28 september 2023
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)
→ The revisited mass of the Milky Way is much smaller than expectations from cosmology

20 september 2023
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)
→ The Milky Way Is Warped, And a Giant Blob of Dark Matter Could Be Why (Science Alert)

18 september 2023
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)
→ Do the gaps in protoplanetary disks really indicate newly forming planets? (Universe Today)

15 september 2023
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)
→ NASA’s Webb Snaps Supersonic Outflow of Young Star

11 september 2023
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)
→ Study hints at the existence of the closest black holes to Earth in the Hyades star cluster

13 september 2023
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.
→ Oorspronkelijk persbericht

12 september 2023
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)
→ Polaris is the Closest, Brightest Cepheid Variable. Very Recently, Something Changed (Universe Today)

31 augustus 2023
De Webb-ruimtetelescoop heeft nieuwe details ontdekt in een van de beroemdste supernova’s: SN 1987A. SN 1987A bevindt zich op 168.000 lichtjaar afstand in de Grote Magelhaense Wolk en is sinds zijn ontdekking in februari 1987 al bijna veertig jaar het doelwit van intensieve waarnemingen op golflengten variërend van radio- tot gammastraling.Op de nieuwe Webb-opname is een centrale structuur te zien in de vorm van een sleutelgat. Dit centrum zit vol met klonterig gas en stof dat door de supernova-explosie is uitgestoten. Het stof ter plekke is zo dicht dat zelfs het nabij-infrarode licht dat Webb kan detecteren er niet doorheen kan dringen, waardoor het donkere ‘gat’ in het sleutelgat is ontstaan. Het binnenste sleutelgat is omgeven door een heldere ring, die een gordel vormt om het middel dat twee zwakke armen van zandlopervormige buitenringen met elkaar verbindt. Deze equatoriale ring, die bestaat uit materiaal dat al tienduizenden jaren vóór de supernova-explosie werd uitgestoten, vertoont heldere hete plekken die ontstonden toen de schokgolf van de supernova op de ring botste. Nu zijn er zelfs buiten de ring van die plekken te vinden, met diffuus licht eromheen. Dit zijn de plekken waar de schokken van de supernova verder naar buiten gelegen materiaal hebben geraakt. Hoewel deze structuren in meer of mindere mate al door andere telescopen waren waargenomen, heeft Webb nu een nieuw detail in dit supernova-restant opgespoord: twee kleine sikkelvormige structuren. Deze sikkels zouden deel uitmaken van de buitenste gaslagen die door de supernova-explosie naar buiten zijn geschoten. Hun helderheid kan een indicatie zijn van ‘randverheldering’ – een optisch fenomeen dat optreedt als je het uitdijende materiaal in drie dimensies bekijkt. Anders gezegd: door de ruimtelijke hoek waaronder we deze structuren zien lijkt het alsof er meer materiaal in de beide sikkels zit dan in werkelijkheid het geval is. Ondanks de decennia van onderzoek sinds de ontdekking van de supernova, resteren er nog steeds een aantal raadsels, met name rondom de neutronenster die in de nasleep van de supernova-explosie gevormd zou moeten zijn. Daarom zal Webb de supernova blijven observeren. (EE)

30 augustus 2023
Met een opmerkelijke waarnemingscampagne waarbij twaalf telescopen op de grond en in de ruimte betrokken waren, hebben astronomen het mysterieuze gedrag blootgelegd van een pulsar – een supersnel ronddraaiende dode ster. Van dit object is bekend dat het bijna doorlopend wisselt tussen twee helderheidstoestanden. Ontdekt is nu dat de eigenaardige omschakelingen worden veroorzaakt door plotselinge kortstondige uitstoten van materie vanuit de pulsar (Astronomy & Astrophysics, 30 augustus). Een pulsar is een snel roterende, magnetische, dode ster die een bundel elektromagnetische straling de ruimte in zendt. Tijdens het draaien zwiept deze bundel in het rond, net als de lichtbundel van een vuurtoren. Steeds wanneer zo’n bundel kortstondig onze kant op is gericht, kan hij door astronomen worden gedetecteerd. Hierdoor lijkt het alsof de ster pulseert. Pulsar J1023+0038 is een speciaal soort pulsar die bizar gedrag vertoont. Hij bevindt zich op ongeveer 4500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Sextant en draait om een andere ster. De afgelopen tien jaar heeft de pulsar actief materie aan zijn begeleider onttrokken. Deze materie hoopt zich op in een schijf rond de pulsar, van waaruit zij langzaam naar deze toe valt. Vanaf het moment dat de opeenhoping van materie op gang kwam, verdween de rondzwiepende bundel bijna helemaal en begon de pulsar steeds tussen twee modes te switchen. In de ene modus zendt de pulsar heldere röntgenstraling, ultraviolet en zichtbaar licht uit, terwijl hij in de andere modus juist meer radiogolven uitzendt. De pulsar kan enkele seconden of minuten in elke modus blijven en dan binnen enkele seconden omschakelen naar de andere modus. Astronomen hadden tot nu toe geen verklaring voor dit raadselachtige gedrag. Maar aan de hand van waarnemingen die in juni 2021 zijn verricht, hebben ze nu ontdekt dat de omschakelingen het gevolg zijn van een ingewikkeld samenspel tussen de pulsarwind – een stroom van energierijke deeltjes die van de pulsar ‘wegwaait’ – en materie die naar de pulsar toe stroomt. In eerste instantie wordt de materie die naar de pulsar toe stroomt uitgestoten in een smalle bundel die loodrecht op de schijf rond de pulsar staat. Daarbij hoopt deze materie zich geleidelijk steeds dichter bij de pulsar op, waardoor zijn uiteindelijk in botsing komt met de deeltjeswind van de pulsar. Als gevolg daarvan wordt de materie heel heet en een bron van energierijke straling. Uiteindelijk worden de klodders hete materie door de rondzwiepende bundel van de pulsar weggeblazen, waardoor de schijf rond de pulsar afkoelt en minder intens straalt, waarna de cyclus van voren af kan beginnen. (EE)
→ Volledig persbericht

23 augustus 2023
Een team wetenschappers uit Argentinië en Spanje heeft voor het eerst observationele aanwijzingen gevonden dat een klasse van jonge, lichte sterren – zogeheten T Tauri-sterren – gammastraling kunnen uitzenden (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 23 augustus). Zeer energierijke straling uit het heelal, zoals gammastraling, is vanaf de aarde niet gemakkelijk waarneembaar. De Fermi-ruimtetelescoop van NASA helpt dit probleem op te lossen door het heelal op gamma-golflengten te observeren. Sinds zijn lancering in 2008 speurt Fermi continu de hemel af, maar ongeveer dertig procent van alle bronnen van gammastraling die hij heeft ontdekt is nog niet geïdentificeerd. Een team onder leiding van promovenda Agostina Filócomo heeft enkele van deze mysterieuze bronnen nu onder de loep genomen. Om de oorzaak van deze uitbarstingen van gammastraling te achterhalen, besloten de astronomen naar objecten te kijken die bekendstaan als ’T Tauri-sterren’. Dat zijn jonge sterren die omgeven zijn door een schijf van gas en stof, waarin zich planeten zouden kunnen vormen. T Tauri-sterren staan bekend om hun helderheidsfluctuaties en worden doorgaans in de omgeving van actieve stervormingsgebieden aangetroffen. Het team merkte op dat drie onbekende uitbarstingen van gammastraling die op verschillende tijdstippen werden waargenomen, afkomstig waren uit het deel van de hemel waar zich het jonge stervormingsgebied NGC 2071 bevindt. Van minstens 58 sterren die te boek staan als T Tauri-sterren is bekend dat ze zich hier aan het vormen zijn. Er bevinden zich verder geen andere objecten in dit gebied die een bron van gammastraling kunnen zijn. Een mogelijke verklaring is dat de sporadisch waargenomen gammastraling die hiervandaan komt afkomstig is van T Tauri-sterren die zogeheten ‘megavlammen’ produceren – sterke uitbarstingen van elektromagnetische straling die teren op de magnetische energie die in de atmosferen van deze sterren is opgeslagen. Megavlammen zijn veel krachtiger dan de ‘vlammen’ die onze zon produceert en duren enkele uren. Volgens Filócomo en haar collega’s zou dit heel goed de verklaring kunnen zijn voor diverse, tot nu toe onbekende bronnen van gammastraling. (EE)
→ First observational evidence of gamma-ray emission in young Sun-like star

17 augustus 2023
Magnetars zijn de sterkste magneten in het heelal. Deze supercompacte uitgedoofde sterren met ultrasterke magnetische velden zijn overal in ons Melkwegstelsel te vinden, maar astronomen weten niet precies hoe ze ontstaan. Nu hebben onderzoekers, met behulp van diverse telescopen, een ster ontdekt die waarschijnlijk een magnetar zal worden. De ontdekking van dit nieuwe stertype – een zware magnetische heliumster – werpt licht op de oorsprong van de magnetars (Science, 18 augustus). Hoewel de betreffende ster, met de aanduiding HD 45166, al meer dan honderd jaar wordt waargenomen, liet zijn raadselachtige karakter zich niet eenvoudig verklaren met conventionele modellen en was er weinig meer over bekend dan dat hij deel uitmaakt van een dubbelster, veel helium bevat en enkele malen zwaarder is dan onze zon. Een team onder leiding van astronoom Tomer Shenar (voorheen UvA) heeft HD 45166, die zich op ongeveer 3000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eenhoorn bevindt, nu nader onder de loep genomen. Shenar had eerder al vergelijkbare heliumrijke sterren onderzocht, en speelde met het idee dat het raadsel HD 45166 weleens aan magnetische velden te wijten zou kunnen zijn. Dat magnetische velden het gedrag van sterren beïnvloeden was al bekend. Shenar en zijn team onderzochten de ster met verschillende waarneemfaciliteiten verspreid over de hele wereld. De belangrijkste waarnemingen werden in februari 2022 gedaan met een instrument van de Canada-France-Hawaii Telescope dat magnetische velden kan detecteren en meten. Daarnaast maakte het team ook gebruik van archiefgegevens die waren verzameld met de Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph (FEROS) van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. Toen de waarnemingen eenmaal binnen waren, vroeg Shenar mede-auteur Gregg Wade, een expert op het gebied van magnetische velden in sterren aan het Royal Military College of Canada, om de gegevens te analyseren. Wade bevestigde Shenars voorgevoel: HD 45166 bleek een ongelooflijk sterk magnetisch veld van 43.000 gauss te hebben, waarmee hij de zwaarste magnetische ster is die ooit is waargenomen. De berekeningen van het team wijzen er bovendien op dat HD 45166 als magnetar zal eindigen. Terwijl de ster onder zijn eigen zwaartekracht bezwijkt, zal zijn magnetische veld sterker worden, en verandert hij uiteindelijk in een uiterst compacte kern met een magnetisch veld van ongeveer 100 biljoen gauss – de krachtigste magneetsoort in het heelal. Shenar en zijn team ontdekten ook dat HD 45166 een kleinere massa heeft dan eerder werd gemeld – ongeveer twee keer de massa van de zon – en dat het sterrenpaar op veel grotere onderlinge afstand om elkaar wentelt dan werd aangenomen. Bovendien wijst hun onderzoek erop dat HD 45166 is ontstaan uit de fusie van twee kleinere heliumrijke sterren. (EE)
→ Volledig persbericht

14 augustus 2023
Een team wetenschappers onder leiding van Na'ama Hallakoun van het Weizmann Institute of Science (Israël) heeft twee hemellichamen ontdekt die zich op ongeveer 1400 lichtjaar afstand bevinden en die allebei ‘dwergen’ worden genoemd, maar heel verschillend van aard zijn. De ene is een ‘witte dwerg’, het overblijfsel van een zonachtige ster die zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt. De andere is noch een planeet noch een ster, maar een 'bruine dwerg’ – een lid van een klasse van objecten met massa’s tussen die van een gasreus zoals Jupiter en een kleine ster (Nature Astronomy, 14 augustus). Bruine dwergen worden soms mislukte sterren genoemd, omdat ze niet zwaar genoeg zijn om waterstoffusiereacties op te starten. In tegenstelling tot gasreuzen hebben bruine dwergen echter wel genoeg massa om de ‘aantrekkingskracht’ van hun stellaire partners te doorstaan. Wanneer een planeet – of in dit geval een bruine dwerg – op geringe afstand om een ster draait, kan het verschil in aantrekkingskracht tussen diens nabije en verre kant ervoor zorgen dat de omloopbaan en de draaiing van de planeet synchroon gaan lopen. Dit verschijnsel, dat synchrone of gebonden rotatie wordt genoemd, zorgt ervoor dat één kant van de planeet steeds naar de ster is gericht, net zoals we vanaf de aarde gezien altijd tegen dezelfde kant van de maan aan kijken. Synchrone rotatie leidt tot grote temperatuurverschillen tussen de dagzijde van de planeet, die voortdurend wordt aangelicht door de ster, en de donkere nachtzijde. De berekeningen die Hallakoun en haar collega’s hebben gedaan aan het synchrone stelsel van een witte en een bruine dwerg laten zien hoe heet de dagzijde daardoor kan worden. Door de helderheid van het door het dubbelstersysteem uitgezonden licht te analyseren, konden ze de oppervlaktetemperatuur van beide halfronden van de bruine dwerg bepalen. Ze ontdekten dat de dagkant een temperatuur van 7000 tot 9500 Celsius heeft, wat aanzienlijk heter is dan de zon. De temperatuur van de nachtzijde daarentegen ligt tussen circa 1000 en 2700 Celsius, wat resulteert in een extreem temperatuurverschil tussen de beide halfronden van ongeveer 6000 graden. De ontdekking van dit dubbelstersysteem – in termen van temperatuur het meest extreme in zijn soort dat tot nu toe is ontdekt – is het resultaat van een analyse van spectroscopische gegevens die zijn verzameld door de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. (EE)
→ A ‘Jupiter’ Hotter than the Sun

19 juli 2023
Een internationaal onderzoeksteam heeft een object ontdekt dat ons begrip van de werking van zogeheten neutronensterren op de proef stelt. Het zou een uiterst lang-periodieke magnetar kunnen zijn – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld die sterke uitbarstingen van radiostraling produceert. Maar tot voor kort werden alleen magnetars ontdekt die met tussenpozen uitbarstingen van enkele seconden tot minuten vertonen. Het nu ontdekte exemplaar vertoont om de 22 minuten uitbarstingen die vijf minuten duren en is daarmee verreweg de traagste in zijn soort (Nature 19 juli). De magnetar, die de aanduiding GPM J1839−10 heeft gekregen, is pas de tweede in zijn soort die astronomen hebben opgespoord. Begin dit jaar werd de ontdekking bekendgemaakt van een vergelijkbaar object dat om de twintig minuten een uitbarsting van een minuut produceert. Neutronensterren en magnetars zijn de compacte restanten van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Geschat wordt dat ongeveer één op de tien supernova’s een magnetar oplevert. Dit zou dan gebeuren wanneer de ster vóór de explosie al een hoge rotatiesnelheid en een sterk magnetisch veld heeft. Volgens de ontdekkers draait GPM J1839−10 eigenlijk veel te langzaam om zijn as om radiostraling te kunnen genereren. Hoe deze trage magnetar dan toch uitbarstingen van radiostraling weet te produceren, is vooralsnog een raadsel. (EE)
→ Astronomers find new type of stellar object

19 juli 2023
Astronomen van het California Institute of Technology hebben een bijzondere ontdekking gedaan. Ze hebben een witte dwerg opgespoord die twee ‘gezichten’ lijkt te hebben: de ene kant van de ster bestaat uit waterstof, de andere uit helium (Nature, 19 juli). Witte dwergen zijn de gloeiende overblijfselen van zonachtige sterren. Naarmate zulke sterren ouder worden, zwellen ze op tot 'rode reuzen' die hun buitenste lagen uiteindelijk wegblazen. Wat dan overblijft is een hete kern, die samentrekt tot een witte dwerg. Ook onze zon zal (over ongeveer vijf miljard jaar) deze gedaanteverandering ondergaan. De nu ontdekte witte dwerg, die de bijnaam Janus heeft gekregen (naar de Romeinse god van het begin en het einde), viel op doordat hij sterke helderheidsveranderingen vertoont. Om daar het fijne van te weten heeft een team onder leiding van Ilaria Caiazzo de ster waargenomen met de Palomar-telescoop in Californië en de Gran Telescopio Canarias op het Spaanse eiland La Palma. Deze waarnemingen hebben bevestigd dat Janus heel snel om zijn as draait: zijn rotatietijd bedraagt slechts vijftien minuten. De meest bijzondere eigenschap van de ster kwam pas aan het licht na spectroscopische vervolgwaarnemingen met de Keck-telescopen op Hawaï. Door het licht van de witte dwerg uiteen te rafelen tot een ‘regenboog’ van golflengten die chemische vingerafdrukken vertoont, ontdekte het team dat wanneer zijn ene halfrond in beeld is de alleen de signatuur van waterstof verschijnt, terwijl een halve draaiing later alleen helium wordt geregistreerd. De astronomen staan voor een raadsel, maar hebben wel al enkele mogelijke verklaringen bedacht. Een ervan is dat Janus een bijzondere levensfase heeft bereikt. Na het ontstaan van een witte dwerg zakken de zwaardere elementen naar zijn kern en blijft het lichte waterstof op zijn oppervlak achter. Maar tijdens het afkoelen van de ster kan vermenging van materiaal optreden, waardoor er tijdelijk meer helium aan de oppervlakte komt. Mogelijk bevindt Janus zich precies in deze overgangsfase. Maar het is ook denkbaar dat het magnetische veld van de witte dwerg niet symmetrisch is. Magnetische velden kunnen de vermenging van materiaal tegengaan. Dus als het magnetische veld aan één kant van Janus sterker is, zou daar minder vermenging plaatsvinden en meer waterstof te zien zijn. (EE)
→ Two-faced star exposed

18 juli 2023
Astronomen van Ohio State University (VS) hebben bewijs gevonden dat sommige sterren onverwacht sterke magnetische velden aan hun oppervlak hebben – een ontdekking die de bestaande modellen over hoe ze evolueren op losse schroeven zet. Bij hun onderzoek, gebaseerd op openbare gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, namen de astronomen een steekproef van 136 sterren onder de loep die deel uitmaken van de sterrenhoop M44, alias Praesepe (The Astrophysical Journal Letters, 17 juli). In sterren zoals onze zon houdt het oppervlaktemagnetisme verband met de draaiing van de ster – een proces dat lijkt op de werking van een fietsdynamo. Sterke magnetische velden zijn waarneembaar in zonnevlekgroepen en veroorzaken allerlei ruimteweerverschijnselen. Tot nu toe werd gedacht dat lichte sterren – sterren met minder massa dan onze zon die zowel heel snel als relatief langzaam kunnen draaien – heel weinig magnetische activiteit vertonen, wat gunstig zou zijn voor de leefbaarheid van hun eventuele planeten. In hun nieuwe onderzoek stellen de astronomen nu dat zich in het inwendige van deze sterren een mechanisme afspeelt, kern-mantel-ontkoppeling geheten, waarbij het oppervlak en de kern van de ster, die aanvankelijk met dezelfde snelheid ronddraaien, steeds verder uit de pas gaan lopen. Dit proces zou ervoor kunnen zorgen dat hun magnetische velden sterker worden, waardoor de sterren miljarden jaren lang een sterke bron van schadelijke straling blijven. (EE)
→ Astronomers discover striking evidence of ‘unusual’ stellar evolution

13 juli 2023
Astronomen van de Universiteit van Sydney hebben periodieke uitbarstingen van radiostraling ontdekt van een ultrakoele bruine dwerg. Bruine dwergen zijn 'mislukte sterren', ongeveer zo groot als de reuzenplaneet Jupiter, waarin nooit kernfusie van waterstof op gang is gekomen. Slechts zo'n tien procent van alle bruine dwergen produceert radiostraling, vermoedelijk als gevolg van de aanwezigheid van een magnetisch veld, maar van de allerkoelste exemplaren wordt het stralingsmechanisme niet goed begrepen. De bruine dwerg WISE J062309.94−045624.6, in 2011 ontdekt op 37 lichtjaar afstand van de aarde, heeft een oppervlaktetemperatuur van slechts 425 graden - vergelijkbaar met de temperatuur van een kampvuur. Het is nu de koudste bruine dwerg waarvan ooit radiostraling is gedetecteerd. De waarnemingen zijn verricht met radiotelescopen in Australië en Zuid-Afrika, en gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Origineel persbericht

12 juli 2023
Vandaag is het een jaar geleden dat de eerste foto's en meetresultaten van de James Webb Space Telescope gepresenteerd werden. Om die eerste 'verjaardag' te vieren heeft de ruimtetelescoop een indrukwekkende opname gemaakt van het Rho Ophiuchi-stervormingsgebied, op ca. 390 lichtjaar afstand van de aarde. De foto toont een door stofslierten omringde holte (onderaan in beeld), schoongeblazen door de straling van de centrale ster, en krachtige straalstromen (jets) van snel bewegend heet gas, weggeblazen door pasgeboren protosterren (rechts, rechtsboven en linksboven). Op de foto zijn enkele tientallen jonge sterren te zien, qua massa vergelijkbaar met de zon. Aan de dubbele diffractiepieken is te zien dat de heldere ster linksboven een dubbelster is. De opname is gemaakt met de Near InfraRed Camera (NIRCam) van de James Webb-telescoop. (GS)
→ Origineel persbericht

7 juli 2023
In 2013 ontdekten sterrenkundigen een opmerkelijk spiraalpatroon in de protoplanetaire schijf rond de jonge ster MWC 758, op ca. 500 lichtjaar afstand van de aarde. Indertijd werd al gespeculeerd dat die spiraalramen (die een beetje doen denken aan de spiraalarmen van een sterrenstelsel) veroorzaakt zouden worden door de zwaartekrachtstoringen van een zware exoplaneet. Die planeet, MWC 758c, is nu voor het eerst daadwerkelijk in beeld gebracht op infrarode golflengten door de Large Binocular Telescope Interferometer in Arizona. Hij is ongeveer twee keer zo zwaar als de reuzenplaneet Jupiter in ons eigen zonnestelsel. De astronomen hopen de planeet in de toekomst in meer detail te bestuderen met de James Webb Space Telescope. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS) 
→ Originieel persbericht

29 juni 2023
De IceCube Collaboration, een internationale groep van meer dan 350 wetenschappers, heeft voor het eerst een afbeelding van de Melkweg gemaakt met behulp van hoogenergetische neutrino’s. Deze piepkleine, spookachtige deeltjes, met energieën die miljoenen tot miljarden keren hoger zijn dan de energie die vrijkomt bij de fusiereacties in het inwendige van sterren, werden gedetecteerd door het IceCube Neutrino Observatorium, een kolossale detector in het ijs van Antarctica (Science, 30 juni). Het IceCube Neutrino Observatorium beslaat een kubieke kilometer diep ijs en is uitgerust met meer dan vijfduizend lichtsensoren. IceCube speurt naar tekenen van hoogenergetische neutrino’s die afkomstig zijn uit ons Melkwegstelsel en daarbuiten, tot in de verste uithoeken van het heelal. Bij interacties tussen kosmische straling – hoogenergetische protonen en zwaardere kernen die beide in ons Melkwegstelsel worden geproduceerd – en galactisch gas en stof ontstaan onvermijdelijk zowel gammastraling als neutrino’s. Gezien de detectie van gammastraling uit het galactische vlak, bestond de verwachting dat de Melkweg een bron van hoogenergetische neutrino’s zou zijn. En dit is nu dus bevestigd. De zoektocht richtte zich op de zuidelijke hemel, waar het grootste deel van de neutrino-emissie uit het galactische vlak wordt verwacht, met name rond het Melkwegcentrum. Tot nu toe vormde de ‘achtergrond’ van muonen en neutrino’s die worden geproduceerd door interacties van kosmische straling met de aardatmosfeer echter een grote hindernis. Om deze te overwinnen, ontwikkelden IceCube-medewerkers analyses die selecteren op ‘cascade-gebeurtenissen’, oftewel neutrino-interacties, in het ijs die in ruwweg bolvormige ’buien’ van licht resulteren. Daarbij is gebruik gemaakt van machine learning-methoden, waarmee de richting en energie van de binnenkomende neutrino’s konden worden gereconstrueerd. De dataset die in het onderzoek werd gebruikt omvat 60.000 neutrino’s – dertig keer zoveel als de selectie bij een eerdere analyse van het galactische vlak met behulp van cascadegebeurtenissen. De neutrino’s zijn vervolgens vergeleken met eerder gepubliceerde kaarten die aangaven waar aan de hemel ons Melkwegstelsel naar verwachting neutrino’s zou uitzenden. Deze kaarten waren onder meer gebaseerd op waarnemingen van de Melkweg door de Fermi Large Area Telescope, een om de aarde cirkelende ruimtetelescoop die kosmische gammastraling detecteert. Nu het sterke bewijs is geleverd dat de Melkweg een bron van hoogenergetische neutrino’s is, wil het onderzoeksteam proberen om specifieke objecten op te sporen die neutrino’s uitzenden. (EE)
→ Our galaxy seen through a new lens: Neutrinos detected by IceCube

