus in Diepenveen. Tijdens deze dag vinden diverse evenementen plaats, waaronder de onthulling van een herinneringsmonument en de presentatie van het boek ‘150 jaar meteoriet Diepenveen’. Ook kan het publiek via lezingen en workshops kennisnemen van wat er anderhalve eeuw geleden gebeurde. Wie waren die ooggetuigen uit 1873? Hoe worden meteorieten gevonden en waaraan kun je ze herkennen? Ook wordt een wandeling georganiseerd naar de omgeving van de vindplaats van de meteoriet waar een informatiebord wordt onthuld. Daarnaast is er een demonstratie van een zogeheten Meteoriet Impact Simulator – een apparaat dat nabootst hoe een meteorietinslag verloopt en hoe de inslagkrater er uitziet. Ook kunnen jong en oud een bezoek brengen aan een mobiel planetarium, om zo kennis te maken met de sterrenhemel. Het programma wordt op de vrijdagavond afgesloten met een aantal publiekspresentaties. Het lezingenprogramma biedt een breed publiek een fraaie inkijk in de wereld van meteoren- en meteorietenonderzoek. Op de websites van de HVDD en de KNVWS is meer informatie beschikbaar over wat er allemaal op ‘De Dag van de Meteoriet’ te beleven valt. De activiteiten en lezingen zijn gratis bij te wonen. Voor de avondlezingen dient men zich (bij voorkeur vóór 15 oktober) aan te melden via één van de genoemde websites.
In het planetenstelsel TRAPPIST-1, veertig lichtjaar van ons vandaan, cirkelen zeven aarde-achtige planeten om een koele rode dwergster. Nieuwe gegevens van de Webb-ruimtetelescoop wijzen erop dat de binnenste planeet, TRAPPIST-1, geen atmosfeer van betekenis heeft (The Astrophysical Journal Letters, 25 september). Het feit dat de waarnemingen geen atmosfeer rond TRAPPIST-1 b laten zien, betekent niet per se dat de planeet een kale rots is. Hij zou nog dunne wolken van waterdamp hoog in zijn atmosfeer kunnen hebben of zware moleculen zoals koolstofdioxide kunnen bevatten waardoor zijn atmosfeer te dun is om te kunnen detecteren. Bij het onderzoek, geleid door Olivia Lim van het Trottier Institute for Research on Exoplanets aan de Universiteit van Montreal, is gebruik gemaakt van een techniek die transmissiespectroscopie wordt genoemd. Door het licht van de centrale ster te analyseren op het moment dat het tijdens een zogeheten transit door de atmosfeer van de exoplaneet heen schijnt, kunnen astronomen de ‘vingerafdrukken’ zien doe moleculen en atomen in deze atmosfeer hebben achtergelaten. Een andere belangrijke conclusie van het onderzoek is dat sterren zoals TRAPPIST-1 van grote invloed zijn op de metingen van de atmosferen van hun planeten. Deze zogeheten stellaire vervuiling wordt veroorzaakt door de donkere vlekken en heldere fakkelvelden die zich op het steroppervlak kunnen ontwikkelen. Het team van Lim heeft duidelijke aanwijzingen gevonden dat stellaire vervuiling een cruciale rol speelt bij de vorming van de transmissiespectra van TRAPPIST-1 b en waarschijnlijk ook van de overige planeten in dit stelsel. De activiteit van de centrale ster kan ‘spooksignalen’ veroorzaken die de waarnemer doen geloven dat hij een bepaald molecuul in de atmosfeer van de exoplaneet heeft ontdekt. Dit resultaat onderstreept hoe belangrijk het is om rekening te houden met stellaire vervuiling bij het plannen van toekomstige waarnemingen van andere planetenstelsels. Dit geldt met name voor stelsels rond rode dwergsterren, omdat die heel actief kunnen zijn en veel ‘zonnevlekken’ en heldere uitbarstingen vertonen. (EE)
Meer informatie:
→ JWST’s first spectrum of a TRAPPIST-1 planet
Na jaren van wachten is een capsule met steentjes en stof, verzameld op planetoïde Bennu, eindelijk terug op aarde. Afgelopen zondag, om 16.52 uur Nederlandse tijd, landde de capsule in de woestijn van de Amerikaanse staat Utah, niet ver van Salt Lake City. De ingezamelde bodemmonsters zullen wetenschappers helpen om de vorming van ons planetenstelsel en de oorsprong van organische stoffen en water die tot het leven op aarde hebben geleid beter te leren begrijpen. Kort na zijn landing werd de capsule per helikopter vervoerd naar een tijdelijke schone ruimte in een hangar op het oefenterrein van het Amerikaanse ministerie van defensie, waar hij werd gekoppeld aan een permanente stroom stikstofgas. Zo werd voorkomen dat aardse verontreinigen de container met het materiaal van de planetoïde konden binnendringen. Gisteren, maandag 25 september, is de container met naar schatting 250 gram aan bodemmateriaal per vliegtuig vervoerd naar het Johnson Space Center van NASA in Houston. Daar zullen wetenschappers de container uit elkaar halen, het bodemmonster verwijderen en wegen. Na zorgvuldige inventarisatie zal het materiaal te zijner tijd worden verspreid onder wetenschappers over de hele wereld. Maar voordat het zover is, zijn wetenschappers van plan om het planetoïdenstof dat bij de demontage van de capsule vrijkomt aan een eerste onderzoek te onderwerpen. NASA zal de resultaten daarvan, plus de eerste beelden van het bodemmonster, op 11 oktober presenteren tijdens een live-uitzending op NASA TV. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s OSIRIS-REx Capsule Arrives in Houston
De sterrenstelsels in het verre, en dus jonge, heelal lijken meer op ons eigen Melkwegstelsel dan tot nu toe werd gedacht. En daarmee komt het hele verhaal van hoe astronomen denken over de structuurvorming in het heelal op zijn kop te staan (The Astrophysical Journal, 22 september). Het Melkwegstelsel is een typisch ‘schijfstelsel’: een grote ronddraaiende ‘pannenkoek’ die vaak diverse spiraalarmen vertoont. Astronomen gingen ervan uit dat dit soort sterrenstelsels te fragiel waren om in het vroege heelal, toen er vaak botsingen tussen sterrenstelsels plaatsvonden, te kunnen bestaan. Met behulp van de Webb-ruimtetelescoop heeft een internationaal onderzoeksteam nu echter vastgesteld dat sterrenstelsels zoals het onze overal in het heelal verrassend talrijk zijn. Ze gaan ver terug in de kosmische geschiedenis en zijn in veel gevallen tien miljard jaar of langer geleden ontstaan. Uit het nieuwe onderzoek volgt dat schijfstelsels tien keer zo talrijk zijn als astronomen op basis van eerdere waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop dachten. Deze waarnemingen suggereerden dat sterrenstelsels in het jonge heelal doorgaans onregelmatige en vreemdsoortige structuren vertonen, die het gevolg zouden zijn van onderlinge samensmeltingen. Het veel scherpere ‘oog’ van de Webb-ruimtetelescoop heeft nu voor het eerst hun ware aard laten zien. Uit de Webb-waarnemingen blijkt dat schijfstelsels juist de meest voorkomende soort sterrenstelsels in het heelal zijn. En dit impliceert dat de meeste sterren in het heelal binnen dit soort stelsels te vinden zijn. Het lijkt er dus op dat astronomen hun begrip van de vorming van de eerste sterrenstelsels en de evolutie van sterrenstelsels in de afgelopen 10 miljard jaar compleet moeten herzien. (EE)
Meer informatie:
→ Astronomers find abundance of Milky Way-like galaxies in early Universe, rewriting cosmic evolution theories
Komende zondag, 24 september, komt NASA-ruimtesonde OSIRIS-REx voor het eerst sinds zijn lancering in 2016 weer in aanraking met de aardatmosfeer. In de tussentijd is hij op bezoek geweest bij de kleine planetoïde Bennu, waar hij ongeveer 250 gram aan rotsachtig bodemmateriaal heeft ingezameld. De capsule met dit materiaal komt hij nu afleveren. Voor de aflevering van de capsule zal OSIRIS-REx geen vaart minderen. Wanneer hij het aardoppervlak tot op iets meer dan honderdduizend kilometer is genaderd, zal de vluchtleiding hem het sein geven om de capsule simpelweg los te laten. Ongeveer vier uur later dringt laatstgenoemde dan vanzelf met een snelheid van ruim 40.000 kilometer per uur de aardatmosfeer binnen. Een hitteschild moet ervoor zorgen dat de temperatuur in de capsule niet veel hoger oploopt dan op het oppervlak van Bennu. Twee parachutes zullen hem vervolgens zodanig afremmen dat hij een zachte landing kan maken in de woestijn van de Amerikaanse staat Utah. Daar wordt hij zo snel mogelijk per helicopter opgepikt, om vervuiling met aards materiaal te vermijden. Ondertussen zal ruimtesonde OSIRIS-REx zelf zijn stuwraketten activeren om te voorkomen dat hij op aarde neerstort. In plaats daarvan buigt hij af, om onder de nieuwe naam OSIRIS-Apophis Explorer of kortweg OSIRIS-APEX op weg te gaan naar zijn volgende bestemming: de planetoïde Apophis. Het is voor het eerst dat NASA op deze manier bodemmonsters van een planetoïde ophaalt. Ook is het voor het eerst dat zo veel bodemmateriaal van een planetoïde op aarde wordt afgeleverd. Eerder bracht het Japanse ruimteagentschap JAXA wel al kleine hoeveelheden materiaal naar de aarde van de planetoïden Itokawa (2010) en Ryugu (2020). De aankomst van de capsule van OSIRIS-REx kan live worden gevolgd via NASA TV. De uitzending begint zondag om 16.00 uur Nederlandse tijd. (EE)
Meer informatie:
→ Here’s How Sept. 24 Asteroid Sample Delivery Will Work
Twee onafhankelijke onderzoeken, gebaseerd op recente waarnemingen van de Webb-ruimtetelescoop van bevroren koolstofdioxide (CO2) op Jupitermaan Europa, wijzen erop dat het CO2 afkomstig is van een bron in de ondergrondse oceaan van dit ijzige hemellichaam (Science, 21 september). Vermoed wordt dat onder Europa’s korst van waterijs een oceaan van zout, vloeibaar water schuilgaat. Daarom is deze Jupitermaan een belangrijk doelwit voor de zoektocht naar leven elders in ons zonnestelsel. Of deze diepe oceaan ‘leefbaar’ is, hangt af van de aanwezigheid van biologisch essentiële elementen zoals koolstof. Bij eerder onderzoek was al vast CO2-ijs op het oppervlak van Europa aangetoond, maar onduidelijk was nog of dit CO2 afkomstig is uit de verscholen oceaan, is aangevoerd door inslaande meteorieten of is ontstaan door interacties met de magnetosfeer van Jupiter. Bij de nieuwe studies hebben wetenschappers met behulp van nabij-infraroodspectroscopie het CO2 op het oppervlak van Europa opnieuw in kaart gebracht. Samantha Trumbo en Michael Brown hebben daarbij vastgesteld dat het meeste CO2 te vinden is in een ongeveer 1800 vierkante kilometer groot gebied dat Tara Regio wordt genoemd. Dit gebied wordt gedomineerd door ‘chaotisch terrein’ – een geologische mengelmoes van richels, scheuren en vlaktes. Volgens Tumbo en Brown wijst de hoeveelheid CO2 die in dit geologisch jonge gebied is aangetroffen erop dat het CO2 in Europa’s ondergrondse oceaan is gevormd en relatief kort geleden aan de oppervlakte is gekomen. Bij een onafhankelijke studie op basis van dezelfde Webb-gegevens hebben Geronimo Villanueva en collega’s ontdekt dat het CO2 op het oppervlak van Europa is vermengd met andere chemische verbindingen. Ook zij hebben vastgesteld dat het CO2 vooral in Tara Regio te vinden is en zien dit als bewijs dat de koolstof op het oppervlak van binnenuit afkomstig is. Of de koolstof afkomstig is van organismen of een niet-biologische oorsprong heeft laten ze in het midden. Daarnaast hebben Villanueva en zijn collega’s gezocht naar plekken waar vluchtig materiaal door de ijskorst van Europa heen breekt. Hoewel daar bij eerdere onderzoeken wel aanwijzingen voor waren gevonden, is er tijdens de nieuwe Webb-waarnemingen niets van gebleken. Dit kan betekenen dat de uitstoot van CO2 slechts sporadisch optreedt. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Finds Carbon Source on Surface of Jupiter’s Moon Europa