28 juni 2023
Onderzoekers hebben gereconstrueerd wat buitenaardse astronomen die ons Melkwegstelsel van veraf observeren, zouden zien als ze de chemische samenstelling van ons sterrenstelsel zouden analyseren. Het onderzoek, geleid door Jianhui Lian en Maria Bergemann van het Max-Planck-Institut für Astronomie (Duitsland), is relevant voor ons begrip van onze plaats in het heelal. Het vertelt ons dat de Melkweg in chemisch opzicht weliswaar ongewoon is, maar niet echt uniek (Nature Astronomy, 22 juni). Vanaf de aarde zijn vele duizenden sterrenstelsels te zien – sommige relatief dichtbij, andere ver weg. Dit biedt astronomen de mogelijkheid om de verschillen en overeenkomsten tussen sterrenstelsels te onderzoeken. Maar er is één sterrenstelsel dat zich moeilijker in kaart laat brengen: ons eigen stelsel. Omdat we ons in het vlak van de Melkweg bevinden, laat zich niet eenvoudig vaststellen hoe ons sterrenstelsel er van veraf uitziet. Toch is dat precies wat Lian en Bergemann wilden weten. Daarbij hebben ze met name gelet op de chemische samenstelling van ons sterrenstelsel. Uitgaande van gegevens van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), haalden de astronomen andere gegevensbronnen erbij om de leeftijden en metaalgehaltes van sterren in kaart te brengen. Zoals alle sterrenstelsels bestaat de Melkweg voornamelijk uit waterstof en helium, maar er zijn ook sporen van andere, zwaardere elementen (door astronomen simpelweg ‘metalen’ genoemd) te vinden. Rondom het centrum van het Melkwegstelsel is de metalliciteit vrij laag, maar naar buiten toe neemt deze toe, om op ongeveer 23.000 lichtjaar van het centrum – ruwweg de plek waar onze zon zich bevindt – te pieken. Nog verder naar buiten daalt de metalliciteit weer. Een en ander is simpelweg het gevolg van het feit dat oude sterren, die een veel lager metaalgehalte hebben, zich veelal in de buurt van het Melkwegcentrum ophouden, terwijl jongere sterren juist verder naar buiten te vinden zijn. Gewapend met een spectrometer zouden astronomen in een ander sterrenstelsel deze metaalrijke gordel in de Melkweg heel gemakkelijk kunnen ontdekken. Het lijkt misschien gek om te onderzoeken hoe buitenaardse astronomen ons sterrenstelsel zouden zien, maar het echte doel van dit onderzoek was om erachter te komen hoe ons sterrenstelsel zich verhoudt tot andere sterrenstelsels. Is de Melkweg een buitenbeentje of juist heel gewoon? Om die vraag te beantwoorden heeft het team, met behulp van gegevens van de MaNGA-survey (Mapping Nearby Galaxies at APO) ons Melkwegstelsel vergeleken met 321 andere sterrenstelsels. Het ging daarbij om sterrenstelsels die we van ‘bovenaf’ zien, ongeveer net zoveel massa hebben als ons eigen stelsel en net zo veel nieuwe sterren produceren. Lian en Bergemann hebben vastgesteld dat slechts ongeveer één procent van deze sterrenstelsels een vergelijkbare gordel van hoge metalliciteit vertoont. In dit opzicht is ons Melkwegstelsel dus tamelijk ongewoon. De vraag is nu waarom dit zo is. Een mogelijke verklaring is dat de gordel is veroorzaakt door een botsing tussen de Melkweg en een ander sterrenstelsel. Er zijn aanwijzingen dat ons sterrenstelsel zo’n zes tot tien miljard jaar geleden in botsing is gekomen met een kleiner sterrenstelsel, en dit kan een ‘stellaire geboortegolf’ hebben veroorzaakt. Het feit dat ongeveer één op de honderd sterrenstelsels vergelijkbaar is met de Melkweg, is bovendien in goede overeenstemming met het percentage stelsels dat de afgelopen miljarden jaren bij botsingen betrokken is geweest. (EE)
→ A bird's eye view of the Milky Way

26 juni 2023
Een internationaal team van wetenschappers heeft, met behulp van de Webb-ruimtetelescoop, een nieuwe koolstofverbinding in de ruimte ontdekt. Het betreffende molecuul, dat bekendstaat als methylkation (CH3+), speelt een belangrijke rol bij de vorming van complexere koolstofmoleculen. Het methylkation is aangetroffen in het jonge stersysteem ‘d203-506’, dat zich op een afstand van ongeveer 1350 lichtjaar in de bekende Orionnevel bevindt (Nature, 26 juni). Koolstofverbindingen vormen de basis van al het bekende leven en zijn daarom bijzonder interessant voor wetenschappers die proberen te begrijpen hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld, en hoe het zich mogelijk elders in ons heelal kan ontwikkelen. Vermoed wordt dat CH3+ bijzonder belangrijk is, omdat het gemakkelijk reageert met een groot aantal andere moleculen. Daardoor werkt het als een ‘treinstation’ waar een molecuul een tijdje kan verblijven voordat het reacties met andere moleculen aangaat. Vanwege deze eigenschap vermoeden wetenschappers dat CH3+ een hoeksteen vormt van de interstellaire organische chemie. De ster in d203-506 is slechts een kleine rode dwerg, maar naburige, hete, zware sterren bestoken het systeem met intense ultraviolette straling. Wetenschappers denken dat de meeste planeetvormende schijven een periode van intense uv-straling doormaken, omdat sterren zich doorgaans in groepen vormen waartoe vaak ook zware, hete sterren behoren. Naar verwachting zou uv-straling complexe organische moleculen juist afbreken. In dat opzicht lijkt de ontdekking van CH3+ dus een verrassing. Maar volgens de onderzoekers zou de uv-straling weleens de energiebron kunnen zijn die nodig is om CH3+ te vormen. Als dat eenmaal is gelukt bevorderen andere chemische reacties het ontstaan van complexere koolstofmoleculen. Verder merkt het team op dat de moleculen die ze in d203-506 hebben waargenomen heel anders zijn dan die in de gemiddelde protoplanetaire schijf. Zo hebben ze bijvoorbeeld geen sporen van water ontdekt. Dit suggereert dat ultraviolette straling de chemie van een protoplanetaire schijf volledig op z’n kop kan zetten. Zij zou zelfs een cruciale rol kunnen spelen in de vroege chemische stadia die tot het ontstaan van leven leiden. (EE)
→ Webb Makes First Detection of Crucial Carbon Molecule

22 juni 2023
Het restant van een dode ster waarvan voorspeld werd dat het met hoge snelheid de buitenwijken van ons zonnestelsel zou doorkruisen, blijkt dat toch niet te zullen doen. Door zijn sterke magnetische veld hebben wetenschappers de baan van de ster door het Melkwegstelsel verkeerd geïnterpreteerd (arXiv, 20 juni). Gebeurtenissen in de ruimte zijn vaak gewelddadig, bijvoorbeeld wanneer een zware ster zijn laatste restje brandstof heeft gebruikt. Dat resulteert in een explosie waarbij de uitgeputte kern van de ster bijna letterlijk als een kanonskogel wordt weggeschoten. Als zo’n kern – een zogeheten witte dwerg – dicht in de buurt van ons zonnestelsel komt, kan dat behoorlijk ontwrichtende gevolgen hebben. Astronomen willen daarom graag weten of er sterren zijn die onze kant op komen. Vadim Bobylev en Anisa Bajkova van de Russische Academie van Wetenschappen hebben eerder dit jaar een artikel gepubliceerd waarin ze een aantal kandidaten noemen voor een toekomstige ontmoeting met ons zonnestelsel. De meest interessante was een witte dwerg met de aanduiding WD0810-353. Met behulp van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia berekenden Bobylev en Bajkova dat WD0810-353 een snelheid van maar liefst 373 kilometer per seconde heeft en over slechts 29.000 jaar onze zon op een afstand van 0,49 lichtjaar zou passeren. Daarbij zou de witte dwerg de zogeheten Oortwolk – een populatie van kleine, ijzige objecten in het verre buitengebied van het zonnestelsel – binnendringen, met als gevolg dat ons deel van het zonnestelsel met kometen zou worden bestookt. Maar zo’n vaart zal het niet lopen. De Gaia-gegevens hebben weliswaar de meest nauwkeurige driedimensionale kaart van de Melkweg tot nu toe opgeleverd, maar bij het berekenen van de snelheden van witte dwergen hebben ze zo hun beperkingen. Met die wetenschap heeft een team van astronomen, onder leiding van John Landstreet van het Armagh Observatory & Planetarium (VK), het geval WD0810-353 nog eens goed onder de loep genomen. Ze verkregen nieuwe spectra van de witte dwerg en ontdekten dat de waterstof-alfalijn in deze spectra door het sterke magnetische veld van de witte dwerg is verschoven naar het blauwe deel van het spectrum. Vaak duidt zo’n blauwverschuiving erop dat een object onze kant op komt, maar in dit geval is daar dus geen sprake van. De nieuwe analyse van Landstreet en collega’s laat bovendien zien dat de snelheid van de ster slechts ongeveer 83 kilometer per seconde bedraagt. Dat betekent dat hij geen hogesnelheidsster is en niet over 29.000 jaar in botsing zal komen met de Oortwolk. Hij komt niet eens in de buurt. (EE)
→ Dead Star’s Magnetic Field Tricked Astronomers Into Thinking It Was Heading Our Way (ScienceAlert)

21 juni 2023
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Frédéric Marin van de sterrenwacht in Straatsburg (Frankrijk), heeft ontdekt dat Sagittarius A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, zo’n tweehonderd jaar geleden eventjes is ‘ontwaakt’ (Nature, 21 juni). Momenteel vertoont Sgr A*, die vier miljoen keer keer zoveel massa heeft als de zon, bijna geen activiteit. Maar begin negentiende eeuw slokte dit zwarte gat gedurende ongeveer een jaar een aantal objecten op die iets te dicht in zijn buurt kwamen. Op aarde was daar niets van te merken, omdat Sgr A* te ver van ons verwijderd is (ongeveer twee miljard keer de afstand tussen de aarde tot de zon). De nu ontdekte röntgenecho, die ongeveer tweehonderd jaar geleden werd uitgezonden, laat echter zien dat de intensiteit van de röntgenstraling die Sgr A* destijds uitzond minstens een miljoen keer zo groot was als nu. Ter indicatie: het was alsof één enkele gloeiworm in een bos plotseling zo helder werd als de zon. De ontdekking verklaart waarom de gaswolken in de omgeving van Sgr A* momenteel helderder stralen dan normaal: dat komt omdat ze de röntgenstraling weerkaatsen die Sgr A* twee eeuwen geleden heeft uitgezonden. Bij hun onderzoek hebben Marin en zijn collega’s gebruik gemaakt van de Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), een satelliet van NASA. Het is IXPE voor het eerst gelukt om heel nauwkeurig de polarisatie te meten van dit röntgenlicht en ook de oorsprong ervan te achterhalen – iets wat nog niet eerder was gelukt. Net als de naald van een kompas wijst het gepolariseerde röntgenlicht naar de bron, Sgr A*, die inmiddels weer zo goed als uitgedoofd is. (EE)
→ Detection of an echo emitted by our Galaxy’s black hole 200 years ago

20 juni 2023
Aan de hand van gegevens van de Spitzer-ruimtetelescoop heeft Susana Iglesias – een onderzoeker van het Instituto de Astrofísica de Canarias (Spanje) – bewijs gevonden voor de aanwezigheid van het aminozuur tryptofaan in een nabijgelegen stervormingsgebied (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 23 mei). Het tryptofaan werd, in grote hoeveelheden, aangetroffen in een wolk van moleculair gas in het sterrenbeeld Perseus, en met name in het stersysteem IC348 – een stellaire 'kraamkamer' die duizend lichtjaar van ons is verwijderd (relatief dichtbij naar astronomische maatstaven). Het gebied is zo goed als onzichtbaar met het blote oog, maar straalt helder als je het op infrarode golflengten bekijkt. Tryptofaan is een van de twintig aminozuren die essentieel zijn voor de vorming van eiwitten die van belang zijn voor het leven op aarde en produceert een groot aantal spectraallijnen in het infrarood. Het was daarom een voor de hand liggende kandidaat om onderzocht te worden met behulp van de uitgebreide spectroscopische database van Spitzer – een ruimtetelescoop van NASA die het heelal door een ‘infraroodbril’ heeft bestudeerd. De analyse van het infraroodlicht dat door IC348 wordt uitgezonden, leverde twintig emissielijnen van het molecuul tryptofaan op. De temperatuur van het tryptofaan bedraagt ongeveer 280 kelvin, oftewel 7 graden Celsius. Eerder had Iglesias-Groth ook water en waterstof van dezelfde temperaturen in dit stervormingsgebied ontdekt. De nieuwe ontdekking doet vermoeden dat emissielijnen van tryptofaan ook te vinden zullen zijn in andere stervormingsgebieden, en dat dit aminozuur een veel voorkomend ingrediënt is van het gas en stof waaruit sterren en planeten ontstaan. Aminozuren worden verder ook vaak aangetroffen in meteorieten en waren tevens aanwezig in het materiaal waaruit ons zonnestelsel is gevormd. (EE)
→ Evidence of the amino acid tryptophan found in space

7 juni 2023
Astronomen hebben aan de rand van ons Melkwegstelsel een ster ontdekt met een chemische samenstelling die ze nooit eerder hebben gezien. De samenstelling van de ster voldoet aan de theoretische verwachtingen omtrent de chemische signatuur van zeer zware vroege sterren. Dit is het duidelijkste bewijs tot nu toe dat er onder de eerste sterren ook heel zware exemplaren zaten (Nature, 7 juni). Modelberekeningen wijzen erop dat de eerste generatie sterren in het heelal waarschijnlijk sterren omvatte die honderden keren zwaarder waren dan de zon. Deze kolossale sterren zijn na een kort bestaan volledig geëxplodeerd en hebben geen overblijfselen achtergelaten die astronomen nog zouden kunnen bestuderen. Het gas dat vrijkwam bij de explosies van deze allereerste sterren zou echter een andere chemische signatuur hebben gehad dan het gas dat vrijkomt bij de explosies van minder zware, langer levende sterren. Omdat dit vrijkomende gas terechtkomt in volgende generaties van sterren, zou een ster van de tweede generatie met de chemische signatuur van een ster van de eerste generatie ons dus iets kunnen vertellen over zijn voorgangers. Omdat de latere supernova-explosies de sporen van de eerste sterren kunnen hebben uitgewist, zijn sterrenkundigen specifiek gaan zoeken naar de oudste overgebleven sterren: die zouden immers een duidelijke vingerafdruk van de sterren van de eerste generatie kunnen vertonen. Een team van astronomen van het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), de National Astronomical Observatories of China (NAOC) en andere instituten heeft met de Chinese LAMOST-telescoop een aantal van die stokoude sterren in ons Melkwegstelsel opgespoord. Hun chemische samenstellingen zijn vervolgens gemeten met de Japanse Subaru-telescoop. Bij het onderzoek is onder meer ontdekt dat de chemische signatuur van de ster LAMOST J1010+2358 overeenkomt met die van sterren van de eerste generatie. Dit onderbouwt de theorie dat in het vroege heelal sterren met meer dan 140 keer zoveel massa als de zon zijn ontstaan. (EE)
→ Tracking Vanished Massive Stars by their Chemical Footprints

2 juni 2023
Op nieuwe opnamen van de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn honderden filamenten langs het vlak van ons Melkwegstelsel ontdekt. De langwerpige structuren zijn stuk voor stuk vijf tot tien lichtjaar lang (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Begin jaren 80 ontdekte radioastronoom Farhad Yusef-Zadeh van Northwestern University (VS) bijna duizend reusachtige, eendimensionale verticale filamenten rondom Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Nu hebben hij en zijn medewerkers een nieuwe populatie van filamenten opgespoord, maar die zijn beduidend korter en ontspringen als de spaken van een fietswiel aan het zwarte gat (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Hoewel de twee populaties filamenten diverse overeenkomsten vertonen, vermoeden de onderzoekers dat ze een verschillende oorsprong hebben. Volgens Yusef-Zadeh zijn de nu ontdekte filamenten niet willekeurig verdeeld, maar lijken ze verband te houden met de uitstoot van materie door ‘ons’ zwarte gat. Door ze te bestuderen zouden we meer te weten kunnen komen over de rotatie van het zwarte gat en de oriëntatie van de accretieschijf eromheen. De eerder ontdekte verticale filamenten zijn tot wel vijftien keer zo lang en overal rondom de kern van ons Melkwegstelsel te vinden. De horizontale filamenten bevinden zich voornamelijk aan één kant van de kern en wijzen in de richting van het centrale zwarte gat. Verder is er nog veel onduidelijk aan de nieuwe ontdekking. Vooralsnog komen Yusef-Zadeh en zijn collega’s niet verder dan het vermoeden dat de nu ontdekte populatie van filamenten is ontstaan bij een gebundelde uitstoot van materie door Sagittarius A* die een paar miljoen jaar geleden heeft plaatsgevonden. De streepjes zouden het resultaat kunnen zijn van de interactie van dit uitstromende materiaal met objecten in de omgeving. (EE)
→ Mysterious dashes revealed in Milky Way’s center

23 mei 2023
In de tweede helft van 2019 en begin 2020 was de rode reuzenster Betelgeuze opeens veel zwakker dan normaal. En nu is de ster juist weer bijna anderhalf keer te helder. Volgens astronomen betekent dit nog steeds niet dat de ster op ontploffen staat: hij is aan het bekomen van zijn recente dipje en zal binnen een jaar of tien weer de oude zijn. Eventjes dan. Betelgeuze, ongeveer 700 lichtjaar verwijderd van de aarde, is een van de interessantste sterren aan de hemel. Het is een ongewoon type ster, zelfs voor een rode reus. Ooit was het een absoluut monster: een blauwwitte reuzenster van de zwaarste categorie. Zulke zware sterren verbruiken hun voorraad waterstof veel sneller dan lichtere sterren. Waar onze zon in 4,5 miljard jaar pas de helft van zijn bescheiden brandstofvoorraad heeft verbruikt, is voor de slechts ongeveer acht miljoen jaar oude Betelgeuze het eind al in zicht. Betelgeuze is van kleur veranderd, omdat hij bijna door zijn waterstofreserves heen is. Hij fuseert nu helium tot koolstof en zuurstof en is enorm groot geworden: ongeveer 764 keer zo groot als de zon. Uiteindelijk zal hij zonder brandstof komen te zitten, een supernova worden en zijn buitenste schillen afstoten. Maar dat gebeurt niet van vandaag op morgen: astronomen schatten dat de ster nog wel 100.000 jaar voor de boeg heeft. Tijdens zijn inzinking van 2019/2020 nam de helderheid van Betelgeuze met bijna een kwart af. Volgens astronomen kwam dit door afkoeling van het oppervlak van de ster waardoor een enorme stofwolk ontstond, die vervolgens werd uitgestoten en Betelgeuze deels verduisterde. Ook vóór die tijd vertoonde Betelgeuze al regelmatige helderheidsfluctuaties: een lange cyclus van bijna zes jaar en een kortere van ongeveer vierhonderd dagen. Het lijkt er nu op dat de gebeurtenis van drie jaar geleden deze regelmaat heeft verstoord. Nieuw onderzoek door Morgan MacLeod van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (VS), dat vorige week aan de preprintserver arXiv is toegevoegd, wijst erop dat de cyclus van 400 dagen is verstoord. Volgens de computersimulaties van MacLeod en collega’s zou een convectiepluim vanuit Betelgeuze zijn opgestegen, waarbij de wolk van materiaal werd gevormd die zich van de ster losmaakte. Tijdens dit proces verstoorde deze opwelling de fase van de cyclus van 400 dagen, waardoor de ster nu een cyclus van ongeveer 200 dagen vertoont. (EE)
→ Betelgeuse Is Being Weird Again. What Gives? (Science Alert)

16 mei 2023
Een klein team van astronomen, onder leiding van Melodie Kao (Universiteit van Californië te Santa Cruz), heeft voor het eerst een stralingsgordel buiten ons zonnestelsel ontdekt. De ontdekking werd gedaan bij de bruine dwergster LSR J1835+3259, die ongeveer even groot is als de planeet Jupiter, maar veel compacter is. Hij bevindt zich op slechts twintig lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Lier en is niet zwaar genoeg om te stralen als een ster, maar te zwaar om een planeet te zijn. Omdat stralingsgordels nooit eerder duidelijk waren waargenomen buiten ons zonnestelsel, was het onbekend of ze rond andere objecten dan planeten konden bestaan (Nature, 15 mei). Hoewel onzichtbaar voor het menselijk oog, is de door dit team ontdekte stralingsgordel een reusachtige structuur, die minstens achttien keer zo groot is als Jupiter. Hij bestaat uit snelle deeltjes die het helderst ‘gloeien’ op radiogolflengten en is bijna tien miljoen keer zo helder als de stralingsgordel van Jupiter, die op zijn beurt weer miljoenen keren helderder is dan de stralingsgordel van de aarde. Het team heeft drie detailrijke opnamen weten te maken van de radiostraling uitzendende elektronen in de magnetosfeer van LSR J1835+3259 door 39 radioschotels van Hawaï tot Duitsland te coördineren tot een telescoop ter grootte van de aarde. Zo konden zij de vorm van dit magnetische veld duidelijk genoeg zien om te kunnen concluderen dat het waarschijnlijk een dipoolveld is, net als dat van de aarde en Jupiter. Kao en haar team hadden al vroeg aanwijzingen gevonden dat zij een stralingsgordel rond deze bruine dwerg zouden aantreffen. Voordat zij hun waarnemingen in 2021 deden, hadden radioastronomen al vastgesteld dat LSR J1835+3259 twee soorten radiostraling uitzendt. Kao maakte zelf deel uit van een team dat zes jaar eerder had bevestigd dat zijn periodiek knipperende radio-emissie, vergelijkbaar met een vuurtoren, een soort poollicht op radiofrequenties was. Maar LSR J1835+3259 vertoonde ook stabielere en zwakkere radio-emissies. Uit de gegevens bleek dat deze emissies sterke overeenkomsten vertoonden met die van de stralingsgordels van Jupiter. (EE)
→ Astronomers make groundbreaking discovery of first extrasolar radiation belt

11 mei 2023
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie diverse Nederlandse onderzoekers heeft voor het eerst het gas benzeen (C6H6) waargenomen in een planeetvormende schijf rond een jonge ster. Naast benzeen zagen ze veel andere, kleinere koolstofverbindingen en weinig zuurstofrijke moleculen. De waarnemingen duiden erop dat de planeten die in deze schijf ontstaan, net als onze aarde, relatief weinig koolstof bevatten (Nature Astronomy, 11 mei). De onderzoekers bestudeerden de jonge, lichte ster J160532 (een tiende van de massa van de zon) op zo’n vijfhonderd lichtjaar van ons vandaan in de richting van het sterrenbeeld Schorpioen. Rond zulke jonge kleine sterren ontstaan veel rotsachtige planeten die lijken op de aarde. Tot nu toe was het lastig om moleculen in het warme binnendeel van de stofschijven rond zulke sterren te onderzoeken, omdat eerdere generaties telescopen niet de benodigde gevoeligheid en spectrale resolutie hadden. Bij hun nieuwe onderzoek hebben de wetenschappers gegevens gebruikt van de MIRI-spectrometer van de Webb-ruimtetelescoop. MIRI kan dwars door stofwolken heen kijken en meet met name het warme gas. Het hart van de MIRI-spectrometer is ontworpen en gebouwd door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Naast de eerste waarneming ooit van benzeen in een planeetvormende schijf zagen de onderzoekers ook voor het eerst de koolwaterstof diacetyleen (C4H2) Verder bevat de schijf een buitengewoon grote hoeveelheid acetyleengas (C2H2). Dat is een zeer reactieve koolwaterstof. Opvallend was dat zich weinig water en kooldioxide in de schijf bevindt. Die verbindingen worden wel vaak in andere planeetvormende schijven rond zonachtige sterren aangetroffen. De onderzoekers vermoeden dat het benzeen en de (di)acetyleengassen in de schijf terecht zijn gekomen doordat koolstofrijke stofkorrels in de buurt van de actieve jonge ster vernietigd worden. Daardoor komen de koolstofverbindingen vrij uit het stof. Het gruis dat overblijft, bevat silicaten met relatief weinig koolstof. In een latere fase klontert het koolstofarme gruis samen tot grotere brokken. Dat worden uiteindelijk rotsachtige planeten zoals de aarde. Dit scenario kan ook verklaren waarom onze aarde zo arm is aan koolstof. Ondertussen zijn de onderzoekers de gegevens van ruim dertig andere stofschijven rond jonge sterren aan het uitwerken, later dit jaar volgen er nog eens twintig. De verwachting is dat ze daarmee andere moleculen ontdekken en meer kennis opdoen over het ontstaan van rotsachtige planeten in schijven rond kleine en grotere sterren. 
→ Volledig persbericht