Nieuw onderzoek wijst erop dat een gekantelde donkere halo – de grote ‘blob’ van donkere materie die ons Melkwegstelsel omhult – vooralsnog de enige verklaring is voor de vormkenmerken van de Melkweg (Nature Astronomy, 14 september). Het is moeilijk om de vorm te zien van het sterrenstelsel waar we zelf deel van uitmaken. Maar dankzij Gaia, een Europese ruimtetelescoop die met grote precisie de posities en snelheden van grote aantallen sterren in de Melkweg meet, is het toch gelukt om de eigenaardige kromming van het Melkwegstelsel nauwkeurig in kaart te brengen. De meest gangbare verklaring voor deze kromming is dat de Melkweg in een ver verleden in botsing is gekomen met een ander, kleiner sterrenstelsel. Maar volgens een team onder leiding van astrofysicus Jiwon Jesse Han van het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) kan dit de vervorming van het Melkwegstelsel niet volledig verklaren. Vorig jaar deden Han en zijn CfA-collega Charlie Conroy de interessante ontdekking dat er ook met de zogeheten halo van het Melkwegstelsel – de diffuse bol van gas en sterren waarbinnen de galactische schijf ronddraait – iets vreemds aan de hand is. Het lijkt erop dat deze sterk gekanteld is. Daaruit leidden de astronomen af dat de donkere halo van de Melkweg eveneens sterk gekanteld is. (De donkere halo bestaat uit materie die niet rechtstreeks waarneembaar is, maar wel aantrekkingskracht uitoefent op normale materie.) Om hier het fijne van te weten, hebben Han en Conroy met behulp van computersimulaties onderzocht of ze de kromme vorm van de Melkweg konden reproduceren. Ze maakten een model van het stelsel waarin de donkere halo 25 graden gekanteld was ten opzichte van de Melkwegschijf en berekenden de banen van de daarin aanwezige sterren en gaswolken over een periode van 5 miljard jaar. Uit de simulaties blijkt dat wanneer de donkere halo gekanteld is, de randen van een sterrenstelsel inderdaad kromtrekken en uitwaaieren – precies zoals de Gaia-waarnemingen van de Melkweg laten zien. Dit betekent niet noodzakelijkerwijs dat er geen botsing met een ander sterrenstelsel bij betrokken is geweest – integendeel. Maar de resultaten suggereren wel dat deze interactie in het verleden plaatsvond en niet nog gaande is. Ook tonen de simulaties aan dat een botsing met een ander sterrenstelsel de donkere halo aanzienlijk kan doen kantelen en dat de Melkwegschijf in reactie daarop al snel kromtrekt. (EE)
Meer informatie:
→ The Milky Way Is Warped, And a Giant Blob of Dark Matter Could Be Why (Science Alert)
Het Koninklijk Eise Eisinga Planetarium staat vanaf nu op de Werelderfgoedlijst van UNESCO. Daarmee erkent het Werelderfgoedcomité van UNESCO de uitzonderlijke universele waarde van dit indrukwekkend grote model van ons zonnestelsel, dat tussen 1774 en 1781 is vervaardigd door de Friese wolfabrikant en amateurastronoom Eise Eisinga. Het Eisinga Planetarium geeft een actueel en realistisch beeld van de posities van de zon, de maan, de aarde en de vijf overige planeten die destijds bekend waren. Het mechaniek is ingebouwd in het plafond van de voormalige woon- en slaapkamer van Eisinga en heeft nog altijd de functie die Eisinga destijds voor ogen had. Al 242 jaar wordt het gebruikt om bezoekers uitleg te geven over de werking van ons zonnestelsel. Het is daarmee het oudste werkende planetarium ter wereld. ICOMOS, het internationale adviesorgaan voor UNESCO Werelderfgoed, concludeert in zijn rapport dat het Eisinga Planetarium van ‘uitzonderlijke universele waarde’ is – een cruciale voorwaarde voor het verkrijgen van de Werelderfgoedstatus. ‘Het Koninklijk Eise Eisinga Planetarium is een uitstekend voorbeeld van een technologisch ensemble dat een bewegend schaalmodel van het zonnestelsel toont zoals dat bekend was aan het eind van de achttiende eeuw. Het illustreert duidelijk een bijzonder moment in de geschiedenis van de wetenschap en in het begrijpen van het heliocentrische model van het zonnestelsel.’ Aan het verkrijgen van de Werelderfgoedstatus is een lang traject voorafgegaan. Het idee om deze status aan te vragen ontstond al in 2003. (EE)
Meer informatie:
→ Website Eisinga Planetarium