11 mei 2023
Met behulp van ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) hebben astronomen een uitgebreide infraroodatlas gemaakt van vijf nabijgelegen stellaire kraamkamers. Daartoe hebben ze meer dan een miljoen afzonderlijke opnamen samengevoegd. Op de grote mozaïeken zijn jonge sterren-in-wording te zien, ingebed in dikke stofwolken. Dankzij deze waarnemingen beschikken astronomen over een uniek hulpmiddel om het ingewikkelde vraagstuk van de geboorte van sterren te ontcijferen (Astronomy & Astrophysics, 11 mei). Sterren ontstaan wanneer wolken van gas en stof onder hun eigen zwaartekracht samentrekken, maar de details van hoe dit gebeurt worden niet volledig begrepen. Hoeveel sterren worden er uit een wolk geboren? Hoe zwaar zijn ze? Hoeveel sterren zullen ook planeten hebben? Om deze vragen te beantwoorden, heeft een team onder leiding van Stefan Meingast (Universiteit van Wenen, Oostenrijk) vijf nabije stervormingsgebieden onderzocht met de VISTA-telescoop van de ESO-sterrenwacht op Paranal (Chili). Met VISTA’s infraroodcamera VIRCAM ving het team licht op dat diep uit de stofwolken afkomstig was. Het stof onttrekt deze jonge sterren aan ons zicht, waardoor ze voor onze ogen vrijwel onzichtbaar zijn. Alleen op infrarode golflengten kunnen we diep in deze wolken kijken en de sterren-in-wording bestuderen. Bij het onderzoek, VISIONS geheten, zijn stervormingsgebieden onder de loep genomen in de sterrenbeelden Orion, Slangendrager, Kameleon, Zuiderkroon en Wolf. Deze gebieden zijn minder dan 1500 lichtjaar van ons verwijderd en beslaan een enorm stuk hemel. Verspreid over een periode van vijf jaar heeft het team meer dan een miljoen opnamen gemaakt. De afzonderlijke beelden werden vervolgens samengevoegd tot de nu vrijgegeven grote mozaïeken met hun uitgestrekte kosmische ‘landschappen’. Op de detailrijke panorama’s zijn donkere stofconcentraties, gloeiende wolken, pasgeboren sterren en de verre achtergrondsterren van de Melkweg herkenbaar. Omdat elk gebied meerdere keren is gefotografeerd, kunnen astronomen met de VISIONS-gegevens ook de bewegingen van jonge sterren onderzoeken. Dat is geen gemakkelijke opgave, omdat de schijnbare verplaatsing van deze sterren vanaf de aarde gezien zo klein is als de breedte van een mensenhaar op tien kilometer afstand. VISIONS legt de basis voor toekomstige waarnemingen met andere telescopen, zoals ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die momenteel in Chili wordt gebouwd en later dit decennium operationeel moet worden. Met de ELT zullen astronomen straks ongekend nauwkeurig kunnen inzoomen op specifieke gebieden, om de daar aanwezige jonge sterren onder de loep te nemen. (EE)
→ Volledig persbericht

3 mei 2023
Een internationaal team van astronomen heeft een ster waargenomen terwijl deze een planeet opslokte. De ondergang van de planeet lijkt te hebben plaatsgevonden in ons eigen Melkwegstelsel, op een afstand van ongeveer 12.000 lichtjaar. Bij de gebeurtenis werd de ster tijdelijk meer dan honderd keer zo helder, waarna hij weer snel uitdoofde. De uitbarsting werd in mei 2020 opgemerkt, maar het duurde nog eens een jaar voordat de astronomen een verklaring vonden voor wat de oorzaak zou kunnen zijn (Nature, 3 mei). Wanneer een ster geen nucleaire brandstof meer heeft, zwelt hij enorm op en slokt daarbij alles in zijn omgeving – inclusief eventueel aanwezige planeten – op. Astronomen hadden al waarnemingen gedaan van sterren vlak vóór en kort ná het opslokken van een planeet, maar tot nu toe hadden ze er nog nooit een op heterdaad kunnen betrappen. Het eerste signaal van de bijzondere gebeurtenis dook op bij het doorzoeken van gegevens van de Zwicky Transient Facility (ZTF) van de Palomar-sterrenwacht in Californië. De ZTF speurt de hemel af naar sterren die snel van helderheid veranderen, zoals supernova’s en gammaflitsen. Op een nacht merkte Kishalay De, postdoc bij het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (Cambridge, VS), een ster op die in de loop van een week zomaar een factor honderd helderder werd. In de hoop meer gegevens over de bron te kunnen achterhalen, bekeek De waarnemingen van dezelfde ster die vanuit de Keck-sterrenwacht op Hawaï waren gedaan. De Keck-telescopen doen spectroscopische metingen waarmee wetenschappers de chemische samenstelling van een ster kunnen vaststellen. Daarbij deed De een bijzondere ontdekking: het object vertoonde sporen van moleculen die alleen bij zeer lage temperaturen kunnen bestaan. Ongeveer een jaar later analyseerden De en zijn collega’s waarnemingen van dezelfde ster, ditmaal gedaan met een infraroodcamera van de Palomar-sterrenwacht. Daaruit bleek dat de ster, na zijn eerste hete flits, een jaar lang koude materie bleef uitstoten. Waarschijnlijk betrof het gas van de ster dat tot stof condenseerde en daarbij koud genoeg werd om waarneembaar te zijn op infrarode golflengten. Dit gegeven kon erop wijzen dat de ster niet was geëxplodeerd, maar wellicht met een soortgenoot was gefuseerd. Maar toen de astronomen de gegevens nader analyseerden en aan metingen van NASA’s infrarood-satelliet NEOWISE koppelden, kwamen zij tot een veel spannender conclusie. Uit de verzamelde gegevens konden zij een schatting maken van de totale hoeveelheid energie die de ster sinds zijn uitbarsting had geproduceerd, en daarbij ontdekten ze dat deze verrassend klein was: ongeveer een duizendste van de energie die vrijkomt bij een fusie tussen twee sterren. Dit betekent dat wat er met de ster is gefuseerd duizend keer kleiner moet zijn geweest dan een ster: een planeet dus. De astronomen schatten dat het waarschijnlijk een hete planeet ter grootte van Jupiter is geweest, die in een neerwaartse spiraal is terechtgekomen, in de atmosfeer van de stervende ster belandde, en uiteindelijk geheel werd verzwolgen. Een soortgelijk lot zal ook de aarde ondergaan, wanneer onze zon over ruwweg vijf miljard zonder brandstof komt te zitten en de binnenste planeten van het zonnestelsel opslokt. (EE)
→ In a first, astronomers spot a star swallowing a planet

11 april 2023
Astronomen van het MIT hebben een dubbelstersysteem waargenomen waarin een neutronenster materiaal onttrekt aan een zonachtige ster – een proces dat tot de vorming van een schommelende accretieschijf heeft geleid. Door gebruik te maken van deze schommeling hebben de wetenschappers een tweedimensionale kaart kunnen maken van de ‘winden’ die van de schijf uitgaan (Nature Astronomy, 10 april). Een accretieschijf is een kolossale draaikolk van gas en stof die zich rond een zwaar compact object, zoals een zwart gat of een neutronenster, ophoopt wanneer dit materie van een nabije ster aantrekt. In deze roterende schijf worden krachtige winden opgewekt, die het gas en stof rond het compacte object verhitten en wegblazen. Astronomen hebben in tal van zulke dubbelstersystemen schijfwinden waargenomen, maar tot nu toe hadden ze slechts een zeer beperkt beeld van dit verschijnsel. De nieuwe kaart toont voor het eerst de verticale vorm en structuur van zo’n wind, evenals diens snelheid: enkele honderden kilometers per seconde. Bij het nieuwe onderzoek hebben astronomen de röntgendubbelster Hercules X-1 onder de loep genomen met twee om de aarde cirkelende röntgentelescopen: de Europese XMM Newton en Chandra van NASA. Doordat de in 35 dagen ronddraaiende schijf van Hercules X-1 enigszins verwrongen is, zoals een kromgetrokken grammofoonplaat die te lang in de zon heeft gelegen, konden ze de schijfwind op wisselende hoogten ten opzichte van de schijf waarnemen, in plaats van op één enkele, vaste hoogte zoals bij een vlakke, gelijkmatig draaiende schijf. Op die manier kon het verticale verloop van de temperatuur en dichtheid van de wind in kaart worden gebracht. Als volgende stap willen de astronomen hun waarnemingen vergelijken met theoretische simulaties van verschillende mechanismen, om te zien welke de oorsprong van de wind het best kunnen verklaren. Hoe schijfwinden precies ontstaan is namelijk nog onduidelijk. Volgens sommige theorieën zouden magnetische velden de schijf kunnen ‘versnipperen’ en een deel van de aanwezige materie naar buiten drijven. Andere stellen dat de neutronenster het schijfoppervlak zodanig verhit dat het verdampt. (EE)
→ Scientists map gusty winds in a far-off neutron star system

21 april 2023
Een ontplofte ster levert meer risico’s op voor planeten in zijn omgeving dan tot nu toe werd aangenomen, zo blijkt uit nieuw onderzoek met de Amerikaanse ruimtetelescoop Chandra en andere röntgentelescopen in de ruimte. De extra dreiging komt voort uit de schade die intense röntgenstraling aan de atmosferen van planeten tot op 160 lichtjaar afstand aanricht. De aarde loopt wat dit betreft op dit moment geen gevaar, omdat er binnen deze afstand geen sterren te vinden zijn die een supernova-explosie zullen ondergaan. Maar in het verleden heeft onze planeet waarschijnlijk wel met deze röntgenstraling te maken gehad (The Astrophysical Journal, 20 april). Tot nu toe richtte het meeste onderzoek naar de effecten van supernova-explosies zich op de intense straling die een supernova in de dagen en maanden na de explosie produceert, en de energierijke deeltjes die honderden tot duizenden jaren daarna arriveren. Maar daarmee is het gevarenlijstje niet compleet. Wetenschappers hebben ontdekt dat tussen de beide eerder vastgestelde gevaren nog een ander gevaar schuilt. In de nasleep van een supernova komt altijd röntgenstraling vrij, maar als de schokgolf van de supernova in botsing komt met dicht omringend gas, kan daarbij een bijzonder hoge dosis röntgenstraling vrijkomen die pas vele maanden na de explosie arriveert en tientallen jaren aanhoudt. De berekeningen in dit nieuwe onderzoek zijn gebaseerd op röntgenwaarnemingen van 31 supernova’s en hun naweeën, die grotendeels zijn verkregen met de NASA-missies Chandra, Swift en NuSTAR, en de Europese XMM-Newton. Uit de analyse van deze waarnemingen blijkt dat de interactie tussen supernova’s en hun omgeving dodelijke gevolgen kan hebben voor planeten tot op ongeveer 160 lichtjaar afstand. Als een golf van röntgenstraling over een planeet heen spoelt, ondergaat de chemische samenstelling van diens atmosfeer sterke veranderingen. Bij een aarde-achtige planeet kan daarbij een aanzienlijk deel van de ozonlaag, die het leven op het planeetoppervlak beschermt tegen de gevaarlijke ultraviolette straling van zijn moederster, worden weggevaagd. Er zijn sterke aanwijzingen – zoals de vondst op verschillende plaatsen op aarde van een radioactieve isotoop van ijzer – dat zich tussen ongeveer twee en acht miljoen jaar geleden supernova-explosies in de omgeving van de aarde hebben voorgedaan. Op het moment van deze explosies zouden de ontploffende sterren naar schatting 65 tot 500 lichtjaar van onze planeet verwijderd zijn geweest. Ons zonnestelsel bevindt zich in de zogeheten Lokale Bel, een nog steeds uitdijende bel van ijl heet gas, omgeven door een schil van koud gas, met een middellijn van ongeveer 1000 lichtjaar. De snelheid waarmee deze bel uitdijt wijst erop dat deze is ontstaan tijdens een golf van stergeboortes en supernova-explosies in het centrum van de bel die ongeveer 14 miljoen jaar geleden plaatsvond. De zware jonge sterren die verantwoordelijk waren voor de supernova-explosies stonden toen veel dichter bij dan nu, waardoor de toenmalige aarde veel meer gevaar liep. (EE)
→ New Stellar Danger to Planets Identified by NASA’s Chandra

7 april 2023
Een nieuwe midden-infraroodopname, gemaakt met de Webb-ruimtetelescoop, toont de supernovarest Cassiopeia A (Cas A), die 340 jaar geleden is ontstaan bij de explosie van een zware ster. Het is het jongste overblijfsel van een supernova-explosie in ons Melkwegstelsel dat we kennen. Cas A is in de loop van de jaren uitgebreid waargenomen met allerlei telescopen op aarde en in de ruimte. Door dit object op verschillende golflengten te onderzoeken, proberen astronomen meer te weten te komen over de eigenschappen ervan. Voor de nu gepresenteerde foto van Cas A is het door Webb vastgelegde infraroodlicht, dat niet waarneembaar is met het menselijk oog, omgezet in zichtbaar licht van verschillende golflengten. Aan de buitenkant van de kosmische ‘zeepbel’ – met name bovenaan en links – bevinden zich gordijnen van warm stof die oranje en rood lijken. Deze geven aan waar de materie van de geëxplodeerde ster op gas en stof in de omgeving is gestuit. Binnen deze buitenste schil zijn heldere lichtroze filamenten te zien, die klonteringen vertonen. Dat is materiaal van de ster zelf, dat oplicht door een mengsel van verschillende zware elementen, zoals zuurstof, argon en neon. Het stellaire materiaal is ook te zien als zwakkere slierten aan de binnenkant van de holte. Een van de wetenschappelijke vragen die Cas A kan helpen beantwoorden is waar kosmische stof vandaan komt. Uit waarnemingen is gebleken dat zelfs heel jonge sterrenstelsels in het vroege heelal enorme hoeveelheden stof bevatten. Het is moeilijk de oorsprong van dit stof te verklaren zonder een beroep te doen op supernova’s, die grote hoeveelheden zware elementen (de bouwstenen van stof) de ruimte in blazen. Bestaande waarnemingen van supernova’s hebben echter geen sluitende verklaring kunnen geven voor de hoeveelheid stof die we in die vroege sterrenstelsels zien. Door Cas A nader te bestuderen met Webb hopen astronomen meer inzicht te krijgen in het stofgehalte van dit object. Dit kan ons helpen begrijpen waar het materiaal waar planeten en wijzelf zijn ontstaan vandaan is gekomen.  Cas A heeft een middellijn van ongeveer tien lichtjaar en bevindt zich op 11.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cassiopeia. (EE)
→ Webb Reveals Never-Before-Seen Details in Cassiopeia A

5 april 2023
Met behulp van data van de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia hebben astronomen niet alleen het meest nabije, maar ook het op één na meest nabije zwarte gat in ons Melkwegstelsel ontdekt. De beide zwarte gaten, die Gaia BH1 en Gaia BH2 worden genoemd, bevinden zich respectievelijk op slechts 1560 lichtjaar afstand in de richting van het sterrenbeeld Slangendrager en op 3800 lichtjaar in het sterrenbeeld Centaurus. Naar astronomische maatstaven is dat in onze kosmische achtertuin. De zwarte gaten zijn ontdekt door de bewegingen van hun begeleidende sterren te onderzoeken. Deze sterren vertonen een vreemde schommelbeweging, die erop wijst dat ze om een zeer massarijk object draaien. In beide gevallen is dat object ongeveer tien keer zo zwaar als onze zon. Daarmee zijn het vrijwel zeker zwarte gaten. Andere verklaringen voor deze zware begeleiders, zoals dubbelstersystemen, vallen af omdat ze geen licht lijken uit te zenden. Tot voor kort waren alle zwarte gaten die astronomen kennen ontdekt via de straling – doorgaans op röntgen- en radiogolflengten – die afkomstig is van materiaal dat ze naar zich toe trekken. Maar de nu ontdekte zwarte gaten zenden geen enkele vorm van licht uit, waardoor ze praktisch onzichtbaar zijn. Dat komt waarschijnlijk doordat ze veel verder van hun begeleidende sterren verwijderd zijn geen materie weten aan te trekken. Van alle bekende zwarte gaten hebben Gaia BH1 en BH2 de wijdste omloopbanen. Het feit dat ze tevens de meest nabije zwarte gaten zijn, doet vermoeden dat er nog veel meer zwarte gaten in wijde dubbelsterren op ontdekking wachten. (EE)
→ Gaia discovers a new family of black holes

28 maart 2023
Astronomen van het Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (Duitsland), de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en het MIT Kavli Instituut (VS) hebben ontdekt dat magnetische velden in meervoudige stersystemen met ten minste één reusachtige, hete blauwe ster veel vaker voorkomen dan wetenschappers tot nu toe dachten (MNRAS, 28 maart). Met massa’s van meer dan achttien maal die van onze zon behoren blauwe, zogeheten O-sterren tot de zwaarste sterren in het heelal. Hoewel ze zeldzaam zijn, zijn ze zo heet en helder dat vier van de negentig helderste sterren die vanaf de aarde zichtbaar zijn, tot deze categorie behoren. Zulke zware sterren eindigen hun bestaan met een supernova-explosie, waarbij ze een compact object – een neutronenster of een zwart gat – als restant achterlaten. Van slechts elf O-sterren was bekend dat ze magnetische velden hebben. Op één ster na waren dat allemaal solitaire sterren of wijde dubbelsterren. Dat was nogal raadselachtig, omdat eerdere onderzoeken hadden laten zien dat meer dan negentig procent van de O-sterren ontstaan in systemen die uit twee of meer sterren bestaan. Veel theoretici waren verrast door het vrij geringe aantal magnetische velden dat bij deze zware sterren is waargenomen, omdat zij sommige fysische kenmerken van meervoudige stersystemen niet konden verklaren zonder daar magnetische velden bij te betrekken. Om deze discrepantie op te lossen, heeft het internationale onderzoeksteam gearchiveerde data van stersystemen met minstens één O-ster onder de loep genomen. Het ging daarbij om spectropolarimetrische waarnemingen die zijn gedaan met de 3,6-meter ESO-telescoop op La Silla (Chili) en de Canada-France-Hawaii-telescoop op Mauna Kea (Hawaï). Bij spectropolarimetrie wordt de polarisatie van licht gemeten – een eigenschap die informatie geeft over het bestaan van een magnetisch veld in een ster. Tot verrassing van de astronomen bleek uit de resultaten dat in zeer veel van deze meervoudige stersystemen magnetisme voorkomt. In 22 van de 36 bestudeerde systemen zijn met zekerheid magnetische velden waargenomen, terwijl slechts drie stelsels geen enkel teken van magnetisme vertonen. Waarom in zoveel van deze stersystemen magnetisme voorkomt is onduidelijk, maar het kan erop wijzen dat het feit dat deze sterren in meervoudige systemen zijn ontstaan een bepalende rol speelt bij het ontstaan van magnetische velden in zware sterren. Deze velden zouden het gevolg kunnen zijn van massaoverdracht tussen, of zelfs samensmeltingen van sterren. (EE)
→ Magnetic heavy stars need company

22 maart 2023
Wanneer de massa van een witte dwergster de limiet van ongeveer 1,4 zonsmassa overschrijdt, ontploft hij als supernova. Een internationaal team onder leiding van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE, Duitsland) heeft nu een dubbelstersysteem ontdekt waarin materie van een normale ster naar een witte dwerg toe stroomt. Het systeem heeft zich verraden vanwege de kernfusie die het overgedragen gas nabij het oppervlak van de witte dwerg ondergaat, en daardoor nu zogeheten ‘superzachte’ röntgenstraling uitzendt. Het bijzondere in dit geval is dat het overgedragen gas geen waterstof is, maar helium (Nature, 22 maart). Het bestaan van dubbelstersystemen waarin een witte dwerg helium opslokt en in gestaag tempo aan zijn oppervlak ‘verbrandt’ werd al meer dan dertig jaar voorspeld, meer het systeem dat nu door het MPE-team onder de loep is genomen, is het eerste van dit type dat ook daadwerkelijk is waargenomen. Het object in kwestie, dat te boek staat als [HP99] 159, werd in de jaren 90 voor het eerst gedetecteerd met de onder Duitse leiding gebouwde röntgensatelliet ROSAT. Nu hebben astronomen deze röntgenbron kunnen koppelen aan een gewone lichtbron in de Grote Magelhaense Wolk. En daarbij hebben ze vastgesteld dat zijn spectrum talrijke emissielijnen van helium vertoont die afkomstig zijn van de accretieschijf die zich rond de witte dwerg heeft gevormd. Toen ROSAT begin jaren 90 superzachte röntgenbronnen ontdekte die gestaag waterstof op hun oppervlak verbrandden, werden zij een tijdlang beschouwd als mogelijke voorlopers van supernova’s van type Ia. Maar het eigenaardige was dat deze bronnen veel waterstof bevatten, terwijl supernova’s van type Ia juist waterstofarm zijn. De nieuwe waarnemingen van [HP99] 159 kunnen deze paradox niet oplossen. Theoretische modellen voorspellen namelijk dat twee tot vijf procent van de materie van de begeleidende heliumster bij een supernova-explosie van type Ia de omgeving in wordt geblazen. Zó veel helium vertonen de meeste van deze supernova’s echter ook niet. Wel bestaat er een subklasse van dit soort supernova’s, aangeduid als type Iax, die minder helder en minder hevig zijn, en daardoor minder helium uitstoten. Volgens de onderzoekers zou [HP99] 159 weleens een voorloper van zo’n supernova van type Iax kunnen zijn, omdat hun metingen erop wijzen dat gestage heliumverbranding op witte dwergen mogelijk is, zelfs bij lagere overstroomsnelheden dan theoretisch voorspeld. (EE)
→ Helium-Brennen auf Weißem Zwergstern entdeckt

10 maart 2023
Astronomen hebben een klein, compact object ontdekt in een ringvormige leegte in de schijf van gas en stof rond een jonge ster op 375 lichtjaar van de aarde. Ze denken dat het om een ‘baby-planeet’ gaat die aan het groeien is. Planetenstelsels zoals ons eigen zonnestelsel ontstaan uit enorme wolken van interstellair gas die op een gegeven moment samentrekken en gaan draaien. Daarbij wordt de gaswolk steeds platter totdat er een schijf is ontstaan met een jonge ster in het midden. Het materiaal in die schijf klontert uiteindelijk samen tot planeten. Jammer genoeg duurt dit planeetvormingsproces miljoenen jaren, dus kunnen we het niet ‘live’ zien gebeuren. Of misschien toch wel? Een onderzoeksteam onder leiding van Iain Hammond van Monash University (Australië) heeft een reeks waarnemingen van de jonge ster HD 169142 gepubliceerd die bijna tien jaar teruggaan in de tijd. Het mooie van dit object is dat we vanaf de aarde recht tegen de protoplanetaire schijf rond deze ster aan kijken. Hierdoor kunnen we goed zien wat zich in de schijf afspeelt.Bij eerdere waarnemingen was al een ringvormige leemte in de schijf ontdekt op ruim vijf miljard kilometer van de centrale ster. En bij vervolgwaarnemingen werd een klein object in deze lege gordel opgespoord. Hammond en zijn collega’s hebben na jaren van waarnemingen nu kunnen vaststellen dat dit compacte object beweegt. De astronomen denken dat het om een planeet-in-wording gaat, omdat het object een keplerbaan volgt, net als de hemellichamen in ons zonnestelsel. Bovendien is de leemte in de schijf rond HD 169142 scherp begrensd, wat in overeenstemming is met computersimulaties van protoplanetaire schijven waarin planeten aan het groeien zijn. Ook de aanwezigheid van een spiraalvormige structuur in de schijf wijst in die richting. Volgens de onderzoekers heeft de protoplaneet al zoveel gas aan de schijf onttrokken dat hij ongeveer net zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. En waarschijnlijk is zijn groeispurt nog niet voorbij. (EE)
→ Astronomers detect what may be a baby planet carving out a home for itself (Universe Today)

8 maart 2023
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen gasvormig water ontdekt in de planeet-vormende schijf rond een jonge ster. De chemische signatuur van dit water verklaart hoe water uit sterren-vormende gaswolken in planeten kan terechtkomen. De ontdekking bevestigt het idee dat het water op aarde nog ouder is dan onze zon (Nature, 8 maart). De ontdekking werd gedaan door de samenstelling van water te onderzoeken in V883 Orionis, een jonge ster op ongeveer 1300 lichtjaar van de aarde die omgeven is door een planeet-vormende schijf. Wanneer een wolk van gas en stof ineenstort, vormt zich een ster in het centrum, met daaromheen een schijf van restmaterie. Dit materiaal klontert in de loop van enkele miljoenen jaren samen tot kometen, planetoïden en uiteindelijk planeten. De astronomen gebruikten ALMA om de chemische kenmerken van het water en diens weg van de stervormingswolk naar de planeten te traceren. Water bestaat gewoonlijk uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. De astronomen hebben echter gezocht naar een iets zwaardere versie van water waarbij één van de waterstofatomen is vervangen door deuterium – een zware isotoop van waterstof. Omdat normaal en zwaar water onder verschillende omstandigheden ontstaan, kan hun verhouding worden gebruikt om na te gaan wanneer en waar het water is gevormd. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat deze verhouding in sommige kometen van ons zonnestelsel vergelijkbaar is met die in aards water. Dat wijst erop dat kometen water naar onze planeet kunnen hebben gebracht. De reis van water van wolken naar jonge sterren, en vervolgens van kometen naar planeten is al eerder bestudeerd, maar tot nu toe ontbrak de schakel tussen de jonge sterren en de kometen – een hiaat dat nu door V883 Orionis is opgevuld. De samenstelling van het water in de schijf rond deze jonge ster lijkt sterk op die van kometen in ons eigen zonnestelsel. Dit toont aan dat het water in planetenstelsels miljarden jaren geleden – dus vóór de zon – in de interstellaire ruimte is gevormd en relatief onveranderd in zowel kometen als de aarde is beland. Het waarnemen van dit water was niet eenvoudig. ‘Het meeste water in planeet-vormende schijven is bevroren tot ijs, zodat het doorgaans aan ons zicht wordt onttrokken’, aldus Margot Leemker van de Sterrewacht Leiden, die bij het nieuwe onderzoek betrokken was. Gasvormig water kan worden gedetecteerd dankzij de straling die moleculen uitzenden wanneer zij ronddraaien en trillen. Maar als water bevroren is, bewegen de moleculen veel minder. Gasvormig water is te vinden in het midden van de schijf rond de ster, waar het warmer is. Deze gebieden gaan echter schuil achter de schijf zelf en zijn bovendien te klein om waarneembaar te zijn met onze telescopen. Uit recent onderzoek is echter gebleken dat de schijf rond V883 Orionis ongewoon warm is: door een krachtige uitbarsting van de ster is hij verwarmd tot een temperatuur waarbij water niet meer ijsvormig is, maar gasvormig. Vandaar dat de astronomen het water rond V883 Orionis hebben kunnen detecteren met ALMA – een grote opstelling van radiotelescopen in het noorden van Chili. Met dit instrument konden ze de samenstelling van het water bepalen en de verdeling ervan binnen de schijf in kaart brengen. Daarbij is vastgesteld dat de schijf minstens 1200 keer zoveel water bevat als alle oceanen op aarde bij elkaar. (EE)
→ Astronomen vinden ontbrekende schakel voor water in het zonnestelsel

6 maart 2023
Een internationaal onderzoeksteam met daarin onder meer de Nederlandse astronoom Jakob van den Eijnden van de Universiteit van Oxford (VK) heeft voor het eerst het destabiliseren van de schijf van hete materie rond een neutronenster kunnen waarnemen. Eerder was dit verschijnsel alleen bij zwarte gaten gezien (Nature, 1 maart). Astronomen zijn al lang geïntrigeerd door röntgendubbelsterren – systemen van twee om elkaar wentelende sterren waarvan de ene een zwart gat of een neutronenster is. Zowel zwarte gaten als neutronensterren ontstaan bij supernova-explosies en zijn zeer compact, waardoor ze enorme zwaartekracht hebben. Daardoor zijn ze in staat om materie aan de normale ster die om hen heen draait te onttrekken. Bij dit proces vormt zich een accretieschijf – een kolkende schijf van materie – om het zwarte gat of de neutronenster. Volgens theoretische berekeningen zouden deze roterende schijven dynamische instabiliteit moeten vertonen: ongeveer eens per uur vallen de binnenste delen van de schijf binnen korte tijd op het zwarte gat of de neutronenster, waarna dit schijfdeel weer wordt aangevuld en het proces zich herhaalt. Tot nu toe was dit intrigerende verschijnsel alleen waargenomen in dubbelstersystemen met een zwart gat. Maar nu is het voor het eerst ook opgetekend in een dubbelster met een neutronenster, Swift J1858.6-0814 geheten. De ontdekking toont aan dat zo’n instabiliteit een algemene eigenschap van zulke accretieschijven is (en niet het gevolg is van de aanwezigheid van een zwart gat). Het verschijnsel is vastgelegd met vijf telescopen op aarde en in de ruimte die een breed golflengtegebied bestrijken, waaronder de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico (VS), de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili en de Hubble-ruimtetelescoop. ‘De radiowaarnemingen brachten een belangrijke eigenschap van deze instabiliteiten aan het licht’, aldus Van den Eijnden. ‘We hebben ontdekt dat wanneer de schijf ‘leegloopt’, een deel van het gas de ruimte in wordt geschoten in de vorm van zogeheten radiojets: smalle bundels van gas die de lichtsnelheid kunnen benaderen.’ Deze radiojets fluctueren in helderheid, en dit gedrag lijkt samen te hangen met het leeg- en vervolgens weer vollopen van de accretieschijf. (EE)
→ Major collaboration reveals new insights on binary star systems

1 maart 2023
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Florian Peißker van de Universiteit van Keulen (Duitsland) heeft een zeer jonge ster-in-wording ontdekt in de buurt van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Sgr A*) in het centrum van ons Melkwegstelsel. ‘Babyster’ X3a is slechts enkele tienduizenden jaren oud en zou theoretisch gezien helemaal niet zo dicht bij Sgr A* kunnen bestaan. De astronomen vermoeden dat hij zich in een stofwolk rond het kolossale zwarte gat heeft gevormd en pas daarna naar zijn huidige baan is afgedaald (The Astrophysical Journal, 28 februari). De omgeving van het zwarte gat in het Melkwegcentrum wordt algemeen beschouwd als een gebied dat wordt beheerst door dynamische processen en harde röntgen- en UV-straling. Precies deze omstandigheden werken de vorming van sterren zoals onze zon tegen. Toch zijn er al twintig jaar geleden zeer jonge sterren gevonden in de directe omgeving van Sgr A*. Het is nog steeds niet duidelijk hoe deze sterren daar zijn terechtgekomen of waar ze zich hebben gevormd. Babyster X3a, die tien keer zo groot en vijftien keer zo zwaar is als onze zon, zou weleens de ontbrekende schakel kunnen zijn tussen het stervormingsproces en de jonge sterren in de directe omgeving van Sgr A*. Volgens Peißker en zijn collega’s bestaat er een gebied op enkele lichtjaren afstand van het zwarte gat dat aan de voorwaarden voor stervorming voldoet. Dit gebied, een ring van gas en stof, is voldoende koud en beschermd tegen destructieve straling. Lage temperaturen en hoge dichtheden creëren een omgeving waarin wolken van honderden zonsmassa’s kunnen ontstaan. En zulke wolken kunnen onder invloed van onderlinge interacties in principe heel snel dichter naar het zwarte gat toe migreren. Bovendien zouden zich in de nabijheid van de babyster zeer hete samenklonteringen van gas en stof kunnen vormen die vervolgens door X3a worden ingevangen. Dit zou de reden kunnen zijn dat deze ster zo’n grote massa heeft gekregen. De samenklonteringen vormen echter maar een deel van de ontstaansgeschiedenis van de babyster: zijn ‘geboorte’ is daarmee nog niet verklaard. De astronomen suggereren nu het volgende scenario: afgeschermd van de zwaartekrachtsinvloed van Sgr A* en intense straling kan zich in de buitenste gas- en stofring rond het centrum van het Melkwegstelsel een voldoende dichte wolk van gas en stof hebben gevormd. Deze wolk had ongeveer honderd keer zoveel massa als onze zon en stortte onder zijn eigen zwaartekracht ineen tot één of meer protosterren. Deze zogeheten valtijd komt ongeveer overeen met de leeftijd van X3a. Uit waarnemingen is gebleken dat er veel van deze wolken zijn onderlinge interacties aangaan. Het is daarom niet ondenkbaar dat er van tijd tot tijd een wolk dichter naar het zwarte gat toe migreert. Dit scenario zou ook passen bij het huidige evolutiestadium van X3a, die zich momenteel tot een volwassen ster ontwikkelt. Het is daarom best aannemelijk dat de gas- en stofring rond Sgr A* als ‘kraamkamer’ van jonge sterren fungeert. (EE)
→ Baby star near the black hole in the middle of our Milky Way: It exists after all

1 maart 2023
Een internationaal onderzoeksteam heeft nieuwe informatie verzameld over de resten van een ster waarvan de explosie 450 jaar geleden werd waargenomen. Dat heeft nieuwe aanwijzingen opgeleverd over hoe bij zo’n kolossale explosie, die supernova wordt genoemd, deeltjes tot bijna de lichtsnelheid worden versneld. Het supernova-restant is genoemd naar de Deense astronoom Tycho Brahe, die in 1572 het heldere schijnsel van een (tijdelijke) nieuwe ‘ster’ in het sterrenbeeld Cassiopeia opmerkte. Bij het nieuwe onderzoek hebben astronomen gegevens van NASA-satelliet IXPE gebruikt om de gepolariseerde röntgenstraling van het restant van Tycho’s supernova te bestuderen. De IXPE-gegevens geven voor het eerst inzicht in de geometrie van de magnetische velden in de buurt van de schokgolf van de supernova, die zich nog steeds voortplant. Dit stelt wetenschappers in staat om te onderzoeken hoe de deeltjes aan de rand van de schokgolf worden versneld. Door de röntgenpolarisatie te meten, kunnen wetenschappers de gemiddelde richting en ordening vaststellen van het magnetische veld van de röntgengolven die het supernova-restant uitzendt. De gepolariseerde röntgenstraling wordt uitgezonden door elektronen die in het magnetische veld bewegen en daarbij zogeheten synchrotronstraling uitzenden. De polarisatie geeft de richting aan van de magnetische velden op de plaats waar de straling werd opgewekt. IXPE heeft de vorm van het magnetische velde gemeten op schalen van minder dan drie lichtjaar – enorm groot naar menselijke maatstaven, maar dichter bij de bron van de zeer energierijke ‘kosmische straling’ die door dit soort objecten wordt uitgezonden dan onderzoekers ooit zijn gekomen. Deze informatie is waardevol, omdat wetenschappers willen weten hoe deeltjes in het kielzog van de ontploffingsgolf van de oorspronkelijke explosie worden versneld. De onderzoekers hebben ook overeenkomsten en verrassende verschillen ontdekt tussen wat IXPE heeft gemeten bij het restant van Tycho’s supernova en bij het eerder onderzochte supernova-restant Cassiopeia A. De magnetische velden in beide supernovaresten blijken zich globaal radiaal naar buiten toe uit te strekken. Maar ‘Tycho’ vertoont een veel sterkere röntgenpolarisatie dan Cassiopeia A, wat suggereert dat zijn magnetische veld minder turbulent is. Tycho’s supernova staat te boek als een supernova van type Ia. Zo’n explosie ontstaat wanneer een witte dwergster in een dubbelstersysteem zijn begeleider aan flarden trekt en een deel van diens massa opslokt. Dit maakt de dwergster uiteindelijk instabiel, waardoor hij explodeert en zijn ‘puin’ met enorme snelheid de ruimte in worden geblazen. Bij de explosie van Tycho’s supernova kwam evenveel energie vrij als onze zon in 10 miljard jaar zou produceren. (EE)
→ NASA’s IXPE Unlocks Mysteries of Historic Tycho Supernova

24 februari 2023
Gammastraling van aluminium-26, een radioactieve isotoop die voornamelijk afkomstig is van zware sterren, laat zien dat ons Melkwegstelsel jaarlijks vier tot acht zonsmassa’s aan interstellair gas en stof omzet in nieuwe sterren, zo meldt een team van astronomen onder leiding van Thomas Siegert van de Universiteit Würzburg (Duitsland). Dat is twee tot vier keer de gangbare schatting en komt – omdat de meeste sterren minder zwaar zijn dan de zon – overeen met ongeveer tien tot twintig sterren per jaar (arXiv.org, 24 januari). Hoe meer sterren een sterrenstelsel maakt, des te sneller verrijkt het zichzelf met zuurstof, ijzer en andere elementen die sterren aanmaken. Deze elementen voegen zich bij de gaswolken waaruit sterren ontstaan en kunnen op die manier de relatieve aantallen grote en kleine sterren die worden gevormd beïnvloeden. Om de intensiteit en ruimtelijke verdeling van de straling van aluminium-26 in ons Melkwegstelsel in kaart te brengen, hebben Siegert en zijn collega’s gebruik gemaakt van gegevens van de Europees-Russische satelliet INTEGRAL. Tijdens zijn leven blaast een zware ster deze isotoop via de zogeheten sterrenwind de ruimte in, en tijdens zijn uiteindelijke supernova-explosie wordt er nog meer van geproduceerd. Hoe meer sterren een sterrenstelsel voortbrengt, des te meer gammastraling ontstaat er. Volgens de onderzoekers past de waargenomen intensiteit van de gammastraling in ons Melkwegstelsel het best bij een stervormingstempo van vier tot acht zonsmassa’s per jaar. Het is echter moeilijk te zeggen hoe ver de gammastraling heeft gereisd voordat ze ons bereikt. Vooral als een deel van de waargenomen emissie dichtbij ontstaat – minder dan enkele honderden lichtjaren van ons vandaan – bevat het Melkwegstelsel minder aluminium-26 dan de onderzoekers hebben berekend. In dat geval zou het stervormingstempo eerder vier zonsmassa’s per jaar bedragen dan acht. Maar hoe dan ook lijkt ons sterrenstelsel de grootste producent van nieuwe sterren te zijn van de verzameling van meer dan honderd nabije sterrenstelsels die de Lokale Groep wordt genoemd. Het grootste lid van deze groep, het Andromedastelsel, zet jaarlijks slechts een fractie van een zonsmassa aan gas en stof om in nieuwe sterren. (EE)
→ The Milky Way may be spawning many more stars than astronomers had thought (ScienceNews)

22 februari 2023
Twee decennia van waarnemingen laten zien hoe een merkwaardige wolk van gas en stof uit elkaar wordt getrokken terwijl hij met steeds hogere snelheid richting het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel beweegt. Astronomen van het UCLA Galactic Center Orbits Initiative en de Keck-sterrenwacht op de Mauna Kea op Hawaï volgen de evolutie van deze wolk, die X7 wordt genoemd, al sinds 2002. Uit nabij-infraroodbeelden die met beide Keck-telescopen zijn gemaakt, blijkt dat X7 inmiddels een lengte heeft bereikt van 450 miljard kilometer – drieduizend keer de afstand tussen de aarde en de zon (The Astrophysical Journal, 21 februari). X7 heeft ongeveer vijftig keer zoveel massa als de aarde en doorloopt een baan om het zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* of kortweg Sgr A*. Over één omloop zou hij 170 jaar doen, maar astronomen verwachten dat de sterke getijdenkracht van het zwarte gat X7 uiteindelijk uit elkaar zal trekken voordat hij die omloop heeft voltooid. Deze kracht ontstaat doordat aan de kant van het object die zich het dichtst bij het zwarte gat bevindt veel sterker wordt getrokken dan aan de kant die het verst ervan verwijderd is. Uit de baan die X7 volgt leiden de astronomen af dat X7 rond het jaar 2036 Sgr A* het dichtst zal naderen en kort daarna volledig zal verdwijnen. Het gas en het stof waaruit X7 bestaat zal uiteindelijk naar Sgr A* worden getrokken en op enig moment wellicht wat ‘vuurwerk’ veroorzaken als het opwarmt en naar het zwarte gat toe spiraalt. X7 vertoont overeenkomsten met de andere vreemde stofrijke objecten die om Sgr A* draaien: de zogeheten G-objecten. Deze laatste zien eruit als gaswolken, maar gedragen zich als sterren. De astronomen denken dat het gas en stof van X7 mogelijk is uitgestoten bij een fusie tussen twee sterren. Tijdens dit proces hult de gefuseerde ster zich in een schil van gas en stof die aan de beschrijving van de G-objecten zou kunnen voldoen. En gas dat bij de fusie is ontsnapt zou X7-achtige objecten kunnen hebben voortgebracht. (EE)
→ The Swansong Of A Cloud Approaching The Milky Way’s Supermassive Black Hole

2 februari 2023
Astronomen hebben de massa van een opgebrande ster rechtstreeks bepaald met behulp van een verschijnsel dat bekendstaat als het zwaartekrachtlenseffect. Een internationaal team, onder leiding van Peter McGill van de Universiteit van Cambridge (VK), heeft aan de hand van gegevens van twee telescopen gemeten hoe het licht van een verre ster werd afgebogen door de witte dwergster LAWD 37, waardoor de verre ster tijdelijk van positie leek te veranderen. Het is voor het eerst dat dit effect is waargenomen bij een andere ster dan onze zon, en de eerste keer dat daarbij de massa van zo’n lens-ster rechtstreeks is gemeten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2 februari). LAWD 37 is een witte dwerg, het compacte restant van een ster zoals onze zon. Wanneer de nucleaire brandstof van een zonachtige ster opraakt, zwelt deze op en blaast hij zijn buitenste lagen de ruimte in. Het enige wat dan resteert is zijn hete, compacte kern. Onder deze omstandigheden gedraagt de materie zoals wij die kennen zich heel anders en verandert zij in iets dat gedegenereerde materie wordt genoemd. LAWD 37 is uitgebreid onderzocht, omdat hij relatief dichtbij staat. De witte dwerg bevindt zich op vijftien lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg en is het overblijfsel van een ster die ruim een miljard jaar geleden zijn laatste adem uitblies. Massa is een van de belangrijkste factoren in de evolutie van een ster. Voor de meeste stellaire objecten leiden astronomen de massa indirect af, op basis van sterke, vaak niet geteste modelaannames. In de zeldzame gevallen waarbij de massa wél direct kan worden afgeleid, moet de ster een begeleider hebben, zoals in een dubbelstersysteem. Maar voor enkelvoudige objecten, zoals LAWD 37, zijn andere methoden nodig om de massa te kunnen bepalen. McGill en zijn collega’s zijn er nu in geslaagd om – met de astrometrische ruimtetelescoop Gaia van ESA en de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA – de eerste nauwkeurige massabepaling van LAWD te doen. Met behulp van Gaia konden de astronomen de beweging van LAWD 37 voorspellen en het punt bepalen waar deze zich dicht genoeg bij een achtergrondster zou bevinden om het gezochte lens-effect te veroorzaken. Met dit gegeven konden de astronomen de Hubble-ruimtetelescoop op het juiste moment op de juiste plek aan de hemel richten om het verschijnsel, dat in november 2019 optrad, ook daadwerkelijk waar te nemen. Uit de sterkte van het lens-effect, die evenredig is met de massa van het object dat als lens fungeert, is nu berekend dat de massa van LAWD 37 0,56 zonsmassa bedraagt. Dit komt goed overeen met eerdere theoretische voorspellingen van de massa van deze witte dwerg, en bevestigt de betrouwbaarheid van de bestaande theorieën over de evolutie van deze objecten. (EE)
→ Astronomers observe light bending around an isolated white dwarf

1 februari 2023
Met behulp van de 1,5-meter SMARTS-telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili hebben astronomen het eerste voorbeeld ontdekt van een uiterst zeldzaam soort dubbelstersysteem – een systeem waarin in de toekomst een zogeheten kilonova-explosie zou kunnen plaatsvinden: de explosie die optreedt bij een botsing tussen twee neutronensterren. Dubbelsterren als deze zijn heel zeldzaam: aangenomen wordt dat er in ons hele Melkwegstelsel maar een stuk of tien te vinden zijn (Nature, 1 februari). Het bijzondere dubbelstersysteem, dat te boek staat als CPD-29 2176, is ongeveer 11.400 lichtjaar van ons verwijderd en werd voor het eerst opgemerkt door NASA-satelliet Swift. Vervolgwaarnemingen met de SMARTS-telescoop hebben astronomen in staat gesteld om de baaneigenschappen en de kenmerken van de twee sterren in het systeem te bepalen. Het gaat om een neutronenster die bij een ontmantelde supernova-explosie is ontstaan, en een zware ster die bezig is om zelf een ontmantelde supernova te worden. Een ontmantelde supernova is de catastrofale explosie van een zware ster die een groot deel van zijn buitenste lagen is kwijtgeraakt aan een begeleidende ster. Dat resulteert in een explosie die minder hevig is dan een ‘gewone’ supernova-explosie, die ertoe zou leiden dat de stellaire begeleider uit het systeem wordt ‘geschopt’. Omdat dit bij het ontstaan van de neutronenster in CPD-29 2176 klaarblijkelijk niet is gebeurd, is een ontmantelde supernova-explosie de beste verklaring voor het bestaan van dit compacte dubbelstersysteem. Om ooit een kilonova-explosie te kunnen veroorzaken, moet de begeleidende ster óók ‘gestript’ worden en in een neutronenster veranderen. Vervolgens zouden de beide neutronensterren geleidelijk naar elkaar toe spiralen en uiteindelijk met elkaar in botsing komen. Tijdens dit proces is zo’n dubbelster een sterke bron van zwaartekrachtgolven, en de uiteindelijke explosie gaat gepaard met een zogeheten gammaflits – een korte uitbarsting van zeer energierijke straling. Hoewel het erop lijkt dat dubbelster CPD-29 2176 alles in zich heeft om uiteindelijk een kilonova te veroorzaken, is het aan de astronomen van de verre toekomst om deze gebeurtenis te onderzoeken. Het zal namelijk nog zeker een miljoen jaar duren voordat de zware ster zijn bestaan afsluit met een supernova-explosie en een tweede neutronenster achterlaat. En vervolgens zal het nog een hele tijd duren voordat beide neutronensterren met elkaar in botsing komen. (EE)
→ First Kilonova Progenitor System Identified

26 januari 2023
Met behulp van de Subaru- en Kecktelescopen op Hawaï is een zogeheten bruine dwerg ontdekt die om de zonachtige ster HIP 2115 draait en daarom de aanduiding HIP 21152 B heeft gekregen. Het tweetal maakt deel uit van de Hyaden, een open sterrenhoop op slechts 150 lichtjaar afstand. Bruine dwergen zijn een soort objecten die in ons eigen zonnestelsel niet voorkomen. Ze zijn zwaarder dan de grootste planeten, maar hebben te weinig massa om waterstof tot helium te kunnen fuseren. Daarom worden ze ook wel ‘mislukte sterren genoemd. De meeste van de duizenden bruine dwergen die de afgelopen dertig jaar zijn ontdekt zwerven eenzaam rond in de ruimte, maar sommige draaien rond sterren. Om meer te weten te komen over deze laatste categorie, heeft een internationaal onderzoeksteam een methode ontwikkeld waarmee op efficiënte wijze bruine dwergen en reuzenplaneten bij sterren kunnen worden opgespoord. Deze methode maakt gebruik van gegevens over de eigenbeweging van sterren – de verplaatsing die een ster aan de hemel vertoont ten opzichte van verre achtergrondsterren. Wanneer er een zware planeet of bruine dwerg om een ster draait, dan resulteert dit in kleine variaties in de eigenbeweging van de ster. Deze variaties waren tot voor kort onmeetbaar klein, maar dankzij de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia en diens voorganger Hipparcos is daar verandering in gekomen. Door de verschillen te meten tussen de metingen van de beide ruimtetelescopen, heeft het onderzoeksteam sterren kunnen selecteren die een veranderlijke eigenbeweging vertonen. Vervolgens hebben ze een selectie van deze sterren gefotografeerd met gevoelige camera’s van Subaru en Keck – met de ontdekking van HIP 21152 B als resultaat. Door vier Subaru-opnamen van HIP 21152 B te combineren met snelheidsmetingen van zijn moederster met onder meer Gaia en Hipparcos, is het de astronomen gelukt om de omloopbaan van de bruine dwerg te bepalen, en daaruit kon dan weer zijn massa worden afgeleid. HIP 21152 B blijkt 22 tot 36 keer zo zwaar te zijn als de planeet Jupiter en is daarmee de lichtste bruine dwerg waarvan de massa nauwkeurig bekend is. (EE)
→ Astronomers Snap First Confirmed Direct Image Of A Brown Dwarf Orbiting A Star In The Hyades Cluster