Op 5 september 2022 vloog NASA’s Parker Solar Probe door een van de krachtigste coronale massa-ejecties (CME’s) ooit. De gebeurtenis ondersteunt een twintig jaar oude theorie over de interactie tussen CME’s en interplanetair stof. In dat artikel wordt geopperd dat CME’s van invloed kunnen zijn op het interplanetaire stof rond onze ster en dit stof zelfs kunnen verdrijven. CME’s zijn immense uitbarstingen uit de buitenste atmosfeer van de zon – de zogeheten corona – die bijdragen aan het ‘ruimteweer’, dat satellieten in gevaar kan brengen, communicatie- en navigatietechnologieën kan verstoren en zelfs het elektriciteitsnet op aarde kan uitschakelen. Door meer te weten te komen over de wisselwerking tussen deze gebeurtenissen en interplanetair stof, kunnen wetenschappers beter voorspellen hoe snel een CME de afstand tussen aarde en zon kan overbruggen. Interplanetair stof bestaat uit minuscule deeltjes van planetoïden, kometen en zelfs planeten en is alom aanwezig in ons zonnestelsel. De vage gloed die zodiakaal licht wordt genoemd en soms voor zonsopgang of na zonsondergang waarneembaar is, is een van de verschijningsvormen ervan. De CME van 5 september 2022 verplaatste het stof tot op ongeveer 9 miljoen kilometer van de zon – ongeveer een zesde van de afstand tussen de zon en Mercurius – maar het werd vrijwel onmiddellijk weer aangevuld door interplanetair stof zoals dat overal in het zonnestelsel rondzwerft. De Parker-waarnemingen speelden een cruciale rol bij deze ontdekking, omdat stof dat in het kielzog van een CME wordt meegesleept moeilijk waarneembaar is van een afstand. Wetenschappers namen de interactie tussen de CME en het stof waar als donkere plekken op beelden van de Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR) – de ‘groothoekcamera’ van de ruimtesonde. Dit komt doordat interplanetair stof licht weerkaatst, waardoor plekken waar stof aanwezig is er juist helder uitzien. Om de donkere plekken te kunnen lokaliseren, moest het team eerst de gemiddelde achtergrondhelderheid van WISPR-opnamen voor verschillende vergelijkbare banen berekenen, zodat normale helderheidsvariaties zoals die door zonnestreamers en andere veranderingen in de zonnecorona ontstaan, konden worden uitgefilterd. Omdat de wetenschappers het effect alleen hebben waargenomen in samenhang met de gebeurtenis van 5 september 2022, vermoeden ze dat een ‘schoonmaakactie’ als deze alleen optreedt bij de sterkste CME’s. (EE)
Meer informatie:
→ Parker Observes Powerful Coronal Mass Ejection ‘Vacuum Up’ Interplanetary Dust
Ongeveer 5 miljard jaar geleden was de aarde zich nog aan het vormen. In de protoplanetaire schijf rond de jonge zon klonterden gas en stof samen, waarschijnlijk een beetje gehinderd door de resonerende zwaartekracht van Jupiter en andere grote planeten. Het lijkt logisch dat onze planeet daarbij al het puin in haar baan opveegde, waardoor er een lege gordel in de schijf ontstond die tot op lichtjaren afstand waarneembaar was. Nieuw onderzoek wijst er echter op dat het niet altijd zo gaat (Astronomy & Astrophysics, 8 september). De schijf van gas en stof rond jonge sterren is vaak koud en moeilijk waarneembaar. Maar inmiddels is het astronomen toch gelukt om, met behulp van geavanceerde radiotelescopen zoals ALMA, detailrijke opnamen van zulke schijven te maken. Veel van deze schijf vertonen concentrische leegtes die vrijwel geen puin bevatten, maar in sommige gevallen wel een planeet-in-wording. De algemene consensus is dus dat lege gordels in een schijf op de aanwezigheid van planeten wijzen, zelfs als we die niet rechtstreeks kunnen waarnemen. Maar zo eenvoudig is het niet. Een team onder leiding van de Griekse astronoom Anastasia Tzouvanou heeft computersimulaties van jonge protoplanetaire schijven ontwikkeld, waarin interacties optreden tussen drie tot zeven protoplaneten en het gas, stof en puin binnen de schijf. De simulaties zijn geavanceerd genoeg om niet alleen te kunnen zien hoe deze planeten materie opslokken en ‘groeien’, maar ook hoe hun banen ten gevolge van zwaartekrachtinteracties kunnen opschuiven. De simulaties bestreken een periode van 100 miljoen jaar – lang genoeg om te onderzoeken hoe de planeten zich in stabiele omloopbanen nestelen. Tzouvanou en haar collega’s ontdekten onder meer dat binnen zo’n jonge schijf sommige protoplaneten snel – dat wil zeggen: binnen 40.000 jaar – instabiele banen ontwikkelen. Omdat een planeet er veel langer over zou doen om zijn baan leeg te vegen, betekent dit dat wanneer we vijf of meer lege gordels in zo’n schijf waarnemen, deze niet allemaal door planeten kunnen zijn schoongeveegd. Het is mogelijk dat deze leegtes in werkelijkheid worden veroorzaakt door de baanresonanties van één bijzonder grote planeet – ongeveer zoals Jupiter planeetvorming binnen de planetoïdengordel in ons eigen zonnestelsel heeft verhinderd. Concreet betekent dit dat we geen eenvoudig verband kunnen leggen tussen het aantal en de omvang van de lege gordels in jonge protoplanetaire schijven en het aantal en de verdeling van planeten in de uiteindelijke planetenstelsels. (EE)
Meer informatie:
→ Do the gaps in protoplanetary disks really indicate newly forming planets? (Universe Today)