23 januari 2023
Een internationaal team onder leiding van astronomen van de Universiteit Leiden heeft met behulp van de Webb-telescoop diverse moleculen in ijsvorm aangetoond op de donkerste en koudste plekken van een grote stervormingswolk. De resultaten laten zien dat de chemische ingrediënten om grotere en complexe moleculen te maken al aanwezig zijn, lang voordat een nieuwe ster wordt geboren (Nature Astronomy, 23 januari). Belangrijke bouwstenen voor het leven, zoals suikers en aminozuren, kunnen onder de juiste omstandigheden ontstaan uit eenvoudige moleculen op ijzige stofdeeltjes. Later in het stervormingsproces komen deze stoffen terecht op nieuwe planeten en in hun atmosferen. Met het onderzoek toont het team aan dat de ingrediënten voor de vorming van suikers en aminozuren ruim voorhanden zijn, zelfs op de donkerste en koudste plekken in een grote interstellaire wolk. De astronomen vonden ijs van water, koolstofmonoxide, koolstofdioxide, methaan, cyanaat, carbonylsuflide en methanol. Ook zien ze signalen die kunnen duiden op de aanwezigheid van grotere bevroren organische moleculen. De wolk in kwestie bevindt zich in Chamaeleon I, een stervormingsgebied op zo’n vijfhonderd lichtjaar van de aarde, in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Kameleon. In het gebied worden honderden jonge sterren gevormd. Dit proces gaat gepaard met chemische reacties waarbij op ijzige stofdeeltjes steeds complexere moleculen ontstaan. Bij deze reacties speelt ultraviolet licht normaal gesproken een belangrijke rol. Als er echter veel gas en stof is, kan dit licht niet doordringen. Met de Webb-telescoop is het de onderzoekers gelukt om naar zeer donkere gebieden in de wolk te kijken. Daar duurt het nog miljoenen jaren voordat zich sterren vormen. ‘Het blijkt dat er veel en ook veel verschillende soorten ijsdeeltjes voorhanden zijn,’ zegt Melissa McClure, universitair docent aan de Universiteit Leiden en leider van het ICE AGE-team dat als een van de eerste ter wereld met de Webb-telescoop mocht gaan meten. ‘Dankzij de waarnemingen kunnen we meer inzicht krijgen in hoe op dergelijke plekken eenvoudige en complexe moleculen ontstaan die op hun beurt weer bouwstenen zijn voor leven. We weten uit laboratoriumonderzoek op aarde, dat op plekken waar geen uv-licht kan komen, vrije atomen een belangrijke rol spelen in de ijschemie.’ Het interstellaire ijs verraadt zijn aanwezigheid dankzij het infrarode licht van sterren die zich achter de wolk bevinden en dat door de Webb-telescoop nog net kan worden waargenomen. De bevroren moleculen in de wolk absorberen unieke kleuren van dit sterlicht. Sterrenkundigen noemen dat een absorptiespectrum, een soort moleculaire vingerafdruk. Die spectra uit de ruimte kunnen vergeleken worden met spectra gemeten in speciale laboratoriumopstellingen die beschikbaar zijn via een database van de Sterrewacht Leiden. 
→ Volledig persbericht

23 januari 2023
Is ons Melkwegstelsel bijzonder, of heeft het in elk geval een bijzondere plek in het heelal? Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat het antwoord op deze vraag ja is. Uit hun nieuwe onderzoek blijkt dat het Melkwegstelsel te groot is voor zijn ‘kosmologische muur’, en daarmee onderscheidt het zich van de meeste andere sterrenstelsels (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). Een kosmologische muur is een afgeplatte ordening sterrenstelsels rondom andere sterrenstelsels, die wordt gekenmerkt door bijzonder lege gebieden – zogeheten leemtes (voids in het Engels) – aan weerszijden ervan. Deze leemtes drukken de sterrenstelsels als het ware samen tot een pannenkoekachtige structuur: een zogeheten kosmologische muur. Zo’n muur oefent invloed uit op de draaiing van de sterrenstelsels in zijn omgeving. In het geval van de ‘Lokale Muur’ heeft dit er bijvoorbeeld toe geleid dat ons Melkwegstelsel en zijn nabije soortgenoten op een meer georganiseerde manier om hun as draaien dan wanneer we ons op een willekeurige plek in het heelal zouden bevinden, zonder nabije muur. Daarbij valt op dat het Melkwegstelsel in vergelijking met zijn kosmische muur een verrassend grote massa heeft – een situatie die niet veel voorkomt in het heelal. Dat laatste is vastgesteld met behulp van een geavanceerde computersimulatie die deel uitmaakt van het IllustrisTNG-project. De astronomen hebben een volume van het heelal met een diameter van bijna een miljard lichtjaar nagebootst dat miljoenen sterrenstelsels bevat. Slechts een handjevol – ongeveer één op de miljoen - van de sterrenstelsels die uit de simulatie rolden waren zo ‘bijzonder’ als het Melkwegstelsel – dat wil zeggen: ingebed in een vergelijkbare kosmische muur en met evenveel massa als ons eigen sterrenstelsel. Ter indicatie: je moet vanuit het Melkwegstelsel misschien wel een half miljard lichtjaar reizen om een andere kosmologische muur te vinden met een sterrenstelsel als het onze. Dat is een paar honderd keer verder weg dan het grootste sterrenstelsel in onze omgeving: het Andromedastelsel. (EE) 
→ Milky Way found to be more unique than previously thought

18 januari 2023
Amerikaanse astronomen hebben een kolossaal panorama van het galactische vlak van de Melkweg gepresenteerd. De nieuwe dataset omvat ruim drie miljard objecten en is daarmee waarschijnlijk de grootste catalogus in zijn soort tot nu toe. Het Melkwegstelsel bevat honderden miljarden sterren, gloeiende stervormingsgebieden en grote donkere wolken van stof en gas. Het in beeld brengen en catalogiseren van deze objecten is een enorme opgave, maar de nu vrijgegeven astronomische dataset, bekend als de tweede versie van de Dark Energy Camera Plane Survey (DECaPS2), toont een enorm aantal van deze objecten in ongekend detail. De DECaPS2-survey, die twee jaar heeft geduurd, bestaat uit 21.400 afzonderlijke opnamen en heeft meer dan tien terabyte aan gegevens opgeleverd. DECaPS2 is een survey van het vlak van de Melkweg, gezien vanaf het zuidelijke halfrond, op optische en nabij-infrarode golflengten. Samen met de eerste oogst aan gegevens van DECaPS, die in 2017 werd vrijgegeven, bestrijkt de survey een lange strook aan de hemel die in oppervlak 13.000 keer groter is dan de vollemaan. De meeste sterren en stofwolken van ons Melkwegstelsel bevinden zich in de schijf waarin de spiraalarmen liggen. Hoewel deze overvloed aan sterren en stof prachtige beelden oplevert, is het galactische vlak daardoor ook moeilijk waarneembaar. Donkere slierten stof absorberen sterlicht en onttrekken zwakkere sterren volledig aan het zicht, en het licht van diffuse nevels maakt het meten van de helderheden van afzonderlijke objecten onmogelijk. Een ander probleem is het grote aantal sterren, die elkaar kunnen overlappen, waardoor ze zich niet van hun naaste buren laten onderscheiden. Ondanks deze uitdagingen zijn de astronomen in het galactische vlak gaan ‘graven’ om meer te weten te komen over ons Melkwegstelsel. Door waarnemingen te doen op nabij-infrarode golflengten, konden ze door veel van het licht-absorberende stof heen kijken. Daarnaast maakten de onderzoekers ook gebruik van een geavanceerde gegevensverwerkingsmethode, waarmee ze de achtergrond achter elke ster beter konden voorspellen. Op die manier konden de verstorende effecten van nevels en drukke sterrenvelden worden verminderd, waardoor de uiteindelijke datacatalogus nauwkeuriger is geworden. (EE)
→ Billions of Celestial Objects Revealed in Gargantuan Survey of the Milky Way

13 januari 2023
Een team onder leiding van Robert Fesen van Dartmouth University (VS), heeft opnamen gemaakt van een vuurwerkachtige uitbarsting van dunne filamenten rond een merkwaardige ster, die in het centrum van een object met de aanduiding Pa 30 staat. De bevindingen van Fesen en zijn collega’s zijn gepresenteerd tijdens de 241ste bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Seattle is gehouden. Pa 30 is een nevel van gas, stof en andere materie. Volgens Fesen en collega’s lijkt dit object weinig tot geen waterstof en helium te bevatten, maar is het in plaats daarvan rijk aan de elementen zwavel en argon. Volgens Fresen komen de ongebruikelijke structuur en samenstelling van de nevel overeen met het voorspelde resultaat van een botsing tussen twee witte dwergen. Witte dwergen zijn zwakke, extreem compacte sterren, ongeveer zo groot als de aarde, maar met de massa van de zon. De fusie van twee witte dwergen is een van de mogelijke verklaringen voor een subklasse van supernova-explosies, waarbij de ster niet volledig wordt vernietigd. De grootte van Pa 30 en de snelheid waarmee deze uitdijt (3,6 miljoen kilometer per uur) wijzen erop dat de explosieve botsing plaatsvond rond het jaar 1181, zo melden de onderzoekers. Dat valt samen met waarnemingen door Chinese en Japanse astronomen in die tijd van een zeer heldere ster die plotseling opdook in het sterrenbeeld Cassiopeia en in de loop van een half jaar langzaam uitdoofde. Het onderzoek van Fesen en collega’s bouwt voort op onderzoek dat in 2019 werd gepubliceerd door Russische wetenschappers, die een uiterst merkwaardige ster in het centrum van Pa 30 hadden ontdekt. Deze ster vertoonde diverse eigenschappen die wijzen op een botsing tussen twee witte dwergen. Hij had een oppervlaktetemperatuur van ruwweg 200.000 graden Celsius en produceerde een sterrenwind met een verbazingwekkende snelheid van circa 50 miljoen kilometer per uur. In 2021 meldden astronomen van de Universiteit van Hongkong, die de resultaten van het Russische team opnieuw hadden bekeken, dat Pa 30 ruwweg duizend jaar oud was en vrijwel op dezelfde plek stond als de heldere ster die in 1181 aan de hemel verscheen. Ook deze onderzoekers stelden voor dat Pa 30 de nasleep is van een botsing tussen twee witte dwergen, maar de foutmarges in hun berekeningen waren nog erg groot. De nieuwe waarnemingen leggen veel strengere restricties op aan het object, waaronder een ‘uitdijingsleeftijd’ van 850 jaar, die goed past bij de waarnemingen van 1181. Voor de toenmalige astronomen zou de nieuwe ster ongeveer even helder zijn geweest als Wega, de op vier na helderste ster aan de hemel. (EE)
→ Images Capture 850-Year-Old Aftermath of Stellar Collision

11 januari 2023
Astronomen van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) hebben een unieke kaart gepresenteerd die een antwoord kan geven op tientallen jaren oude vragen over het ontstaan van sterren en de invloed van magnetische velden in de kosmos. De kaart toont de magnetische veldstructuur van de Lokale bel – een reusachtige, duizend lichtjaar grote holte in de ruimte rond onze zon. Ons Melkwegstelsel zit vol met zulke 'superbellen', die zijn ontstaan door de hevige explosies van zware sterren. Deze zogeheten supernova’s vegen gas en stof – de grondstof voor de vorming van nieuwe sterren en planeten – naar de randen van de bellen. Onze kennis over de superbellen is nog erg onvolledig. Met de nieuwe 3D-kaart van de magnetische velden ter plaatse beschikken astronomen nu over nieuwe informatie die de evolutie van superbellen en hun effecten op stervorming en op sterrenstelsels als geheel beter kan verklaren. De Lokale bel is een hot topic in de astrofysica geworden, omdat het de superbel is waarin de zon en ons zonnestelsel zich nu bevinden. In 2020 werd de ruimtelijke geometrie ervan in grote lijnen in kaart gebracht door Griekse en Franse onderzoekers. Een jaar later werd aangetoond dat het oppervlak van de Lokale Bel de bron is van alle nabije, jonge sterren. Deze onderzoeken en de nieuwe driedimensionale kaart van het magnetische veld zijn deels gebaseerd op gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia, die de posities en bewegingen van grote aantallen sterren meet, maar tevens lokale concentraties van kosmisch stof in kaart brengt en daarmee globaal ook de begrenzingen van de Lokale bel. Deze gegevens zijn nu gecombineerd met die van Planck, een andere Europese ruimtetelescoop, die tussen 2009 en 2013 metingen deed van de zogeheten kosmische achtergrondstraling, en daarbij eveneens stof in de Melkweg opspoorde. Daarbij ging het met name om waarnemingen van gepolariseerd licht, dat wil zeggen: licht dat in een bepaalde richting trilt. Deze polarisatie wordt veroorzaakt door magnetisch uitgelijnde stofdeeltjes in de ruimte. De uitlijning van het stof verraadt op zijn beurt de oriëntatie van het magnetisch veld dat op de stofdeeltjes inwerkt. Door de magnetische veldlijnen op deze manier in kaart te brengen, konden de onderzoekers een tweedimensionale kaart van het magnetische veld maken: de projectie ervan op de hemel zoals we die vanaf de aarde waarnemen. Om deze kaart in drie ruimtelijke dimensies om te zetten, gingen de onderzoekers uit van twee belangrijke veronderstellingen: ten eerste dat het grootste deel van het interstellaire stof dat de waargenomen polarisatie veroorzaakt zich aan het oppervlak van de Lokale bel bevindt, en ten tweede dat de theorieën die voorspellen dat het magnetische veld naar de rand van de bel wordt ‘geveegd’ terwijl deze uitdijt, juist zijn. Het onderzoeksteam heeft de resulterende kaart vervolgens vergeleken met structuren die langs de buitengrenzen van de Lokale bel te vinden zijn, waaronder het bekende stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. Bij vervolgonderzoek zullen ook de verbanden tussen de magnetische velden en deze en andere structuren onder de loep worden genomen. De nieuwe bevindingen zijn vandaag door Theo O'Neill van de Universiteit van Virginia (VS) gepresenteerd tijdens de 241ste halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Seattle wordt gehouden. (EE)
→ Cosmic Superbubble’s Magnetic Field Charted in 3D for the First Time

10 januari 2023
Astronomen van Northwestern University en de Universiteit van Californië te San Diego (VS) hebben de krapste lichte dubbelster ontdekt die ooit is waargenomen. De twee sterren zitten zo dicht op elkaar dat ze er minder dan een aardse dag over doen om één keer om elkaar te wentelen. Hun omlooptijd bedraagt slechts 20,5 uur. De ontdekking, onder leiding van Chih-Chun Hsu van Northwestern University, is vandaag gepresenteerd tijdens de halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. De dubbelster, met de aanduiding LP 413-53AB, bestaat uit twee ultrakoele dwergsterren – een klasse van lichte sterren die zo’n lage temperatuur hebben, dat ze hun licht voornamelijk in het infrarood uitzenden. Sterren van dit type, die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog, behoren tot de meest voorkomende sterren in het heelal. Tot nu toe kenden astronomen slechts drie voorbeelden van zo’n ultrakoel dubbelstersysteem, die alledrie relatief jong zijn – maximaal 40 miljoen jaar. LP 413-53AB daarentegen is naar schatting miljarden jaren oud, en daarmee van vergelijkbare leeftijd als onze zon. Hsu en zijn team ontdekten de opmerkelijk dubbelster bij een analyse van gearchiveerde telescoopdata. Hsu ontwikkelde een algoritme dat een ster kan modelleren op basis van diens spectrale gegevens. Door het lichtspectrum van een ster te onderzoeken, kunnen astronomen diens chemische samenstelling, temperatuur, massa en rotatie bepalen. Deze analyse levert ook de beweging van de ster naar en van de waarnemer, de zogeheten radiale snelheid, op. Bij het onderzoek van de spectrale gegevens van LP 413-53AB viel Hsu iets vreemds op. Tijdens de eerste waarnemingen stonden de beide sterren vanaf de aarde gezien ongeveer op één lijn, waardoor hun spectraallijnen elkaar overlapten. Hierdoor dacht Hsu dat het om één ster ging. Maar na een tijdje waren dubbele spectraallijnen te zien – een teken dat het om twee sterren ging die een stukje in hun baan waren opgeschoven. Toen dat eenmaal duidelijk was, nam Hsu LP 413-53AB vorig jaar diverse keren waar met de grote telescopen van de Keck-sterrenwacht op Hawaï. Tijdens deze waarnemingen waren al binnen enkele minuten veranderingen te zien in het spectrum van de ster. Daarmee was het vermoeden bevestigd dat het om een uiterst compacte dubbelster moest gaan. Volgens de astronomen is de afstand tussen beide sterren honderd keer zo klein als de afstand tussen zon en aarde. Ze vermoeden dat dit niet altijd zo is geweest, omdat de sterren in hun prille jeugd een veel grotere omvang moeten hebben gehad. Dat wijst erop dat de twee sterren naar elkaar toe zijn gemigreerd. Mogelijk is dat geleidelijk gebeurd, maar het is ook denkbaar dat ze deel hebben uitgemaakt van een drievoudig stersysteem, en naar elkaar toe zijn gedreven door de ontsnapping van hun metgezel. (EE)
→ Ultracool dwarf binary stars break records

10 januari 2023
Een internationaal onderzoeksteam, onder wie wetenschappers van het Instituto de Astrofísica de Canarias, heeft het primitieve karakter kunnen bevestigen van een oude ster in ons Melkwegstelsel (Astronomy & Astrophysics, 10 januari). Sterren die heel weinig ‘metalen’ bevatten – de term die astronomen gebruiken voor alle elementen zwaarder dan helium – worden beschouwd als de oudste sterren in het heelal. Ze zijn waarschijnlijk slechts enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal gevormd. De nu onderzochte ster, met de aanduiding SMSS1605-1443, werd in 2018 ontdekt. Uit zijn chemische samenstelling, en met name zijn uitzonderlijk lage ijzergehalte, kon toen al worden afgeleid dat het een van de oudste sterren in de Melkweg moest zijn. Maar verder was nog niet veel over hem bekend. Dankzij de gezamenlijke inspanningen van diverse Europese onderzoeksteams en de inzet van de ESPRESSO-spectrograaf van de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili, weten we nu meer over SMSS1605-1443. Zo is gebleken dat het niet om één ster gaat, maar verrassend genoeg om een dubbelster. Aangenomen wordt dat dubbelsterren in dit vroege kosmische tijdperk relatief schaars waren. Dat het om een dubbelster gaat volgt uit de ontdekking dat de ster kleine, regelmatige snelheidsvariaties vertoont. Daaruit leiden de onderzoekers af dat SMSS1605-1443 uit twee om elkaar wentelende sterren bestaat. Hoe de tweede ster eruitziet is onduidelijk: die is niet rechtstreeks waarneembaar en verraadt zijn bestaan alleen doordat hij SMSS1605-1443 aan het ‘schommelen’ brengt. Aangenomen wordt dat primitieve sterren als deze zijn ontstaan uit materiaal dat in het inwendige van de eerste, zeer zware sterren in het heelal heeft gezeten, en is vrijgekomen bij supernova-explosies die tijdens de vorming van het Melkwegstelsel hebben plaatsgevonden. Als gevolg daarvan bevatten deze ‘levende fossielen’ weinig ijzer, maar juist relatief veel koolstof. (EE)
→ Astronomers find the origin of one of the oldest stars in the Milky Way

9 januari 2023
Astronomen hebben meer dan tweehonderd verre veranderlijke sterren ontdekt in de stellaire halo van ons Melkwegstelsel. De verste van deze sterren, die RR Lyrae-sterren worden genoemd, bevinden zich op meer dan een miljoen lichtjaar van de aarde – bijna de helft van de afstand tot het naburige Andromedastelsel, dat ongeveer 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is. De stellaire halo van ons Melkwegstelsel is veel omvangrijker dan de schijf, die een middellijn van ongeveer 100.000 lichtjaar heeft. Ons zonnestelsel bevindt zich in een van de spiraalarmen van de schijf. De halo bevat de oudste sterren van het Melkwegstelsel en strekt zich in alle richtingen over honderdduizenden lichtjaren uit. Door zijn enorme omvang laat de halo zich lastig bestuderen. In vergelijking met de schijf is de sterrendichtheid hier heel gering. Toch bevat de halo het grootste deel van de massa van ons Melkwegstelsel – niet in de vorm van sterren, maar als donkere materie. Uit eerdere modelstudies was al gebleken dat de stellaire halo zich tot ongeveer 1 miljoen lichtjaar van het galactisch centrum zou moeten uitstrekken. De afstanden van de 208 RR Lyrae-sterren die nu zijn ontdekt lopen uiteen van ongeveer 65.000 tot 1 miljoen lichtjaar, en zijn dus in goede overeenstemming daarmee. De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op gegevens van de Next Generation Virgo Cluster Survey, een onderzoeksprogramma dat gebruik maakt van de Canada-France-Hawaii Telescope om de Virgocluster - een grote verzameling sterrenstelsels ver van de Melkweg – te bestuderen. Dit programma is niet ontworpen om RR Lyrae-sterren te detecteren, maar registreert deze onbedoeld wel – als een soort bijvangst dus. RR Lyrae zijn oude sterren met zeer specifieke fysische eigenschappen die ervoor zorgen dat zij met grote regelmaat opzwellen en samentrekken. Een andere eigenschap van deze sterren is dat ze allemaal dezelfde gemiddelde helderheid hebben. Dit betekent dat astronomen een RR Lyrae-ster kunnen herkennen aan de hand van zijn karakteristieke pulsaties, en vervolgens de waargenomen helderheid kunnen gebruiken om te berekenen hoe ver weg hij staat. De nieuwe studie werd geleid door Yuting Feng, promovendus aan de Universiteit van Californië te Santa Cruz. De resultaten worden gepresenteerd in twee voordrachten op de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Seattle wordt gehouden. (EE)
→ Astronomers find the most distant stars in our galaxy halfway to Andromeda

9 januari 2023
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Simon Jeffery van de Armagh-sterrenwacht in Noord-Ierland, heeft acht van de heetste sterren in het heelal ontdekt, alle met oppervlakken die heter zijn dan 100.000 graden Celsius (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 9 januari). De ontdekking is gebaseerd op gegevens die zijn verzameld met behulp van de Southern African Large Telescope – met een spiegel van tien bij elf meter de grootste optische telescoop op het zuidelijk halfrond. De studie beschrijft hoe een inventarisatie van heliumrijke subdwergsterren heeft geleid tot de ontdekking van diverse zeer hete witte dwergsterren en ‘pre-witte dwergen’, waarvan de heetste een oppervlaktetemperatuur van 180.000 graden Celsius heeft. Ter vergelijking: het oppervlak van de zon heeft een temperatuur van slechts 5800 graden. Sterren met een effectieve temperatuur van 100.000 graden Celsius of meer zijn enorm zeldzaam. Een van de opgespoorde hete sterren is de centrale ster van een pas ontdekte planetaire nevel met een diameter van één lichtjaar. Twee van de andere zijn pulserende oftewel ‘veranderlijke’ sterren. Al deze sterren bevinden zich in een vergevorderd stadium van hun levenscyclus en naderen het einde van hun bestaan als witte dwergen. Door hun extreem hoge temperaturen stralen de ontdekte sterren meer dan honderd keer zo fel als de zon, wat ongebruikelijk is voor witte dwergsterren. Witte dwergen zijn ongeveer even groot als de planeet aarde, maar wel een miljoen keer zwaarder. Hun massa’s zijn vergelijkbaar met die van de zon. Het zijn de meest compacte sterren die uit normale materie bestaan. Pre-witte dwergen zijn enkele malen grote en zullen binnen een paar duizend jaar krimpen tot witte dwergen. (EE)
→ Astronomers discover eight new super-hot stars

29 november 2022
Een recente analyse van gegevens van de in 2020 uitgeschakelde Spitzer-ruimtetelescoop, onder leiding van Wafa Zakri van de Universiteit van Jazan (Saoedi-Arabië), wijst uit dat jonge sterren zich in razend tempo voeden met gas uit de hen omringende schijf. Hun frequente vreetbuien worden afgesloten met uitbarstingen, waarbij de sterren sterk in helderheid toenemen. Uit het onderzoek blijkt dat wanneer ze ongeveer 100.000 jaar oud zijn – het equivalent van een 7 uur oude zuigeling – babysterren (officieel: ‘protosterren van klasse 0’) ongeveer eens in de vierhonderd jaar een flinke boer laten. Vanaf de aarde zijn deze uitbarstingen heel moeilijk waarneembaar, maar Spitzer bekeek het heelal door een ‘infraroodbril’ en heeft er in de loop van zijn carrière verscheidene kunnen registreren. Het team van Zakri heeft de waarnemingen doorgespit die Spitzer tussen 2004 en 2017 heeft gedaan van de Orionnevel, een bekend stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. Daarbij ontdekten de astronomen dat in genoemde periode drie van de 92 bekende babysterren in dit gebied een uitbarsting hebben vertoond. Twee daarvan waren tot nu toe onopgemerkt gebleven. Daaruit volgt een gemiddelde frequentie van ongeveer eens in de 400 jaar – veel vaker dan de 227 oudere protosterren in de Orionnevel. Uit vergelijking van de gegevens van Spitzer met die van andere infraroodtelescopen, waaronder de Europese ruimtetelescoop Herschel (2009-2013), konden de onderzoekers afschatten dat de uitbarsting van zo’n jonge ster ongeveer vijftien jaar duurt. Naar kosmische maatstaven groeien de babysterren bijzonder snel. Daarbij vertonen ze niet alleen frequente uitbarstingen, maar worden ze ook snel zwaarder. Tijdens hun vroegste levensfase verzamelen ze minstens de helft van hun uiteindelijke massa. (EE)
→ Baby Star ‘Burps’ Tell Tales of Frantic Feeding

29 november 2022
Astronomen hebben vastgesteld dat de sterren in een sterrenhoop zichzelf kunnen reguleren. Ze laten slechts een beperkt aantal sterren geboren worden, voordat de grootste en helderste leden van de groep het meeste gas – de grondstof voor nieuwe sterren – uit de sterrenhoop verdrijven. Dit proces zet een flinke rem op de stervorming. Een en ander blijkt uit waarnemingen van de grote gaswolk RCW 36, die voornamelijk uit geïoniseerd waterstofgas bestaat – dat wil zeggen: uit waterstofatomen die hun elektronen zijn kwijtgeraakt. Dit stervormingsgebied maakt deel uit van ons Melkwegstelsel en is ongeveer 2900 lichtjaar verwijderd van de aarde. RCW 36 omvat een jonge sterrenhoop en vertoont twee holtes waaruit het waterstofgas is verdreven. Tussen de holtes rond de sterrenhoop bevindt zich ook een ring van gas. Tezamen vormen zij een zandlopervormig geheel. Uit waarnemingen met de röntgensatelliet Chandra blijkt dat het gas in het centrum van RCW 36, nabij de twee heetste en zwaarste sterren van de sterrenhoop, een temperatuur van ongeveer twee miljoen graden heeft. Deze sterren zijn de belangrijkste leveranciers van het hete gas. Gegevens van de infraroodtelescoop van de onlangs uit de vlucht genomen ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA en de radiotelescoop APEX laten zien dat de centrale ring uit koud, dicht gas bestaat, met temperaturen van meer dan 250 graden onder nul. De SOFIA-gegevens laten verder zien dat zich aan de randen van de beide holtes schillen van koud gas bevinden die met een snelheden van ongeveer 15.000 kilometer per uur uitdijen. Dit gas wordt waarschijnlijk naar buiten gedreven door de druk van het hete gas dat met Chandra is waargenomen. Ook hebben de onderzoekers aanwijzingen gevonden dat zich rond de centrale ring koud gas bevindt dat met nog hogere snelheden uit RCW 36 ontsnapt. De grote snelheden waarmee het gas op diverse plaatsen wordt verdreven zullen ertoe leiden dat het centrum van de gaswolk binnen enkele miljoenen jaren vrijwel geen gas meer bevat. En daarmee zal er ook een einde komen aan de vorming van nieuwe sterren. (EE)
→ Astronomers See Stellar Self-Control in Action

23 november 2022
Nieuw onderzoek, onder leiding van promovendus Jiwon Jesse Jan van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, heeft de werkelijke vorm van de diffuse sterrenwolk rond de schijf van ons Melkwegstelsel onthuld. Decennialang dachten sterrenkundigen dat deze zogeheten stellaire halo min of meer bolvormig was, zoals een strandbal. Maar uit een nieuw model, gebaseerd op recente waarnemingen, blijkt dat de stellaire halo langwerpig en gekanteld is, zoals een rugbybal die net is weggeschopt (The Astronomical Journal, 15 november). De stellaire halo van de Melkweg is het zichtbare deel van de zogeheten galactische halo. Deze laatste wordt gedomineerd door de onzichtbare donkere materie, die haar bestaan uitluitend merkbaar maakt via de zwaartekracht die zij uitoefent. Elk sterrenstelsel heeft zijn eigen halo van donkere materie. Deze halo’s dienen als een soort draagconstructie die de ‘normale’, zichtbare materie in bedwang houdt. Deze zichtbare materie vormt dan weer sterren en andere waarneembare galactische structuren. Om meer te weten te komen over galactische halo’s in het algemeen, en de galactische halo en de geschiedenis van ons eigen sterrenstelsel in het bijzonder, is de stellaire halo een goed startpunt. Het vaststellen van de vorm ervan is echter niet gemakkelijk, om de eenvoudige reden dat wij erin zijn ingebed. De stellaire halo is nogal diffuus en strekt zich uit tot enkele honderdduizenden lichtjaren boven en onder het schijfvormige deel van ons Melkwegstelsel, waar ons zonnestelsel zich bevindt. Toch zijn astronomen er de afgelopen jaren in geslaagd duizenden sterren te identificeren die deze ijle halo bevolken. Ze laten zich van andere Melkwegsterren onderscheiden door hun specifieke chemische samenstelling (gemeten met behulp van spectroscopie) en door hun afstanden en bewegingen aan de hemel. Op die manier hebben astronomen ontdekt dat de halosterren niet gelijkmatig verdeeld zijn. Door naar ruimtelijke patronen in de verdeling van sterren te zoeken – zoals opeenhopingen en stromen van sterren – proberen ze erachter te komen hoe de stellaire halo van ons Melkwegstelsel tot stand is gekomen. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van twee grote datasets die de afgelopen jaren zijn opgebouwd en waarmee de stellaire halo beter dan ooit in kaart is gebracht. De eerste set is afkomstig van Gaia, een Europese satelliet die nauwkeurige metingen doet van de posities, bewegingen en afstanden van miljoenen sterren in de Melkweg, waaronder een aantal relatief nabije halosterren. De tweede dataset is die van H3 (Hectochelle in the Halo at High Resolution) – een onderzoek dat wordt uitgevoerd met de MMT-telescoop van de Fred Lawrence Whipple-sterrenwacht in Arizona. H3 heeft gedetailleerde waarnemingen verzameld van tienduizenden sterren in de stellaire halo die zich buiten het bereik van Gaia bevinden. Uit de combinatie van deze gegevens doemt een model van de stellaire halo op dat duidelijk niet bolvormig is. De gemeten vorm is in overeenstemming met een recente, toonaangevende theorie over de vorming van dit deel van Melkweg. Volgens deze theorie werd de stellaire halo gevormd toen een klein sterrenstelsel 7 à 10 miljard jaar geleden in botsing kwam met ons veel grotere Melkwegstelsel. Als gevolg van deze botsing is het dwergstelsel uiteengereten, en hebben zijn sterren zich verspreid over de halo. Deze gang van zaken verklaart waarom de sterren in de halo zo sterk afwijken van de ‘inheemse’ sterren van de Melkweg. De resultaten van het onderzoek geven een indicatie van hoe de interactie tussen het binnenkomende dwergstelsel en de Melkweg moet zijn verlopen. De rugbybal-vorm is een afspiegeling van twee opeenhopingen van sterren in de halo. Deze opeenhopingen zijn vermoedelijk ontstaan toen het dwergstelsel twee omlopen om de Melkweg maakte. Daarbij is het stelsel tweemaal afgeremd in het verste punt van zijn omloopbaan, en heeft het daar extra veel sterren achtergelaten. De kanteling van de halo wijst erop dat het dwergstelsel onder een hoek de Melkweg is binnengekomen. Hoewel er sinds de botsing enorm veel tijd is verstreken, zouden de sterren in de halo zich inmiddels weer moeten hebben gesetteld in een bolvormige structuur. Het feit dat dit niet is gebeurd, wijst er volgens de onderzoekers op dat de dominante onderliggende halo van donkere materie (om onduidelijke redenen) ook scheef staat. (EE)
→ The Tilt in our Stars: The Shape of the Milky Way's Halo of Stars is Realized

17 november 2022
NASA’s Webb-ruimtetelescoop heeft een opname gemaakt van de protoster L1527 in het sterrenbeeld Stier. De ster-in-wording bevindt zich in de hals van een zandloper-vormige structuur die alleen zichtbaar is in infrarood licht. De protoster zelf is niet te zien, maar precies in het midden van de hals is wel de hem omringende schijf van gas en stof waarneembaar, waarin zich planeten kunnen vormen. Boven en onder deze protoplanetaire schijf lekt licht van de ster naar buiten, waardoor holtes in het omringende gas en stof worden aangelicht. De blauw en oranje gekleurde holtes ontstaan doordat materiaal van de protoster wegschiet en in botsing komt met materie in de omgeving. De kleuren worden veroorzaakt door stoflagen die zich tussen de wolk en ons in bevinden. De gebieden waar het stof het dunst is kleuren blauw; waar de stoflaag dikker is, kan minder blauw licht ontsnappen en ontstaan oranje gebieden. Op de foto zijn ook filamenten van moleculaire waterstof te zien die een klap mee hebben gekregen van het materiaal dat de protoster uitstoot. De daarbij optredenden schokken en turbulenties verhinderen de vorming van nieuwe sterren, die anders overal in de wolk zouden ontstaan. Het gevolg is dat de protoster zijn omgeving domineert en veel materiaal voor zich opeist. Ondanks de chaos die hij veroorzaakt is de protoster L1527 nog maar ongeveer 100.000 jaar oud – relatief jong naar kosmische begrippen. Hij wordt beschouwd als een protoster van klasse 0 – het vroegste stadium van stervorming. Protosterren als deze, die nog gehuld zijn in een donkere wolk van stof en gas, hebben nog een lange weg te gaan voordat zij volwaardige sterren worden. L1527 is nog niet begonnen om door middel van kernfusie energie op te wekken. (EE)
→ NASA’s Webb Catches Fiery Hourglass as New Star Forms

9 november 2022
Een analyse van het röntgenlicht van een zogeheten magnetar – een sterk gemagnetiseerde dode ster – heeft aanwijzingen opgeleverd dat dit object een vast oppervlak heeft, zonder atmosfeer (Science, 3 november). Bij het internationale onderzoek, onder leiding van wetenschappers van University College London (UCL), is gebruik gemaakt van gegevens van de Amerikaans/Italiaanse satelliet IXPE. Deze satelliet detecteert kosmische röntgenstraling niet alleen, maar kan ook de polarisatie ervan meten – de richting waarin de lichtgolven op en neer gaan. Met IXPE hebben de astronomen de ongeveer 13.000 lichtjaar verre magnetar 4U 0142+61 in het sterrenbeeld Cassiopeia onder de loep genomen. Daarbij is het voor het eerst gelukt om gepolariseerd röntgenlicht van zo’n object te registreren. Magnetars zijn neutronensterren – de zeer compacte overblijfselen van zware sterren die aan het eind van hun bestaan als supernova’s zijn geëxplodeerd. Anders dan ‘gewone’ neutronensterren hebben zij een enorm sterk magnetisch veld. Ook zijn ze een bron van intense röntgenstraling en vertonen ze grillige uitbarstingen, waarbij in één seconde een hoeveelheid energie vrijkomt die miljoenen malen groter is dan wat onze zon in een jaar produceert. Uit de IXPE-waarnemingen blijkt dat 4U 0142+61 veel minder gepolariseerd röntgenlicht uitzendt dan je zou verwachten als deze straling door een atmosfeer zou zijn gegaan. Ook ontdekte het team dat voor lichtdeeltjes met een hogere energie de polarisatiehoek – de zogeheten wiggle – precies 90 graden omdraaide in vergelijking met röntgenlicht van lagere energie. Dat is in overeenstemming met wat theoretische modellen voorspellen voor een magnetar met een vaste korst die omgeven is door een magnetosfeer waarin sterke elektrische stromen optreden. Volgens de onderzoekers volgt uit hun waarnemingen dat het magnetische veld van de magnetar waarschijnlijk dermate sterk is dat de atmosfeer rond de ster is veranderd in een vaste stof – een fenomeen dat magnetische condensatie wordt genoemd. De korst zou dan bestaan uit een rooster van ionen (geladen deeltjes), die door het enorm sterke magnetische veld van de ster bijeengehouden worden. (EE)
→ Magnetised dead star likely has solid surface

7 november 2022
Een team van astronomen onder leiding van de Universiteit van Warwick heeft de oudste ster in ons Melkwegstelsel geïdentificeerd die brokstukken van om haar heen draaiende planeten heeft opgeslokt. De witte dwerg bevindt zich op negentig lichtjaar van de aarde en is vermoedelijk meer dan tien miljard jaar oud (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 5 november). De meeste sterren, waaronder onze zon, veranderen uiteindelijk in een witte dwerg. Een witte dwerg is een ster die al zijn brandstof heeft opgebrand en zijn buitenste lagen heeft afgestoten, en vervolgens krimpt en afkoelt. Tijdens dit proces worden de banen van eventueel om de ster cirkelende planeten verstoord, wat tot onderlinge botsingen kan leiden. Het daarbij vrijkomende puin belandt vervolgens op het oppervlak van de witte dwerg. Voor het nieuwe onderzoek hebben de astronomen twee bijzondere witte dwergen onder de loep genomen, die door de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia zijn opgespoord. Beide sterren zijn vervuild met planetair puin, maar de ene is ongewoon blauw van kleur, de andere juist rood. Met behulp van spectroscopische en fotometrische gegevens van onder meer Gaia en het X-Shooter-instrument van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben de onderzoekers een schatting kunnen maken van hoe lang de ‘rode’ ster WDJ2147-4035 aan het afkoelen is. Daarbij zijn ze tot de conclusie gekomen dat deze ster al ongeveer 10,7 miljard jaar bestaat, waarvan 10,2 miljard jaar als witte dwerg. Spectroscopie houdt in dat het licht van een ster op verschillende golflengten wordt geanalyseerd, waardoor kan worden vastgesteld welke elementen er in diens atmosfeer aanwezig zijn. In het geval van WDJ2147-4035 konden daarbij de metalen natrium, lithium en kalium worden aangetoond, evenals mogelijke sporen van koolstof. Voor het overige bestaat de atmosfeer van de witte dwerg volledig uit heliumgas. De metalen in de atmosfeer zijn waarschijnlijk afkomstig van een planetenstelsel dat ongeveer net zo oud is als de ster zelf. Merkwaardig is wel dat de samenstelling van dit planetaire puin nogal uit de toon valt met ons eigen zonnestelsel. De ‘blauwe’ ster WDJ1922+0233 is slechts iets jonger dan WDJ2147-4035 en is vervuild met puin dat een ongeveer dezelfde samenstelling heeft als de aardkorst. De blauwe kleur van deze witte dwerg wordt toegeschreven aan zijn atmosfeer, die uit een ongewoon mengsel van waterstof en helium bestaat. (EE)
→ Oldest planetary debris in our galaxy found from new study

1 november 2022
Een van de helderste sterren van ons Melkwegstelsel, Gamma Columbae, is waarschijnlijk slechts de kern van een ster: hij is zijn buitenste gaslagen kwijtgeraakt. Dat blijkt uit onderzoek door Norbert Przybilla van de Universiteit van Innsbruck (Oostenrijk) en collega’s (Nature Astronomy, 31 oktober). Przybilla en de zijnen hebben met behulp van spectroscopie de samenstelling van Gamma Columbae, die ongeveer vijf keer zoveel massa heeft als de zon, geanalyseerd. Daarbij hebben ze hoeveelheden koolstof en stikstof aangetroffen in een verhouding die karakteristiek is voor de zogeheten koolstof-stikstofcyclus – de belangrijkste vorm van energieproductie in zware sterren. Dat laatste is alleen begrijpelijk is als het gaat om een recent gedoofde kern. Op het oppervlak van een ster vindt immers geen kernfusie plaats en kunnen dus ook geen zware elementen als koolstof en stikstof ontstaan. Volgens de astronomen lijkt het erop dat het aangetroffen materiaal afkomstig is van vroegere fusiereacties in het diepe inwendige en nu pas aan de oppervlakte komt. Verdere waarnemingen moeten meer inzicht geven in de evolutie van deze bijzondere ster, die met een afstand van 870 lichtjaar relatief dichtbij staat. Volgens de onderzoekers is het denkbaar dat zijn buitenste lagen zijn ‘gestript’ door een begeleidende ster, maar zeker is dat niet. (EE)
→ An incredibly bright star has lost its gas and is just a leftover core (New Scientist)

19 oktober 2022
De Webb-ruimtetelescoop heeft een nieuwe, detailrijke opname gemaakt van de zogeheten Zuilen der Schepping. Deze indrukwekkende structuren bestaan uit koel interstellair gas en stof, dat plaatselijk samentrekt tot nieuwe sterren. De stofpilaren werden in 1995 in één klap wereldberoemd, toen ze door de Hubble-ruimtetelescoop in beeld waren gebracht. De nieuwe Webb-opname, gemaakt in het nabij-infrarood, stelt onderzoekers in staat om veel nauwkeuriger tellingen te doen van de sterren die hier zijn gevormd, en van de hoeveelheden gas en stof in dit gebied. Dat moet meer inzicht geven in het stervormingsproces. De meest recent gevormde sterren zijn op de Webb-opname herkenbaar als helderrode bollen die zich net buiten de stofpilaren bevinden. De golvende lijnen die aan de randen van sommige zuilen te zien zijn, worden veroorzaakt door de ‘jets’ van jonge sterren die in botsing komen met de materie in de pilaren. Dit resulteert soms in boegschokken, die golvende patronen kunnen vormen zoals een boot die door het water vaart. De jonge sterren zijn naar schatting pas enkele honderdduizenden jaren oud. De Zuilen der Schepping maken deel uit van de grote Adelaarsnevel, die zich op een afstand van ongeveer 6500 lichtjaar bevindt. (EE)
→ NASA’s Webb Takes Star-Filled Portrait of Pillars of Creation

18 oktober 2022
Het röntgenlicht in de resten van de geëxplodeerde ster Cassiopeia A ‘trilt’ anders dan voorspeld. Dat duidt erop dat het gedrag van de magnetische velden rond de supernovarest afwijkt van de theorie. Dat stellen sterrenkundigen onder leiding van Jacco Vink (Universiteit van Amsterdam). Ze analyseerden de allereerste röntgenbeelden van de IXPE-ruimtetelescoop (Astrophysical Journal, 12 oktober). Dankzij de nieuwe IXPE-ruimtetelescoop van NASA (VS) en ASI (Italië) konden sterrenkundigen voor het eerst gepolariseerd röntgenlicht opvangen van sterren en resten van supernova’s. De röntgentelescoop werd eind 2021 gelanceerd en keek als eerste naar Cassiopeia A. Dat was een meevaller voor Jacco Vink, die ‘Cas A’ al jarenlang onderzoekt. Zo ontdekte hij een half jaar geleden dat deze ontploffingsnevel niet gelijkmatig uitdijt. Nu zijn daar dus de onverwachte magnetische velden bij gekomen. Cassiopeia A is het restant van een ontplofte ster in het sterrenbeeld Cassiopeia, op ongeveer 11.000 lichtjaar afstand. Het licht van de explosie zou de aarde rond 1670 voor het eerst bereikt moeten hebben. Er bevond zich echter te veel gas en stof rond de ster om de ontploffing met het blote oog of de toen nog primitieve telescopen te kunnen waarnemen. Sterrenkundigen kunnen veel informatie halen uit de zogeheten polarisatie of trillingsrichting van licht. Maar tot nu toe waren er geen telescopen die gepolariseerd röntgenlicht kunnen opvangen. De IXPE-ruimtetelescoop kan dat wel. ‘We gingen ervan uit dat vlakbij de schokgolven in Cas A één veldrichting zou overheersen, doordat de schok het magnetische veld samenperst in een richting langs de schokken,’ legt Jacco Vink uit. ‘Dan zou je verwachten dat 70% van het röntgenlicht gepolariseerd is en parallel loopt aan de schokken. De nieuwe waarnemingen laten echter zien dat slechts 5% gepolariseerd is. Daaruit concluderen we dat er achter de schok allerlei processen zijn die de richtingen van het magnetische veld weer chaotisch maken.’ De ontdekking van de meervoudige magnetische velden komt overigens niet helemaal onverwacht. Eerdere metingen op radiogolflengten, dus niet van röntgenstraling, lieten ook daar slechts 5% gepolariseerd licht zien. ‘Er is wel een verschil tussen radio en röntgen,’ licht medeonderzoeker Dmitry Prokhorov (UvA) toe. ‘De radiostraling komt van een groter gebied dan de röntgenstraling. En bij radio zagen we dat de magnetische velden vanaf de schokken naar buiten gericht zijn, zoals de spaken van een wiel. Bij röntgen zien we magnetische veldrichtingen in dunne sliertjes vlak achter de schokken. Er zijn blijkbaar processen die de veldrichtingen achter een schok snel door elkaar husselen. Maar wat die processen zijn, weten we nog niet.’Inmiddels meten de onderzoekers met de IXPE-ruimtetelescoop ook het gepolariseerde röntgenlicht bij andere sterren en supernovaresten. Ook kijken ze met de nieuwe Webb-ruimtetelescoop naar Cas A. De analyses daarvan worden binnenkort verwacht. Dan wordt wellicht ook duidelijker hoe het met Cas A zit.
→ Oorspronkelijk persbericht

13 oktober 2022
Astronomen van de John Moores-universiteit en de Universiteit van Montpellier hebben een ‘vroegtijdig waarschuwingssysteem’ ontworpen dat meldt wanneer een zware ster op het punt staat om zijn bestaan te beëindigen met een supernova-explosie (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 13 oktober). Zware sterren hebben ruwweg acht tot twintig keer zoveel massa als onze zon. Bij hun onderzoek hebben de astronomen vastgesteld dat zulke sterren, tijdens hun laatste levensstadium – de zogeheten ‘rode-superreus’-fase – plotseling ongeveer honderd keer zwakker worden in zichtbaar licht. Dat komt door de opeenhoping van materiaal rond de ster, dat zijn licht tempert. Tot nu toe was niet bekend hoe lang de ster erover deed om dit materiaal om zich heen te verzamelen. Nu hebben onderzoekers voor het eerst gesimuleerd hoe rode superreuzen eruit zien als ze in zo’n ’cocon’ zijn gehuld. Uit oude telescoop-archieven blijkt dat er beelden bestaan van sterren die ongeveer een jaar na de opname zijn geëxplodeerd. Op deze foto’s zien de sterren er nog normaal uit, wat betekent dat ze de theoretische circumstellaire cocon nog niet hebben opgebouwd. Dit wijst erop dat de cocon in minder dan een jaar ontstaat – extreem snel dus. Volgens hoofdonderzoeker Benjamin Davis bereikt het materiaal rond de rode superreus een dermate hoge dichtheid dat de ster op de dag vóór zijn explosie waarschijnlijk compleet onzichtbaar is. Met behulp van deze informatie kun je een op handen zijnde supernova-explosie dus zien aankomen. Ook de bekende rode superreus Betelgeuse in het sterrenbeeld Orion werd een paar jaar geleden opeens wat minder helder. Maar onzichtbaar werd deze ster daarbij niet: daarvoor moet de uitstoot van materiaal vele malen groter zijn. Volgens de huidige inzichten heeft Betelgeuze nog ongeveer één miljoen jaar te gaan voordat hij als supernova zal exploderen. (EE)
→ Massive stars sound warning they are about to go supernova

12 oktober 2022
Astronomen hebben voor het eerst rechtstreeks waargenomen hoe het intense licht van sterren materie kan ‘wegduwen’. Onderzoekers van de universiteiten van Cambridge en Sydney deden deze waarneming bij de dubbelster WR140, die uit twee kolossale hete sterren bestaat (Nature/Nature Astronomy, 12 oktober). WR140 bestaat uit een enorme Wolf-Rayetster en een nog grotere blauwe superreus, die in bijna acht jaar om elkaar heen draaien. Deze dubbelster in het sterrenbeeld Zwaan wordt al twintig jaar gevolgd met de Keck-telescopen op Hawaï, en sinds kort ook door de Webb-ruimtetelescoop. WR140 stoot met tussenpozen van ongeveer acht jaar stofpluimen uit die zich over honderden miljoenen kilometers uitstrekken. Deze stofpluimen bieden astronomen de kans om te observeren hoe sterlicht materie kan beïnvloeden. Het is bekend dat fotonen (lichtdeeltjes) impuls hebben, waardoor ze druk kunnen uitoefenen op materie: de zogeheten lichtdruk. Astronomen zijn vaak getuige van het resultaat van dit verschijnsel in de vorm van materie die met hoge snelheid door het heelal raast, maar het proces laat zich maar moeilijk op heterdaad betrappen. Directe waarnemingen van versnelling door andere krachten dan de zwaartekracht zijn zeldzaam, vooral in een stellaire omgeving, waar andere krachten al snel de overhand hebben. Om de versnelling ten gevolge van de lichtdruk te kunnen meten, moet de stralingsbron dus heel intens zijn – zoals in het geval van WR140. Alle sterren produceren ‘sterrenwind’, maar die van een Wolf-Rayet-ster hebben meer weg van een sterrenorkaan. In deze wind condenseren elementen zoals koolstof tot stof dat heet nagloeit in het infrarood. Hierdoor zijn deze stofwolken waarneembaar met telescopen als Keck en Webb. Onderzoek onder leiding van Yinuo Han van het Institute of Astronomy (Cambridge, VK) heeft nu laten zien dat het stof van de Wolf-Rayet-ster in WR140 niet radiaal van deze ster wegstroomt. Het stof vormt zich pas op de plek waar de winden van de beide sterren met elkaar in botsing komen: een kegelvormig schokfront dat tussen beide in ligt. Dit schokfront draait mee met de om elkaar wentelende sterren en wordt daarbij ‘opgerold’ tot een spiraal. Uit het onderzoek blijkt verder dat de twee sterren geen cirkelvormige maar elliptische banen doorlopen. En de stofproductie komt pas op gang wanneer de sterren hun kleinste onderlinge afstand bereiken. Hierdoor blaast WR140 om de acht jaar een nieuwe ‘rookring’ uit. Daarbij nestelt elke volgende rookring zich binnen de bel van de vorige, net als een stel reusachtige matroesjka-poppen. Omdat de uitstoot van stof door deze Wolf-Rayet-ster zo voorspelbaar is, en zich over zulke grote afstanden uitstrekt, kan de invloed die de lichtdruk erop uitoefent goed worden onderzocht. Zonder lichtdruk zou elke uitgestoten stofspiraal met constante snelheid moeten uitdijen, maar dat blijkt niet het geval te zijn. Door de lichtdruk versnelt het stof juist een beetje, en dat is nu met camera’s vastgelegd. (EE)
→ Dust plumes observed being ‘pushed’ into interstellar space by intense starlight