Wetenschappers van het Rochester Institute of Technology (VS) hebben, samen met collega’s van over de hele wereld, gegevens van de Webb-ruimtetelescoop gebruikt als onderdeel van de Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey om het bestaan van zeer heldere sterrenstelsels in het vroege heelal te bevestigen. Daarbij is het potentieel verste sterrenstelsel dat ooit werd ontdekt gesneuveld (Nature, 12 september). De astronomen onderzochten de roodverschuiving (de verschuiving van het spectrum van een object naar langere, rode golflengten) van een aantal specifieke sterrenstelsels om te zien hoeveel hun licht verschoven was. Hieruit kan worden afgeleid hoe ver weg de stelsels zijn. Het CEERS-team richtte zich op Maisie’s Sterrenstelsel, waarvan werd verondersteld dat het een roodverschuiving van z ≈ 11,5 had. Een Schots team onderzocht een sterrenstelsel ernaast, dat volgens hen een roodverschuiving van z ≈ 16 zou kunnen hebben – een record. De nieuwe spectrale gegevens bevestigen dat Maisie’s Sterrenstelsel inderdaad zo ver weg staat als verwacht. Maar het spectrum van het andere sterrenstelsel blijkt er heel anders uit te zien. Bij toeval bootst het de kleuren na van een sterrenstelsel met een hoge roodverschuiving, maar zijn roodverschuiving bedraagt niet 16, maar slechts 4,9. Dit betekent dat het veel dichterbij staat. (EE)
Meer informatie:
→ Collaboration with global team confirms, disproves distant galaxies
Met behulp van de Europese Very Large Telescope hebben astronomen een nieuw sterk zwaartekrachtlenssysteem ontdekt: DESI-253.2534+26.8843. Het bestaat uit een massarijk elliptisch sterrenstelsel omringd door vier lichtblauwe vlekken die een zogeheten Einsteinkruis vormen (The Astrophysical Journal Letters, 10 augustus). Een Einsteinkruis is het gevolg van het sterke zwaartekrachtlens-effect. Het verschijnsel treedt op wanneer een massarijk object de ruimtetijd vervormt en het pad van het licht van een verder weg staand object doet afbuigen. Meestal resulteert dit in meerdere afbeeldingen van dit object. En als de beide objecten bijna precies op één lijn staan en het object dat als lens dient langwerpig is, wordt het achtergrondobject viermaal afgebeeld. Een specifiek voorbeeld van zo’n viervoudig lenssysteem is het Einsteinkruis, waarbij de vier afzonderlijke afbeeldingen van het achtergrondobject een symmetrisch kruis of klavertjevier vormen. Het eerste object van dit type werd in 1985 ontdekt door een team onder leiding van de Amerikaanse astronoom John Huchra. Het nieuwe Einsteinkruis is met behulp van neurale netwerken ontdekt in de gegevens van de DESI Legacy Imaging Surveys. De vier ‘blaadjes’ van DESI-253.2534+26.884 zijn afbeeldingen van een ver sterrenstelsel dat verborgen zit achter het oranje sterrenstelsel in het centrum. Uit de waarnemingen met de Very Large Telescope blijkt dat het verre sterrenstelsel in hoog tempo nieuwe sterren produceert. (EE)
Meer informatie:
→ A flower with four petals
De Webb-ruimtetelescoop heeft een hoge-resolutieopname gemaakt van Herbig-Haro 211 (HH 211), een bipolaire straal die zich met supersonische snelheden voortplant. Het object bevindt zich op ongeveer duizend lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Perseus en is een van de jongste en dichtstbijzijnde protostellaire uitstromingen. Herbig-Haro objecten zijn heldere gebieden rond pasgeboren sterren, die worden gevormd wanneer de stellaire winden of jets die deze pasgeboren sterren produceren schokgolven vormen die met hoge snelheden in botsing komen met het gas en stof in de omgeving. De nieuwe Webb-opname van HH 211 toont een uitstroom van een klasse 0-protoster: een jeugdige versie van onze zon toen die nog maar enkele tienduizenden jaren oud was en slechts 8% van haar huidige massa had. Uiteindelijk zal de protoster uitgroeien tot een zonachtige ster. Eerdere waarnemingen van HH 211 met telescopen op de grond lieten reusachtige boegschokken zien die van ons af en naar ons toe bewegen. De Webb-opnamen hebben nu aangetoond dat de uitstroom van het object relatief langzaam is vergeleken met meer geëvolueerde protosterren met vergelijkbare soorten uitstroom. De snelheden van de binnenste uitstroomstructuren bedragen ruwweg 80 tot 100 kilometer per seconde. Het snelheidsverschil tussen deze delen van de uitstroom en het materiaal waarmee ze in botsing komen - de schokgolf - is echter veel kleiner. De onderzoekers concluderen daaruit dat de uitstroom van de jongste sterren, zoals die in het centrum van HH 211, voornamelijk uit moleculen bestaat, omdat de relatief lage schokgolfsnelheden niet genoeg energie hebben om de moleculen in atomen en ionen te splitsen. (EE)
Meer informatie:
→ NASA’s Webb Snaps Supersonic Outflow of Young Star
Een team van planeetwetenschappers van Arizona State University (VS) suggereert dat de talrijke heldere flitsen in de atmosfeer van Venus mogelijk niet door bliksem worden veroorzaakt, maar door meteoren (Journal of Geophysical Research: Planets, 25 augustus). De eerste lichtflitsen op Venus werden in de jaren 70 van de vorige eeuw gedetecteerd door de Russische Venera-landers 9 en 10. De oorzaak aanvankelijk gezocht bij bliksemontladingen, maar daar is later de nodige twijfel over ontstaan. Ruimtesondes die naar Venus zijn gestuurd hebben de oorsprong van de flitsen niet kunnen bevestigen, maar hebben wel elektrostatische ontladingen geregistreerd zoals die ook optreden tijdens onweersbuien op aarde. Het vreemde is echter dat deze elektrostatische ontladingen nog nooit tegelijkertijd met lichtflitsen zijn waargenomen. Ook is er weinig bewijs dat de atmosfeer van Venus überhaupt in staat is om bliksem te produceren. En dat bracht de ASU-wetenschappers ertoe om een andere oorzaak te overwegen: meteoren dus. Om uit te zoeken of meteoren de flitsen zouden kunnen veroorzaken, voerde het team twee onderzoeken uit: één op basis van gegevens van de Mount