6 oktober 2022
Astronomen hebben een dubbelster ontdekt, bestaande uit twee sterren die in slechts 51 minuten om elkaar wentelen. Het stersysteem behoort tot de zeldzame klasse van dubbelsterren die cataclysmische variabelen worden genoemd (Nature, 5 oktober). Een cataclysmische variabele bestaat uit een ster vergelijkbaar met onze zon en een witte dwerg – de hete, compacte kern van een uitgebrande ster. Zo’n dubbelster ontstaat wanneer twee sterren in de loop van miljarden jaren geleidelijk naar elkaar toe spiralen. Op een gegeven moment wordt hun onderlinge afstand dan dermate klein, dat de witte dwerg materie aan zijn metgezel begint te onttrekken. Dit proces kan gepaard gaan met enorme uitbarstingen van licht en andere soorten straling. De nu ontdekte cataclysmische variabele, die de aanduiding ZTF J1813+4251 heeft gekregen, heeft de kortste omlooptijd die ooit gemeten is. Anders dan eerdere stersystemen van dit type hebben astronomen dit exemplaar ontdekt toen de beide sterren elkaar meerdere keren verduisterden. Dit maakte het mogelijk om de eigenschappen van beide sterren nauwkeurig te meten. Aan de hand van deze metingen hebben de onderzoekers computersimulaties uitgevoerd van hoe het stersysteem zich momenteel gedraagt en hoe het zich de komende honderden miljoenen jaren zal ontwikkelen. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat de zonachtige ster al veel van zijn waterstofatmosfeer heeft ‘afgestaan’ aan de gulzige witte dwerg. Hierdoor zal hier weinig meer van overblijven dan een heliumrijke kern. Nog eens 70 miljoen jaar later zullen de twee sterren elkaar nog dichter zijn genaderd, waarbij hun omlooptijd afneemt tot slechts 18 minuten. Daarna zwellen ze op en drijven ze weer uit elkaar. Dat zulke cataclysmische variabelen mettertijd van die ultrakorte omloopbanen ontwikkelen werd al tientallen jaren vermoed, maar dit is voor het eerst dat zo’n stersysteem tijdens zijn overgangsfase rechtstreeks is waargenomen. (EE)
→ Astronomers find a ‘cataclysmic’ pair of stars with the shortest orbit yet

30 september 2022
Astronomen van de Universiteit van Sydney (Australië) hebben door middel van modelberekeningen de compacte restanten van zware sterren in ons Melkwegstelsel in kaart gebracht. Het resultaat is een kaart die laat zien dat de galactische ‘begraafplaats’ drie keer zo dik is als de Melkwegschijf, waar onze zon deel van uitmaakt. Zware sterren eindigen hun bestaan met een supernova-explosie. Daarbij stort – afhankelijk van zijn oorspronkelijke massa – de kern van de ster ineen tot een zwart gat of een neutronenster. Sinds de begintijd van ons Melkwegstelsel moeten miljarden van deze stellaire overblijfselen zijn gevormd. Ze bevinden zich echter niet meer op hun oorspronkelijke locaties: bij hun respectievelijke supernova-explosies zijn ze de interstellaire ruimte in geslingerd, buiten het zicht van astronomen. Door zorgvuldig de volledige levenscyclus van de oude, dode sterren na te bootsen, heeft een team onderleiding van doctoraalstudent David Sweeney een gedetailleerde kaart gemaakt die laat zien waar deze objecten zijn gebleven. Dat is makkelijker gezegd dan gedaan. De vele objecten zijn met hoge snelheden alle kanten op geslingerd. Hoe kun je dan miljarden jaren later nog achterhalen waar ze zijn gebleven? ‘Het is een beetje zoals bij biljart,’ aldus Sweeney. ‘Als je weet in welke richting de bal wordt gestoten, en hoe hard, dan kun je uitrekenen waar hij terechtkomt. Maar in de ruimte zijn de objecten en snelheden veel groter. Bovendien is de tafel niet vlak, waardoor de stellaire overblijfselen complexe banen door het Melkwegstelsel volgen. En ten slotte is er – anders dan bij een biljarttafel – geen wrijving: ze vertragen dus nooit. Bijna alle stellaire overblijfselen die ooit zijn gevormd, zwerven nog steeds door de interstellaire ruimte.’ De ingewikkelde modellen die Sweeney en zijn team hebben gebouwd, geven aan waar de oorspronkelijke sterren zijn geboren, waar ze aan hun vurige einde zijn gekomen en waar hun overblijfselen uiteindelijk moeten zijn gebleven. Het eindresultaat is een kaart van de begraafplaats van ons Melkwegstelsel. De kaart laat zien dat de galactische begraafplaats veel dikker is dan de Melkwegschijf. Dat komt doordat veel van de objecten door de hevige supernova-explosies uit de schijf – hun geboorteplaats – zijn geschopt. Maar misschien wel de meest verrassende conclusie van het onderzoek is dat sommige van de stellaire restanten zó’n harde schop hebben gekregen, dat ongeveer een derde van hen uit ons Melkwegstelsel is ontsnapt. (EE)
→ Milky Way’s graveyard of dead stars found

22 september 2022
Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben astronomen tekenen gezien van een ‘hotspot’ bij Sagittarius A*, het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Het zou gaan om een hete gasbel die met ongeveer dertig procent van de lichtsnelheid in een baan ter grootte van de omloopbaan van de planeet Mercurius om Sagittarius A* cirkelt (Astronomy & Astrophysics, 22 september). De waarnemingen zijn gedaan met de radiotelescoop ALMA in de Chileense Andes. Dat gebeurde tijdens de campagne van de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, die tot doel heeft om zwarte gaten in beeld te brengen. In april 2017 koppelde de EHT wereldwijd acht bestaande radiotelescopen, waaronder ALMA, aan elkaar, wat resulteerde in de recent gepresenteerde eerste opname die ooit van Sagittarius A* is gemaakt. Een team onder leiding van Maciek Wielgus van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland, heeft in de ALMA-gegevens die destijds zijn verkregen een verrassende ontdekking gedaan. Bij toeval werden enkele van de waarnemingen gedaan kort nadat een uitbarsting van röntgenenergie was uitgezonden vanuit het centrum van ons sterrenstelsel, die werd opgemerkt door NASA-ruimtetelescoop Chandra. Dergelijke uitbarstingen waren eerder al met röntgen- en infraroodtelescopen waargenomen, en nu is dat voor het eerst ook op radiogolflengten gelukt. ‘Misschien zijn deze op infrarood-golflengten waargenomen hotspots een manifestatie van één en hetzelfde natuurkundige verschijnsel: als infrarood stralende hotspots afkoelen, worden ze vanzelf zichtbaar op langere golflengten, zoals die door ALMA en de EHT worden waargenomen,’ aldus Jesse Vos, die als promovendus aan de Radboud Universiteit bij dit onderzoek betrokken was. Al geruime tijd bestond het vermoeden dat de uitbarstingen het gevolg zijn van magnetische interacties in het zeer hete gas dat in een baan rond Sagittarius A* draait, en de nieuwe bevindingen bevestigen dit. ‘We hebben nu sterke aanwijzingen gevonden voor een magnetische oorsprong van deze uitbarstingen en onze waarnemingen geven ons een indicatie van de geometrie van het proces,’ zegt medeauteur Monika Mościbrodzka van de Radboud Universiteit. Het team hoopt de rondcirkelende samenballing van gas ook rechtstreeks te kunnen waarnemen met de EHT, om zo steeds dichter bij het zwarte gat te komen en er meer over te leren. (EE)
→ Volledig persbericht

21 september 2022
Nieuwe gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia hebben de volledige omvang aan het licht gebracht van wat de oorspronkelijke kern van ons Melkwegstelsel lijkt te zijn – de oude sterrenpopulatie waaromheen de afgelopen 12,5 miljard jaar de rest van de Melkweg is ‘gegroeid’. Tot die conclusie komt een onderzoeksteam onder leiding van Hans-Walter Rix van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland (arXiv, 7 september). Het oude hart van de Melkweg is een bolvormig protostelsel met een middellijn van bijna 18.000 lichtjaar en ruwweg 100 miljoen zonsmassa’s aan sterren – ruwweg 0,2 procent van de stellaire massa van de Melkweg. De meeste sterren in het centrumgebied van het Melkwegstelsel zijn rijk aan ‘metalen’ – de verzamelterm die astronomen gebruiken voor alle elementen zwaarder dan helium. Dat komt doordat de sterren zijn ontstaan in een overvolle metropool die door eerdere generaties van sterren door middel van supernova-explosies met metalen zijn verrijkt. Rix en collega’s zijn echter juist op zoek gegaan naar sterren die zo metaalarm zijn, dat ze moeten zijn ontstaan vóórdat de rest van de stellaire populatie van de Melkweg erbij kwam. Voor dat doel onderzochten de astronomen ongeveer twee miljoen sterren in een breed gebied om het Melkwegcentrum op exemplaren die minstens dertig keer zo weinig metalen bevatten als onze zon. Vervolgens gingen ze na hoe deze sterren door de ruimte bewegen, om alleen die sterren over te houden die niet met hoge snelheid op weg zijn naar de enorme halo van metaalarme sterren waarin de schijf van ons Melkwegstelsel is gehuld. Wat overbleef was een steekproef van 18.000 sterren, die volgens de onderzoekers representatief zijn voor de kern waaromheen het Melkwegstelsel is ontstaan. Rix schat dat dit protostelsel vijftig tot tweehonderd miljoen zonsmassa’s aan sterren bevat. Het ontstond door opeenvolgende fusies van grote opeenhopingen van sterren en gas, meer dan 12,5 miljard jaar geleden. Uit het feit dat het protostelsel nog steeds compact is, leiden de astronomen af dat het sinds zijn ontstaan nauwelijks is verstoord. De afgelopen 12,5 miljard jaar heeft het Melkwegstelsel weliswaar diverse kleinere sterrenstelsels opgeslokt, maar die zijn klaarblijkelijk niet tot in de kern doorgedrongen. Anders zou de kern van de Melkweg nu groter moeten zijn. (EE)
→ A protogalaxy in the Milky Way may be our galaxy’s original nucleus (ScienceNews)

21 september 2022
Onderzoekers hebben een driedimensionaal computermodel gemaakt van de Kattenoognevel. Het model toont aan dat de ster die in het centrum van de nevel staat een dubbelster is (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 september). De Kattenoognevel is een planetaire nevel op iets meer dan 3000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Draak. Zo’n object ontstaat wanneer een stervende zonachtige ster zijn buitenste gaslaag afstoot, waardoor zich een kleurrijke schil-structuur vormt die karakteristiek is voor deze objecten. Om de driedimensionale structuur van deze complexe gasnevel te reconstrueren, hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van spectrale gegevens die zijn vastgelegd door het San Pedro Martir National Observatory in Mexico. Deze gegevens geven informatie over de beweging van het materiaal binnen de nevel. In combinatie met gedetailleerde opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop heeft dit geresulteerd in een nieuw 3D-model, waarop te zien is dat de buitenste schil van de Kattenoognevel is omgeven door twee ringen van dicht gas die bijna exact symmetrisch ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd. Deze symmetrie wijst erop dat de ringen zijn ontstaan doordat de centrale ster naar ‘boven’ en ‘beneden’ een stroom van dicht gas – een zogeheten jet –heeft uitgestoten die een precessiebeweging maakte, net als een wankelende draaitol. Dat bewijst dat deze ster een begeleider heeft. Uit de gegevens blijkt echter ook dat de beide ringen niet compleet zijn. Hieruit leiden de wetenschappers af dat de precesserende jets nooit een volledige draaiing van 360 graden hebben gemaakt, en van korte duur waren. (EE)
→ Cat’s Eye Nebula seen in 3D

20 september 2022
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Kareem El-Badry van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en het Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), heeft een zonachtige ster ontdekt die een vreemde baanbeweging vertoont. De astronomen vermoeden dat de ster om een zwart gat draait, maar zeker is dat nog niet. De ontdekking is gedaan in het kader van een waarneemcampagne die is gericht op het opsporen van inactieve zwarte gaten die een normale ster als begeleider hebben. Deze campagne loopt al vier jaar, maar dit is de eerste keer dat er een mogelijk zwart gat is opgedoken. Bij hun onderzoek hebben El-Badry en zijn collega’s gebruik gemaakt van gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia, die heel nauwkeurige metingen doet van de posities, afstanden en eigenbewegingen van een miljard objecten, waaronder veel sterren. De astronomen hebben deze gegevens specifiek doorzocht op sterren die ‘ergens’ omheen lijken te draaien. En dat heeft een veelbelovende kandidaat opgeleverd die de voorlopige aanduiding Gaia BH1 heeft gekregen. Uit de Gaia-gegevens volgt dat deze zonachtige ster in een ellipsvormige baan om een onzichtbaar object draait. Uit de grootte van deze omloopbaan en de omlooptijd van de ster leiden de astronomen af dat dit object ongeveer tien keer zoveel massa heeft als de zon. Vervolgwaarnemingen met diverse telescopen hebben uitgewezen dat het echt om een donker object gaat, dus het ligt voor de hand om aan een zwart gat te denken. Indien bevestigd, kan deze ontdekking erop wijzen dat zich in ons Melkwegstelsel een forse populatie van zwarte gaten schuilhoudt, die geen activiteit vertonen. De zwarte gaten die tot nu toe in ons sterrenstelsel zijn ontdekt, zijn actief: ze hebben hun bestaan verraden doordat ze materie van een begeleidende ster opslokken, en daardoor een sterke bron van röntgenstraling zijn. Maar het is nog wat vroeg voor conclusies. De afgelopen jaren zijn al diverse gevallen van sterren die om zwarte gaten leken te cirkelen ‘afgeschoten’. El-Badry en zijn team kijken dan ook reikhalzend uit naar de nieuwste Gaia-gegevens, die nóg nauwkeurigere gegevens over de sterren in ons Melkwegstelsel omvatten. Ze hopen daarin tientallen dubbelsterren zoals Gaia BH1 aan te treffen. Een artikel over de ontdekking van Gaia BH1 verschijnt binnenkort in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, maar op arXiv is al een preprint te vinden. (EE)
→ Astronomers Find a Sun-like Star Orbiting a Nearby Black Hole (via Universe Today)

12 september 2022
Met behulp van de 570-megapixel Dark Energy Camera DECam, gekoppeld aan de Víctor M. Blanco 4-meter telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili, is een opname gemaakt van NGC 6357 (alias de Kreeftnevel) – een schitterend stervormingsgebied op 8000 lichtjaar van de aarde. De foto is onthuld tijdens een conferentie waar de wetenschappelijke resultaten van de DECam onder de aandacht werden gebracht. Deze enorme camera is nu tien jaar in bedrijf. Op de foto zijn heldere, jonge sterren te zien, omgeven door wolken van stof en gas. In het centrum van deze gasnevel, die ongeveer 400 lichtjaar groot is, staat de open sterrenhoop Pismis 24 - een verzameling van zeer heldere, hete sterren. Daaromheen bevinden zich tal van ‘protosterren’ – pasgeboren sterren die nog gehuld zijn in hun cocons van stervormingsmateriaal – en dichte kernen van gas en stof die uiteindelijk nieuwe sterren zullen worden. De kronkelige vlechten van donkere wolken binnen de nevel zijn gevormd onder invloed van sterrenwinden, straling en krachtige magnetische velden. De foto is gemaakt met behulp van een aantal speciale smalbandfilters, die licht van specifieke golflengten doorlaten. Deze filters maken het mogelijk om informatie te verkrijgen over de bewegingen, temperaturen en chemische eigenschappen van het materiaal waaruit de Kreeftnevel bestaat. (EE)
→ Dark Energy Camera Captures Bright, Young Stars Blazing Inside Glowing Nebula

23 augustus 2022
De heldere rode reuzenster Betelgeuze in het wintersterrenbeeld Orion was enkele duizenden jaren geleden mogelijk geel van kleur. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van onderzoek aan historische bronnen uit het Verre Oosten, Griekenland en het Romeinse Rijk. De kleur van de nu opvallend rode ster wordt daarin meestal omschreven als geel, of vergeleken met de kleur van de planeet Saturnus. De beroemde Griekse astronoom Claudius Ptolemaeus nam Betelgeuze zelfs niet op in zijn lijst van opvallend rode sterren. Als de reuzenster enkele duizenden jaren geleden inderdaad nog geel licht uitstraalde, doet dat vermoeden dat hij pas in de afgelopen paar millennia de (snelle) evolutie heeft doorgemaakt van een heldere 'hoofdreeksster' (met waterstoffusie in het inwendige) naar een opgezwollen rode reus, die zijn energie voornamelijk ontleent aan de fusie van heliumatomen. Op basis van die aanname concluderen de astronomen in een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dat Betelgeuze ongeveer tien miljoen jaar oud moet zijn, veertien keer zo zwaar is als de zon, en nog een resterende levensduur van circa één miljoen jaar heeft voordat hij zal exploderen als supernova. (GS)
→ Nieuwsbericht van Scientific American

12 augustus 2022
Dankzij de nieuwste gegevens van de Europese astrometrische ruimtesonde Gaia zijn astronomen meer te weten gekomen over hoe het onze zon de komende miljarden jaren zal vergaan. Op 13 juni van dit jaar werd de derde grote gegevenscatalogus van Gaia openbaar gemaakt. Een belangrijk onderdeel daarvan is een database met de intrinsieke eigenschappen van honderden miljoenen sterren. Gaia doet uitzonderlijk nauwkeurige metingen van de schijnbare helderheden van sterren, zoals waargenomen vanaf de aarde, en van hun kleuren. Uit deze gegevens kunnen de basiskenmerken van een ster worden afgeleid, zoals diens temperatuur, grootte en massa. Gedurende zijn bestaan is de massa van een ster relatief stabiel, maar naarmate hij ouder wordt beginnen temperatuur en omvang sterk te variëren. Deze veranderingen worden bepaald door het soort kernfusiereacties dat op dat moment in de ster plaatsvindt. Met een leeftijd van ongeveer 4,57 miljard jaar is onze zon momenteel van middelbare leeftijd. Ze fuseert in een gestaag tempo waterstof tot helium en is doorgaans vrij stabiel – op het saaie af. Maar dat zal niet altijd zo blijven. Wanneer de waterstof in haar inwendige opraakt, zullen de kernfusiereacties gaan haperen en groeit onze ster uit tot een rode reus. Maar wanneer en hoe snel gebeurt dit?Om die vraag te kunnen beantwoorden, heeft een team onder leiding van Orlagh Creevey van het Observatoire de la Côte d'Azur, Frankrijk, de meest recente Gaia-gegevens uitgekamd. Ze hebben daarbij met name gezocht naar sterren met oppervlaktetemperaturen van 3000 tot 10.000 graden, omdat dit de langstlevende sterren in het Melkwegstelsel zijn, die tezamen een goed beeld geven van diens geschiedenis. Vervolgens hebben Orlagh en haar collega’s de steekproef zo gefilterd dat alleen sterren met dezelfde massa en chemische samenstelling als de zon overbleven. Deze 5863 sterren hebben ze vervolgens in een zogeheten Hertzsprung-Russell-diagram gezet. Omdat niet op leeftijd werd geselecteerd, liggen de meeste sterren binnen een specifieke strook op dat diagram: de zogeheten hoofdreeks. Dat zijn rustige sterren van middelbare leeftijd. Wanneer een ster instabiel wordt, verlaat hij deze strook (filmpje). Tezamen geven de sterren in het diagram een goed beeld van de evolutie van onze zon. Uit hun posities in het Hertzsprung-Russell-diagram kan worden afgeleid hoe haar lichtkracht en temperatuur de komende miljarden jaren zullen veranderen. Rond de tijd dat zij 8 miljard jaar oud zal onze zon haar hoogste temperatuur bereiken, en vervolgens afkoelen en opzwellen. In de twee à drie miljard jaar daarna verandert zij vervolgens in een rode reuzenster, die uiteindelijk zijn gasmantel afstoot. Het enige wat dan nog resteert is een zwakke witte dwergster. (EE)
→ Gaia reveals the past and future of the Sun

11 augustus 2022
De ster Betelgeuze schittert als een robijnrode lichtvlek in de rechterbovenhoek van het wintersterrenbeeld Orion. Maar van dichtbij gezien kennen astronomen hem als een ziedend monster met een 400 dagen durende hartslag van regelmatige pulsaties. De oude ster staat te boek als ‘superreus’, omdat hij is opgezwollen tot een verbluffende diameter van ongeveer anderhalf miljard kilometer. Als hij in het centrum van ons zonnestelsel zou worden geplaatst, zou hij reiken tot aan de baan van Jupiter. Zijn uiteindelijke lot is om te exploderen als een supernova. Wanneer dat uiteindelijk gebeurt, zal Betelgeuze vanaf de aarde kortstondig overdag aan de hemel te zien zijn. Maar in aanloop naar deze catastrofale explosie vertoont de ster ook nu al het nodige vuurwerk. Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop en andere telescopen hebben astronomen vastgesteld dat de ster in 2019 een enorm stuk van zijn zichtbare oppervlak heeft weggeblazen. Zoiets is nog nooit eerder bij een ster gezien. Onze eigen zon vertoont weliswaar regelmatig ‘massa-ejecties’, waarbij materiaal uit haar buitenste atmosfeer, de corona, wordt weggeblazen. Maar deze uitbarstingen vallen in het niet bij wat zich op Betelgeuze heeft afgespeeld: zijn uitbarsting was 400 miljard keer zo heftig. De eerste aanwijzing dat er iets bijzonders gaande was, kwam toen de ster eind 2019 op mysterieuze wijze donkerder werd. Toen zijn oppervlak afkoelde, vormde zich een immense wolk van stof die zijn oppervlak aan het zicht onttrok. Deze opmerkelijke vertoningen duurde enkele maanden. Astronomen die de nasleep van de uitbarsting volgen, denken dat de monsterster nu langzaam bijkomt van zijn uitbarsting en dat zijn uitgestrekte atmosfeer zich aan het herstellen is. Maar ondertussen galmt zijn inwendige nog na als een kerkklok die met een voorhamer is geslagen, waardoor de normale cyclus van de ster wordt verstoord. Van een regelmatige 400-daagse pulsatie lijkt (tijdelijk?) geen sprake meer te zijn. Dit betekent overigens niet dat de monsterster binnenkort zal exploderen, maar zijn stuiptrekkingen blijven astronomen verbazen. (EE)
→ Hubble Sees Red Supergiant Star Betelgeuse Slowly Recovering After Blowing Its Top

25 juli 2022
Een snel roterende neutronenster die in 2017 met de Nederlandse radiotelescoop LOFAR is opgespoord, blijkt de tot nu toe zwaarste in zijn soort te zijn. Dat volgt uit nieuwe waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. De ineengestorte ster, PSR J0952-0607 geheten, heeft ongeveer 2,35 keer zoveel massa als de zon. De vorige recordhouder – J0740+6620 – kwam niet verder dan 2,08 zonsmassa’s. Als een neutronenster te zwaar wordt, stort hij in onder zijn eigen gewicht en wordt hij een zwart gat. Massabepalingen van zware neutronensterren zijn van belang, omdat niemand precies weet waar de massagrens tussen neutronensterren en zwarte gaten ligt. PSR J0952-0607 staat in het sterrenbeeld Sextant, net ten zuiden van de Leeuw. Hij bevindt zich op 20.000 lichtjaar van de aarde, ver boven het vlak van ons Melkwegstelsel. De neutronenster zendt bij elke omwenteling een korte puls van radiostraling in onze richting. Daarom staat hij te boek als pulsar. Van alle pulsars is deze, die in 1,41 milliseconde eenmaal om zijn as draait, de op één na snelste. Om PSR J0952-0607 draait een andere, normale ster. Deze laatste draagt materie over aan de pulsar, die daardoor niet alleen zwaarder wordt, maar ook steeds sneller gaat draaien. Uit de nieuwe waarnemingen, uitgevoerd door een team onder leiding van Roger Romani van de Stanford-universiteit (VS), blijkt dat de ster met een snelheid van ongeveer 380 kilometer per seconde om de pulsar cirkelt. Aan de hand van de snelheid van de begeleider en diens omlooptijd van ruim zes uur heeft het team de massa van de pulsar kunnen berekenen. (EE) 
→ The heaviest neutron star on record is 2.35 times the mass of the sun (ScienceNews)