Bigelow-telescoop in Arizona en de andere op basis van gegevens van de Japanse ruimtesonde Akatsuki. De wetenschappers ontdekten dat er jaarlijks tussen de 10.000 en 100.000 flitsen in de atmosfeer van Venus optreden – aantallen die nogal hoog lijken voor meteoorinslagen. Maar de onderzoekers merken op dat meteoren die de hemel van Venus verlichten vaker te zien zouden zijn dan op aarde vanwege de verschillen tussen hun atmosferen en de krappere omloopbaan van Venus om de zon. Hierdoor bereiken meteoren op Venus hogere snelheden, wat in fellere flitsen resulteert. Het team heeft het aantal flitsen dat in de atmosfeer van Venus werd geregistreerd vergeleken met het theoretisch verwachte aantal meteoorinslagen, en is daarbij tot de conclusie gekomen dat de beide aantallen dicht genoeg bij elkaar liggen om van een verband te kunnen spreken. (EE)
Meer informatie:
→ Flashes of light in Venusian atmosphere may be meteors, not lightning (Phys.org)
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Nathan Deg en Kristine Spekkens van Queen’s University (Canada), heeft twee mogelijke poolringstelsels ontdekt. Dat zijn sterrenstelsels die omgeven zijn door een ring van sterren en gas die loodrecht op de hoofdschijf van het stelsel staat. (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 13 september). De objecten werden aangetroffen op kaarten van de verdeling van waterstofgas in meer dan 600 sterrenstelsels, die in het kader van de WALLABY-survey van de West-Australische radiotelescoop ASKAP zijn gemaakt. De ontdekking suggereert dat poolringstelsels talrijker zijn dan gedacht. Jayanne English, lid van het WALLABY-onderzoeksteam en expert op het gebied van de astronomische beeldverwerking, maakte de eerste afbeeldingen van de twee poolringstelsels door optische en radiogegevens van verschillende telescopen met elkaar te combineren. Optische en infraroodgegevens van de Subaru-telescoop op Hawaï brachten de spiraalvormige hoofdschijf van de stelsels in beeld, en hun gasringen werd vastgelegd door ASKAP. De volgende stap voor het team is het bevestigen van de ontdekking van de poolringstelsels door middel van aanvullende waarnemingen met onder andere de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. Verder onderzoek van poolringstructuren kan astronomen meer leren over de evolutie van sterrenstelsels. Een van de belangrijkste hypotheses om het ontstaan van poolringen te verklaren is bijvoorbeeld een fusie waarbij een groter sterrenstelsel een kleiner stelsel ‘opslokt’. Als poolringstelsels vaker voorkomen dan eerder werd gedacht, zou dit kunnen betekenen dat zulke fusies vaker voorkomen. Poolringstelsels kunnen ook worden gebruikt om de verdeling van de donkere materie in het moederstelsel in kaart te brengen. (EE)
Meer informatie:
→ Discovery of two potential Polar Ring galaxies suggests these stunning rare clusters might be more common than previously believed
De banen van 27 sterren die op kleine afstand om het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel draaien, zijn zo chaotisch dat onderzoekers niet betrouwbaar kunnen voorspellen waar ze over zo’n 462 jaar zijn. Dat blijkt uit computersimulaties van drie sterrenkundigen uit Nederland en het Verenigd Koninkrijk (International Journal of Modern Physics D., 1 augustus en MNRAS, 7 september). Het simuleren van 27 sterren en hun wisselwerking onderling en met het zwarte gat, is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Eeuwenlang was het bijvoorbeeld onmogelijk om van meer dan twee elkaar beïnvloedende sterren, planeten of andere objecten de bewegingen te voorspellen. Pas in 2018 ontwikkelden Leidse onderzoekers een computerprogramma waarin afrondingsfouten geen rol meer spelen in de berekeningen. Daarmee konden ze de bewegingen van drie fictieve sterren doorrekenen. Nu hebben de onderzoekers hun programma uitgebreid zodat het overweg kan met 27 sterren die voor astronomische begrippen rakelings langs het zwarte gat in het Melkwegcentrum bewegen. De simulaties laten een verrassing zien. Alhoewel de sterren in hun banen om het zwarte gat blijven, blijkt dat door hun onderlinge wisselwerking de banen chaotisch zijn. Dat betekent dat de sterbanen gevoelig zijn voor kleine verstoringen. Deze veranderingen groeien exponentieel en zorgen er op de lange termijn voor dat de sterbanen niet meer kunnen worden voorspeld. Volgens de onderzoekers ontstaat de chaos steeds ongeveer op dezelfde manier. Twee of drie sterren naderen elkaar dicht, wat leidt tot onderling duw- en trekwerk en iets andere sterbanen. Het zwarte gat waar al die sterren omheen draaien, wordt vervolgens een beetje weggeduwd, en dat ‘voelen’ de overige sterren dan weer. De onderzoekers vergelijken de chaos bij het zwarte gat met het fietsen door de stad. Je weet ongeveer hoe lang je er over doet. Maar hoe lang precies is niet te voorspellen. Als er een brug open staat waar je op moet wachten, of wanneer iemand voor je fiets springt, kun je zomaar minuten later arriveren. De onderzoekers noemen het fenomeen ‘punctuated chaos’ – onderbroken chaos. De term is geïnspireerd op de evolutiebiologie waar het omgekeerde plaatsvindt: het zogeheten punctuated equilibrium. Dat gaat over de evolutie binnen een soort, waar vaak sprake is van een langdurig evenwicht dat maar heel sporadisch schoksgewijs onderbroken wordt.
Meer informatie:
→ Oorspronkelijk persbericht
De snelheid waarmee het heelal uitdijt, bekend als de Hubble-constante, is een van de fundamentele parameters om de evolutie en het uiteindelijk lot van de kosmos te begrijpen. Er bestaat echter een hardnekkig verschil – de zogeheten ‘Hubble-spanning’ – tussen de waarde van de constante die wordt gemeten met behulp van een groot aantal onafhankelijke afstandsindicatoren en de waarde die wordt voorspeld op basis van de kosmische achtergrondstraling – de nagloeiing van de oerknal. Bij het meten van de uitdijingssnelheid van het heelal maken astronomen veelal gebruik van zogeheten Cepheïden – een klasse van zeer heldere reuzensterren die regelmatig pulseren. Er bestaat een sterk verband tussen de pulsatieperiode en de absolute helderheid van deze sterren. Door de gemeten schijnbare helderheid van een Cepheïde te vergelijken met diens absolute helderheid, kan daardoor rechtstreeks zijn afstand worden vastgesteld. De afgelopen decennia heeft de Hubble-ruimtetelescoop op deze manier talrijke Cepheïden waargenomen, maar daarbij ondervond hij hinder van het stof dat zich tussen ons en deze sterren in bevindt. Stof absorbeert en verstrooit blauw licht, waardoor verre objecten zwakker, en daarmee ook verder weg lijken dan ze in werkelijkheid zijn. Jammer genoeg ziet Hubble in rood licht niet zo scherp als in blauw licht, waardoor hij Cepheïden niet goed kon onderscheiden van de overige sterren in zijn beeldveld. Gevolg: er zit relatief veel ruis in zijn metingen. De nieuwe Webb-ruimtetelescoop ziet juist heel erg scherp in het (infra)rood en is dus veel beter in staat om afzonderlijke Cepheïden te bekijken. En dat is ook precies wat hij de afgelopen tijd heeft gedaan. Zoals verwacht vertonen de Webb-metingen veel minder ruis dan die van Hubble. Maar de Hubble-spanning lossen ze nog steeds niet op. Hubble’s zwakke rode gezichtsvermogen speelt dus geen belangrijke rol bij het ontstaan van de Hubble-spanning. Maar astronomen laten zich daardoor natuurlijk niet uit het veld slaan. Ze zoeken de oplossing nu bij compleet andere verklaringen, zoals donkere energie, exotische donkere materie of modificaties van de zwaartekrachtswet. Wordt vervolgd! (EE)
Meer informatie:
→ Webb Confirms Accuracy of Universe’s Expansion Rate Measured by Hubble
Polaris, alias de Poolster, is vooral bekend vanwege zijn positie nabije de noordelijke hemelpool, die hem tot een nuttig navigatie-object maakt. Maar de ster is ook om een andere reden interessant. Het is in feite een meervoudig stersysteem, bestaande uit een gele superreus (Polaris Aa), een kleinere gele dwerg met bijna anderhalf keer zoveel massa als de zon (Polaris B) en een nog wat lichtere ster (Polaris Ab). En met Polaris Aa is iets bijzonders aan de hand: het is een zogeheten Cepheïde – een stertype dat regelmatig pulseert. Normaal gesproken dan, want Polaris Aa gedraagt zich wispelturig. Uit waarnemingen blijkt dat de pulsperiode van Polaris Aa de vorige eeuw gestaag is toegenomen, terwijl de amplitude afnam. Maar sinds kort neemt de pulsperiode weer af bij een gelijkblijvende amplitude. Nieuw onderzoek door Guillermo Torres van het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) suggereert dat dit gedrag aan begeleider Polaris B te wijten is. De regelmatige helderheidsvariaties van een Cepheïde ontstaan doordat de ster daadwerkelijk opzwelt en weer samentrekt. Om meer te weten te komen over het pulseergedrag van Polaris Aa heeft Torres een inventarisatie gemaakt van ruim 3600 spectra van de ster. Uit de rood- en blauwverschuivingen in het spectrum van Polaris – een direct gevolg van diens pulsaties – kan worden afgeleid hoe vaak en met welke amplitude de ster pulseert. Begin jaren 90 was de amplitude zo klein geworden, dat de pulsaties leken stil te vallen. Maar de tien jaar daarna nam de amplitude juist weer toe en de meest recente waarnemingen laten weer een afname zien. Torres ziet een verband tussen deze onregelmatigheden en het feit dat de begeleidende ster Polaris B eens in de dertig jaar dicht bij Polaris Aa komt. Daarbij zou hij de buitenste lagen van de Cepheïde weleens flink kunnen verstoren. Als dit vermoeden klopt, kan dat ook licht werpen op het gedrag van andere pulserende sterren met vergelijkbare eigenschappen. (EE)
Meer informatie:
→ Polaris is the Closest, Brightest Cepheid Variable. Very Recently, Something Changed (Universe Today)
Nieuw onderzoek met de Webb-ruimtetelescoop wijst erop dat K2-18 b, een exoplaneet die bijna negen keer zoveel massa heeft als de aarde, koolstofhoudende moleculen bevat, waaronder methaan en koolstofdioxide. De ontdekking is een aanvulling op recente studies die suggereren dat K2-18 b een zogeheten hyceaanse planeet kan zijn. ‘Hyceaans’ is afgeleid van de Engelse woorden voor waterstof (hydrogen) en oceaan (oceaan). Planeten van dit type kunnen een waterstofrijke atmosfeer en een met oceaanwater bedekt oppervlak hebben. K2-18 b cirkelt binnen de zogeheten leefbare zone om de koele, 120 lichtjaar verre dwergster K2-18 in het sterrenbeeld Leeuw. Exoplaneten zoals K2-18 b houden het midden tussen de aarde en Neptunus, en worden ook wel ‘sub-Neptunussen’ genoemd. In ons eigen zonnestelsel komen zulke planeten niet voor. De suggestie dat de sub-Neptunus K2-18 b een hyceaanse exoplaneet zou kunnen zijn is intrigerend, omdat sommige astronomen denken dat deze werelden veelbelovende omgevingen zijn om naar aanwijzingen voor buitenaards leven te zoeken. De overvloed aan methaan en koolstofdioxide en het gebrek aan ammoniak ondersteunen de hypothese dat er een oceaan op K2-18B is, gehuld in een atmosfeer die rijk is aan waterstof. De Webb-waarnemingen hebben ook een mogelijke detectie van het molecuul dimethylsulfide opgeleverd, maar die is nog onzeker. Op aarde wordt dimethylsulfide alleen geproduceerd door levende organismen, met name door fytoplankton. Dat K2-18 b zich binnen de leefbare zone van zijn ster bevindt en koolstofhoudende moleculen bevat, betekent niet per se dat de planeet geschikt is voor leven. Van hyceaanse werelden wordt weliswaar voorspeld dat ze oceanen van water hebben, maar het is goed mogelijk dat deze te heet zijn voor leven. (EE)
Meer informatie:
→ Webb Discovers Methane, Carbon Dioxide in Atmosphere of K2-18 b
Elke ochtend en middag, met de regelmaat van een klok, gaat er een trilling door het oppervlak van de maan. Een nieuwe analyse van deze seismische activiteit laat zien dat sommige van deze kleine maanbevingen een bijzondere oorzaak hebben (Journal of Geophysical Research - Planets, 5 september). Bij gebrek aan een isolerende atmosfeer vertoont de maan sterke temperatuurschommelingen, van 120 graden Celsius op het heetst van de dag tot -18°C ’s nachts. Dit zorgt ervoor dat het maanoppervlak afwisselend uitzet en samentrekt, en zogeheten thermische maanbevingen ontstaan. In de jaren 70 plaatsten astronauten van de Apollo 17-missie drie seismometers op de maan die thermische maanbevingen konden meten. De seismometers verzamelden gegevens over een periode van acht maanden, van oktober 1976 tot mei 1977. De gegevens bleven tot voor kort grotendeels onaangeroerd, maar zijn nu opnieuw geanalyseerd met behulp van moderne technieken zoals machine learning. Het onderzoek, onder leiding van Caltech-postdoc Francesco Civilini, laat zien dat de thermische maanbevingen een grote regelmaat vertonen: ze ontstaan rond het middaguur, wanneer de zon haar hoogste stand aan hemel is gepasseerd en het maanoppervlak begint af te koelen. Het machine-learningmodel detecteerde daarnaast echter ook tekenen van seismische activiteit in de ochtend, die er anders uitzagen dan de ‘avondbevingen’. Verrassend genoeg bleken dit echter geen thermische maanbevingen te zijn. De onderzoekers ontdekten dat de ochtendtrillingen afkomstig waren van het onderstel van de Apollo 17 maanlander, een paar honderd meter verderop. Steeds als dit onderstel in de ochtend door de zon wordt opgewarmd, zet het krakend uit en veroorzaakt het kleine trillingen. Voor NASA is het van belang om de seismische activiteit op de maan te kennen, omdat het ruimteagentschap binnen enkele jaren weer astronauten naar de maan wil sturen en een maanbasis wil opzetten. Hoewel de thermische maanbevingen te klein zijn om gevoeld te worden door iemand die op het maanoppervlak staat, geven de nieuwe bevindingen meer inzicht in de thermische samentrekkingen en uitzettingen waar toekomstige maanlanders en apparatuur mee te maken krijgen. Daarnaast bieden de maanbevingen de mogelijkheid om te onderzoeken wat zich onder het oppervlak afspeelt. Seismische golven planten zich door verschillende materialen met verschillende snelheden voort. Onderzoekers kunnen uit seismische informatie dus afleiden welke materialen er in de bodem zitten. (EE)
Meer informatie:
→ New Study Characterizes Regular Moonquakes
Nieuw onderzoek, onder leiding van Stefano Torniamenti van de Universiteit van Padua (Italië), wijst op het bestaan van meerdere zwarte gaten in de Hyaden – de dichtstbijzijnde open sterrenhoop. Indien bevestigd, zouden deze zwarte gaten de meest nabije zijn die ooit zijn opgespoord (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, september 2023). Bij hun onderzoek maakte het team van astrofysici gebruik van simulaties die de bewegingen en evolutie van alle sterren in de Hyaden – die zich op een afstand van ongeveer 150 lichtjaar bevinden – nalopen, om zo hun huidige toestand te reproduceren. Open sterrenhopen zijn losse verzamelingen van honderden sterren die bepaalde eigenschappen gemeen hebben, zoals hun leeftijd en chemische kenmerken. De simulatieresultaten werden vergeleken met de werkelijke posities en snelheden van de sterren in de Hyaden, die nauwkeurig bekend zijn dankzij metingen van de Europese Gaia-satelliet. De simulaties blijken de massa en omvang van de Hyaden alleen te kunnen reproduceren als er nu of in het recente verleden enkele zwarte gaten in het centrum van de sterrenhoop aanwezig zijn (geweest). De waargenomen eigenschappen van de Hyaden worden het best gereproduceerd door simulaties met twee of drie nog aanwezige zwarte gaten. Maar ook simulaties waarin alle zwarte gaten minder dan 150 miljoen jaar geleden zijn uitgestoten laten nog een goede overeenkomst zien, omdat de sporen van een voormalige populatie van zwarte gaten in de sterrenhoop niet zo snel worden uitgewist. De resultaten geven aan dat de zwarte gaten die in de Hyaden zijn ontstaan zich nog steeds in de cluster bevinden, of daar heel dicht bij. Het zouden dan de dichtstbijzijnde zwarte gaten zijn. Een andere recent ontdekte kandidaat, zwart gat BH1, is ruim 1500 lichtjaar van ons verwijderd. (EE)
Meer informatie:
→ Study hints at the existence of the closest black holes to Earth in the Hyades star cluster
Astronomen van de Universiteit van Leicester (VK) hebben, met de behulp van de röntgensatelliet Swift, een zonachtige ster in een relatief nabij sterrenstelsel ontdekt die geleidelijk wordt ‘opgevreten’ door een zwart gat (Nature Astronomy, 7 september). De astronomen werden op de ster geattendeerd door een heldere röntgenflits die uit het centrum van het ongeveer 500 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel 2MASX J02301709+2836050 bleek te komen. Verdere waarnemingen met Swift lieten zien dat de röntgenflits, die de aanduiding Swift J0230 heeft gekregen, vervolgens niet simpelweg uitdoofde, zoals verwacht, maar zeven tot tien dagen aanhield en toen abrupt ophield. Dit proces herhaalde zich vervolgens om de 25 dagen. Op basis van computermodellen komen de wetenschappers tot de conclusie dat de uitbarstingen van Swift J0230 worden veroorzaakt door een ster ter grootte van onze zon, die in een elliptische baan om een zwart gat in het centrum van 2MASX J02301709+2836050 draait. Steeds als de ster in de buurt van het zwarte gat komt, wordt ongeveer drie aardmassa’s aan materiaal aan zijn atmosfeer onttrokken. Daarbij wordt de materie verhit tot een temperatuur van ongeveer twee miljoen graden en komt een enorme hoeveelheid röntgenstraling vrij. De astronomen schatten dat het zwarte gat ongeveer 10.000 tot 100.000 keer de massa van onze zon heeft, wat vrij weinig is voor de superzware zwarte gaten zoals die doorgaans in de centra van sterrenstelsels worden aangetroffen. De massa van het zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel bedraagt ongeveer vier miljoen zonsmassa’s en in de meeste andere stelsels zijn zwarte gaten van 100 miljoen zonsmassa’s en meer te vinden. (EE)
Meer informatie:
→ Ravenous black hole consumes three Earths’-worth of star every time it passes