19 juli 2022
Twee enorme bellen van plasma die uit het centrum van ons Melkwegstelsel komen, bevatten waarschijnlijk materiaal uit verschillende delen van de Melkweg (Nature Astronomy, 18 juli). De zogeheten Fermi-bellen zijn tienduizenden lichtjaren groot en strekken zich uit aan weerszijden van de schijf van het Melkwegstelsel. Toen de bellen in 2010 werden ontdekt, dachten astronomen nog dat ze afkomstig konden zijn van een grote populatie van pasgeboren sterren. Maar tegenwoordig zijn de meeste onderzoekers van mening dat ze zijn ontstaan door een hevige, langdurige uitbarsting van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. In de jaren na de ontdekking, ontdekten astronomen wolken van relatief koel gas die hoog boven en onder de Melkwegschijf in de bellen ‘rondfladderen’. Aangenomen werd dat deze gaswolken bij de vorming van de Fermi-bellen uit de stellaire schijf van Melkweg waren losgescheurd. Nieuw onderzoek onder leiding van Trisha Ashley van het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS) trekt deze aanname nu in twijfel. Met behulp van nieuwe en bestaande gegevens van diverse telescopen hebben Ashley en haar team het metaalgehalte – de relatieve hoeveelheid elementen zwaarder dan helium – in twaalf van de koele wolken in de Fermi-bellen gemeten. Als de koele gas wolken werkelijk afkomstig zouden zijn uit de Melkwegschijf, zouden ze ongeveer hetzelfde metaalgehalte moeten hebben als de zon en andere sterren in de schijf. Maar in plaats daarvan bevatten sommige wolken vijf keer zo weinig metalen, andere juist meer dan de zon. De onderzoekers leiden daaruit af dat de oorsprong van de koele wolken zowel in de schijf als in de halo van het Melkwegstelsel moet worden gezocht. Hoe de wolken in de halo zijn beland, is nog onduidelijk. Mogelijk zijn ze gecondenseerd binnen de halo zelf of zijn onttrokken aan kleinere sterrenstelsels die door de Melkweg zijn ‘opgeslokt’. Hoe dan ook: uiteindelijk kunnen ze op de Melkwegschijf ‘neerploffen’ en als ‘bouwmateriaal’ voor nieuwe generaties van sterren worden gebruikt. (EE)
→ Clouds in the Milky Way’s plasma bubbles came from the starry disk — and far beyond (ScienceNews)

15 juli 2022
Waarnemingen aan boord van de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA wijzen erop dat de Orionsluier – een uitdijende schil van stof en gas die zich voor de sterrenhoop in de Orionnevel bevindt – wellicht bezig is om uit elkaar te vallen. Binnenin de Orionnevel bevindt zich een compact groepje zware sterren dat bekendstaat als het Trapezium. De winden van deze sterren blazen een ruwweg zeven lichtjaar grote bel van stof en gas voor zich uit die de Orionsluier wordt genoemd. Het grootste deel van deze structuur is ijl: het meeste gas bevindt zich in de wand van de ‘gasbel’, die ongeveer een lichtjaar dik is en in onze richting uitdijt. De SOFIA-waarnemingen laten zien dat de Orionsluier niet bolvormig is, maar enkele uitstulpingen vertoont. Deze uitstulpingen strekken zich uit tot ver buiten de eigenlijke begrenzing van de Orionsluier en lijken daar als het ware doorheen te prikken. Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Ümit Kavak (SOFIA Science Center), waartoe ook de Nederlanders Floris van der Tak (Kapteyn Instituut) en Xander Tielens (Sterrewacht Leiden) behoren, zorgt de bres in de Orionsluier ervoor dat het gas en stof ter plaatse in beroering komt. De aldus ontstane turbulentie is van invloed op de dichtheid, temperatuur en chemische samenstelling van de omgeving, en kan uit uiteindelijk leiden tot de vorming en verwoesting van stervormingsgebieden ter plaatse. Uiteindelijk zal dat ook gevolgen hebben voor de vorm van de Orionnevel. (EE)
→ Orion’s Veil Comes Out of Its Shell

13 juli 2022
In afzonderlijke publicaties hebben twee internationale onderzoeksteams de ontdekking bekendgemaakt van drie bijzondere dubbelstersystemen. Een team onder leiding van Wei Zhu van de Tsinghua-universiteit in Peking (China) heeft twee dubbelsterren opgespoord die omgeven zijn door een omvangrijke schijf van gas en stof (Astrophysical Journal Letters, 4 juli). En een team onder leiding van Han Zhanwen van de Yunnan-sterrenwacht (eveneens China) en Chris Wolf van de Australische Nationale Universiteit in Canberra heeft twee om elkaar wentelende sterren ontdekt die bezig zijn om een gezamenlijk omhulsel van gas te vormen (MNRAS, 7 juli). Meer dan de helft van alle sterren in ons Melkwegstelsel maken deel uit van een dubbelstersysteem. Zo’n stelsel bestaat uit twee sterren die onder invloed van de zwaartekracht om elkaar heen draaien. Een van de bijzondere fases in de ontwikkeling van zo’n dubbelster is de mogelijke vorming van een gezamenlijk omhulsel. Bij dit proces zwelt een van beide sterren sterk op, om vervolgens veel massa over te dragen aan zijn begeleider. Als gevolg daarvan spiralen de sterren naar elkaar toe en stoten ze grote hoeveelheid gas uit. Het bestaan van gezamenlijke omhulsels is al in 1976 voorspeld door de Pools astronoom Bohdan Paczyński, maar het is nu voor het eerst dat zo’n omhulsel rechtstreeks is waargenomen. De betreffende dubbelster bestaat uit een lichte normale ster en een witte dwerg die in 3,5 uur om elkaar draaien. Het tweetal is gehuld in een schil van gas die ongeveer tienduizend jaar geleden is uitgestoten. De andere ontdekking betreft de compacte dubbelsterren Bernhard-1 en Bernhard–2. Omdat dubbelsterren en hun omringende schijven uit één en dezelfde samentrekkende gaswolk ontstaan, ligt zo’n schijf van gas en stof doorgaans in hetzelfde vlak als de banen van de om elkaar draaiende sterren. Maar bij Bernhard-1 en Bernhard–2 staat de schijf schuin op dat baanvlak. Hierdoor maken de schijven een schommelende beweging, waarbij ze het licht van de beide sterren met lange tussenpozen verduisteren. Tot nu toe was maar één voorbeeld van zo’n bijzondere dubbelster bekend. (EE)
→ Chinese and Australian Astronomers Find Direct Evidence for Binary Common Envelope Evolution

6 juli 2022
Onderzoekers van de Universiteit van Keulen (Duitsland) en de Masaryk Universiteit in Brno (Tsjechië) hebben een ster ontdekt die in recordtijd om het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel beweegt. De ster, S4716, heeft een topsnelheid van ongeveer 8000 kilometer per seconde. Daarbij nadert hij het zwarte gat tot op 100 AE (astronomische eenheden) – een geringe afstand naar astronomische maatstaven. Eén AE komt ongeveer overeen met 150 miljoen kilometer. De ontdekking is op 5 juli gepubliceerd in het vaktijdschrift The Astrophysical Journal. In de buurt van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A*, bevindt zich een compacte sterrenhoop. Deze sterrenhoop, ook wel de S-cluster genoemd, bevat meer dan honderd sterren van uiteenlopende helderheden en massa’s. Door middel van verfijnde analysemethoden, in combinatie met waarnemingen die zich over bijna twintig jaar uitstrekken, heeft een team onder leiding van Florian Peissker van de Universiteit van Keulen nu een S-ster weten op te sporen die in slechts vier jaar om het centrale zwarte gat draait. De ster is waarneembaar met zowel de Europese Very Large Telescope in Chili als de dubbele Keck-telescoop op Hawaï. Dat een ster een stabiele baan op zo’n geringe afstand van een superzwaar zwart gat kan doorlopen, komt als een verrassing. Bovendien werpt de ontdekking nieuw licht op de oorsprong en evolutie van de banen van de snel bewegende sterren in het hart van ons Melkwegstelsel. In de onmiddellijke nabijheid van Sagittarius A* kunnen zich niet zo gemakkelijk nieuwe sterren vormen. Het lijkt er dus op dat S4716 stapsgewijs naar binnen toe is gemigreerd, bijvoorbeeld door achtereenvolgende scheervluchten langs andere sterren en objecten in de S-cluster. Op die manier zou zijn omloopbaan aanzienlijk zijn ‘gekrompen’. (EE)
→ 8000 kilometres per second: star with the shortest orbital period around black hole discovered

5 juli 2022
Lang niet alle sterren zijn in hun eentje, zoals onze zon. Het merendeel heeft één of meer metgezellen, waarmee ze in een ingewikkelde zwaartekrachtsdans verwikkeld zijn. Een voorbeeld daarvan is het recent ontdekte stersysteem TIC 470710327, bestaande uit een compacte dubbelster waar een derde ster omheen cirkelt. Nieuw onderzoek suggereert dat dit oorspronkelijk een viervoudig stersysteem was. Het bijzondere aan TIC 470710327 is dat de buitenste ster meer massa heeft dan de twee binnenste sterren bij elkaar. Dat stelt theoretici voor een probleem, want zo’n zware ster zou eerder moeten zijn gaan stralen dan de andere twee. En in dat geval zou diens intense straling het omringende gas hebben weggeblazen vóórdat de lichtere dubbelster kon ontstaan. Bij de meeste drievoudige stersystemen is de derde ster dan ook lichter of ongeveer even zwaar als zijn beide metgezellen. Een onderzoeksteam onder leiding van Alejandro Vigna-Gómez van het Niels Bohr Instituut in Kopenhagen (Denemarken) denkt daar nu een oplossing voor te hebben gevonden. Volgens de astronomen zou de zware buitenste ster vroeger uit twee kleinere sterren hebben bestaan, die kort na hun vorming zijn ‘gefuseerd’. Om hun idee te onderbouwen, hebben de astronomen computersimulaties uitgevoerd van stersystemen die uit twee dubbelsterren bestaan. De omloopbanen van deze dubbelsterren vertonen complex gedrag, waarbij zowel de vorm als de helling van hun omloopbaan periodieke veranderingen vertoont. En deze variaties blijken er inderdaad toe te kunnen leiden dat de twee leden van zo’n dubbelster met elkaar samensmelten. Maar hoe bewijs je nu dat de buitenste ster van TIC 470710327 inderdaad een gefuseerde ster is? Vigna-Gómez en zijn collega’s stellen voor om naar tekenen van sterke magnetische velden te zoeken. Ongeveer zeven procent van alle zware sterren hebben sterke magnetische velden aan hun hun oppervlak, die door sommige onderzoekers aan stellaire fusies worden toegeschreven. Als dit verband inderdaad bestaat, zou ook de buitenste ster van TIC 470710327 een sterk magnetisch veld moeten hebben. De astronomen zijn daarom al bezig met aanvullende waarnemingen van het stersysteem. (EE)
→ This Triplet of Stars Was Once a Quartet

29 juni 2022
Menigeen heeft het de afgelopen jaren weleens gebruikt: gel om je handen mee te desinfecteren. Een van de bestanddelen van deze handgel, isopropanol, komt niet alleen op aarde voor: een onderzoeksteam onder leiding van Arnaud Belloche van het Max-Planck Institut für Radioastronomie in Bonn (Duitsland) heeft het molecuul nu ook in de interstellaire ruimte gedetecteerd. Het is waargenomen in een ‘kraamkamer’ van sterren, Sagittarius B2 geheten, die zich dicht bij het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt. De ontdekking is gedaan met behulp van de ALMA-radiotelescoop in de Chileense Atacama-woestijn (Astronomy & Astrophysics, 28 juni). Astronomen speuren al meer dan een halve eeuw naar moleculen in het heelal, en daarbij zijn tot nu toe 276 verschillende soorten geïdentificeerd. Het doel van deze speurtocht is om meer inzicht te krijgen in de manier waarop moleculen zich in de interstellaire ruimte kunnen vormen. Ook willen wetenschappers graag weten hoe complex deze moleculen kunnen zijn. Isopropanol is de isomeer van propanol – het grootste alcoholmolecuul dat tot op heden in de interstellaire ruimte is ontdekt. Beide varianten zijn in de ALMA-gegevens van Sagittarius B2 terug te vinden. Het is niet alleen voor het eerst dat isopropanol in de interstellaire ruimte is aangetroffen, maar ook dat normale propanol in een stervormingsgebied kon worden aangetoond. Het herkennen van organische moleculen in de spectra van stervormingsgebieden is bepaald niet eenvoudig. Hoe groter een molecuul is, op des te meer frequenties zendt het straling uit. En in een bron als Sagittarius B2 zitten zoveel verschillende moleculen die aan de waargenomen straling bijdragen, dat hun spectra overlappen. Hierdoor kost het veel moeite om de ‘vingerafdrukken’ van afzonderlijke moleculen te identificeren. Dankzij zijn grote hoekoplossend vermogen kan de ALMA-telescoop specifieke delen van Sagittarius B2 selecteren die zeer smalle spectraallijnen uitzenden, wat de ‘spectrale warboel’ vermindert. Alleen zo kunnen de beide isomeren van propanol van elkaar worden onderscheiden. Overigens zijn er nog tal van lijnen in het ALMA-spectrum van Sgr B2 die op identificatie wachten. (EE)
→ A sanitizer in the galactic centre region

29 juni 2022
Het Amerikaanse ruimteagentschap NASA staat op het punt om – vanuit het Arnhem Space Center in Australië – twee twaalf meter lange sondeerraketten te lanceren waarmee de dubbelster Alfa Centauri A en B onderzocht zal worden. Doel van de missies is om meer inzicht te krijgen in de manier waarop sterlicht planeetatmosferen beïnvloedt. De sondeerraketten, SISTINE en DEUCE, zijn voorzien van apparatuur waarmee extreem- en ver-ultraviolette straling kan worden gedetecteerd. Ultraviolette straling is energierijker dan zichtbaar licht en niet waarneembaar voor het menselijk oog. In kleine hoeveelheden kan deze uv-straling de vorming van moleculen stimuleren die nodig zijn voor het ontstaan van leven. Maar teveel uv-straling is schadelijk voor een atmosfeer en kan een planeet onleefbaar maken. Vermoed wordt dat de ultraviolette straling van onze zon eraan heeft bijgedragen dat de planeet Mars zijn atmosfeer grotendeels is kwijtgeraakt. Om te onderzoeken hoe kwetsbaar andere planetenstelsels voor de uv-straling van hun centrale ster zijn, moeten astronomen weten hoeveel van deze straling de verschillende soorten sterren uitzenden. Tot nu toe is daar weinig over bekend, omdat de meeste uv-straling van verre sterren wordt geabsorbeerd door stof en gas in de ruimte. Vandaar dat astronomen van de Universiteit van Colorado (Boulder, VS) de nabije dubbelster Alfa Centauri als onderzoeksobject hebben gekozen. Omdat uv-straling ook grotendeels wordt tegengehouden door de aardatmosfeer, moet hun meetapparatuur naar een hoogte van 300 kilometer worden getild. Na afloop van de korte vlucht keren de sondeerraketten aan parachutes terug naar de aarde. De lanceringen van SISTINE en DEUCE staan gepland voor 4 en 12 juli. (EE)
→ NASA Rockets Launch from Australia to Seek Habitable Star Conditions

15 juni 2022
Sterrenkundigen hebben een kleine komeet als het ware voor hun ogen in stukken uiteen zien vallen. Althans, dat is de interpretatie van waarnemingen aan komeet 323P/SOHO, verricht met grote telescopen op Mauna Kea, Hawaii, en met de Hubble Space Telescope. Er zwieren voortdurend kleine kometen in langgerekte ellipsbanen rond de zon. De meeste zijn te klein om vanaf de aarde gezien te kunnen worden. Pas als ze heel dicht bij de zon komen worden ze helder genoeg, maar door het felle zonlicht zijn ze ook dan vanaf de aarde niet te zien. De ruimtesonde SOHO, die onderzoek doet aan de zon, ziet ze echter wél. Soms vallen de SOHO-kometen in de zon, maar vaak overleven ze de nauwe passage. Dankzij het grote beeldveld van de Japanse Subaru-telescoop kon komeet 323P/SOHO eind 2020 al vóór de dichtste nadering van de zon ook vanaf de aarde waargenomen worden, als een zwak, klein lichtstipje. Op basis van die metingen was de baan van de komeet zeer nauwkeurig te berekenen, zodat hij ná de passage van de zon, begin 2021, ook teruggevonden kon worden, zowel met grote telescopen op aarde als met de Hubble Space Telescope. Het bleek dat de komeet na de passage van de zon een lange, vrijwel kaarsrechte stofstaart vertoonde. Dat wijst erop dat de ijzige komeetkern tijdens de dichtste nadering in stukken uiteen is gevallen, waardoor er veel stofdeeltjes vrijkwamen. De resultaten, beschreven in The Astrophysical Journal, doen vermoeden dat 'SOHO-kometen' gemakkelijk kunnen fragmenteren. Dat zou een verklaring kunnen zijn voor het feit dat ze minder talrijk zijn dan verwacht. (GS)
→ Origineel persbericht

15 juni 2022
Deze week vindt in Pasadena (Californië) het 240ste congres van de American Astronomical Society (AAS) plaats. Hieronder een beknopte weergave van verschillende nieuwe resultaten die gepresenteerd zijn op dinsdag 14 juni. Marc Kuchner van NASA schakelde burgerwetenschappers in om in de data van de infraroodkunstmaan WISE op zoek te gaan naar stofschijven rond jonge sterren. Via het Disk Detective Citizen Science Project werden er elf nieuwe exemplaren gevonden, waarvan er één ongewoon helder is, vermoedelijk als gevolg van een recente botsing van planetesimalen (de bouwstenen van planeten) in de schijf. Meredith MacGregor van de Universiteit van Colorado in Boulder presenteerde nieuwe ALMA-waarnemingen van de zeer excentrische ring van stofdeeltjes rond de ster HD 53143, die een leeftijd heeft van circa één miljard jaar. Ze vond aanwijzingen voor het bestaan van een kleinere, enigszins scheef liggende stofring. Vermoedelijk zijn de excentrische en gehelde structuren veroorzaakt door de zwaartekracht van reeds gevormde planeten. Xin Wang van Caltech deed met de Hubble Space Telescope metingen aan de ultraviolette straling (afkomstig van zware, hete sterren) van 90 verre sterrenstelsels tot op afstanden van 11 miljard lichtjaar. De waarnemingen ondersteunen de theorie dat zware sterren een doorslaggevende rol spelen in de (re-)ionisatie van het neutrale waterstofgas in het pasgeboren heelal. Sumner Starrfield van de Arizona State University presenteerde waarnemingen aan V1674 Herculis, een nova-uitbarsting die op 12 juni 2021 plaatsvond, op ca. 15.000 lichtjaar afstand. Nova's zijn op hol geslagen thermonucleaire explosies aan het oppervlak van witte dwergen, die optreden wanneer zo'n ster materiaal opzuigt van een begeleider. De ongebruikelijk snelle helderheidsafname van de nova (een factor 16 in slechts twee dagen) is mogelijk het gevolg van een uitzonderlijk grote massa van de witte dwerg. Katya Gozman van de Universiteit van Michigan gebruikte de Japanse 8,2-meter Subaru-telescoop op Hawaii om de halo van sterren rond het spiraalstelsel M94 in kaart te brengen. Die halo blijkt minder zwaar te zijn, en ook minder zware elementen te bevatten, dan de halo's van vergelijkbare spiraalstelsels. Dat doet vermoeden dat M94 een relatief 'rustige' historie heeft gekend, met weinig grote, zware botsingen. Eric Bell van de Universiteit van Michigan maakte jacht op ultrazwakke satellietstelseltjes in de M81-groep, eveneens met de Subaru-telescoop. Hij vond één nieuw exemplaar en zes nog te bevestigen kandidaten. Merkwaardig genoeg blijken ze vooral gegroepeerd te zijn rond een van de kleinere leden van de M81-groep: het gaat dus eigenlijk om satellieten van satellieten. Janvi Madhani en Charlotte Welker van de Johns Hopkins Univerity voerden gedetailleerde computersimulaties uit van het ontstaan van sterrenstelsels, waarbij ze erin slaagden om de asymmetrische verdeling van kleine satellietstelsels rond grotere sterrenstelsels te reproduceren. Die satellieten bevinden zich vaak in discrete vlakken of slierten - iets wat tot nu toe nooit goed te verklaren was. Hollis Akins van Grinnell College presenteerde ALMA-waarnemingen aan het verre sterrenstelsel A1689-zD1, waarin veel nieuwe sterren ontstaan. Opmerkelijk genoeg blijkt koud, neutraal gas in het stelsel veel minder compact verdeeld te zijn dan sterren en heet, geïoniseerd gas. Dat zou het gevolg kunnen zijn van botsingen met kleinere stelsels in het verleden. Ambesh Singh van de Universiteit van Arizona gebruikte ALMA voor metingen aan moleculen in de uitgestrekte atmosfeer van de kolossale reuzenster VY Canis Majoris. De ster blaast veel materiaal de ruimte in; onder andere moleculen van zwaveldioxide, blauwzuur, fosforoxide en natriumchloride. Dit soort metingen moet meer inzicht opleveren in de evolutie van de allerzwaarste sterren in het heelal. (GS)
→ Persbericht over het Disk Detective Citizen Science Project

14 juni 2022
Deze week vindt in Pasadena (Californië) het 240ste congres van de American Astronomical Society (AAS) plaats. Hieronder een beknopte weergave van verschillende nieuwe resultaten die gepresenteerd zijn op maandag 13 juni. Jeonghee Rho van het SETI-instituut bestudeerde de polarisatie van het licht van Cassiopeia A, het restant van een supernova-explosie. Uit de metingen blijkt dat de supernova veel (langgerekte) stofdeeltjes heeft geproduceerd. Supernova-explosies blijken dus een van de belangrijkste stofproducenten in het heelal te zijn. Soortgelijke explosies in de jeugd van het heelal kunnen mogelijk de onverwacht grote hoeveelheden stof in de allereerste sterrenstelsels verklaren. Ivanna Escala van de Carnegie Observatories verrichtte waarnemingen aan honderden rode reuzensterren in de buitendelen van het Andromedastelsel, en ontdekte dat Andromeda omgeven wordt door concentrische 'getijdenschillen' waarin meer sterren voorkomen dan gemiddeld. Die schillen zijn vermoedelijk ontstaan bij de laatste grote botsing van het Andromedastelsel met een kleiner satellietstelsel. Diezelfde botsing produceerde waarschijnlijk ook de eerder ontdekte 'giant stellar stream'. Jacob Hamer van de Johns Hopkins Univeristy bestudeerde hete Jupiters - gasvormige reuzenplaneten die op zeer kleine afstand rond hun moederster draaien, vermoedelijk nadat ze vanaf grotere afstand naar binnen zijn 'gemigreerd'. Hij ontdekte twee ontstaansmechanismen: een traag proces waarbij de uiteindelijke baan van de hete Jupiter min of meer samenvalt met de evenaar van de ster, en een sneller proces waarbij dat niet het geval is. Ricardo Yarza van de Universiteit van Californië in Santa Cruz voerde computersimulaties uit van het proces waarbij een planeet opgeslokt wordt door zijn moederster, doordat de ster aan het eind van zijn leven sterk opzwelt. Uit de computersimulaties blijkt dat de ster daarbij gedurende enkele duizenden jaren veel helderder kan stralen, en dat het opslokken van een zwaardere bruine dwerg-begeleider er zelfs toe kan leiden dat de buitenste lagen van de ster in de ruimte geblazen worden. Dan Clemens van Boston University bestudeerde de driedimensionale structuur van gasstromen met verschillende snelheden in het stervormingsgbied Cygnus X-Noord. Het blijkt dat die verschillende componenten niet of nauwelijks met elkaar in botsing komen. Dat zou kunnen verklaren waarom de stervormingsactiviteit in Cygnus X-Noord lager is dan je op basis van de hoeveelheid aanwezig gas zou verwachten. Uiteindelijk wil Clemens de rol van magnetische velden in het ontstaansproces van nieuwe sterren in kaart brengen. Melissa Morris van de Universiteit van Wisconsin-Madison onderzocht de omgevingen van verre radiosterrenstelsels met zogeheten jets (straalstromen). Ze ontdekte dat radiostelsels met gebogen jets zich vaker blijken te bevinden in gebieden met een hogere concentratie van andere sterrenstelsels dan radiostelsels met kaarsrechte jets. Dat wijst erop dat de jets vooral worden afgebogen door zogeheten ram pressure - de druk van intergalactisch gas waar het radiosterrenstelsel doorheen beweegt. (GS)
→ Persbericht over de polarisatie van Cassiopeia A

13 juni 2022
Vandaag is de derde 'data release' (DR3) van de Europese ruimtetelescoop Gaia vrijgegeven. De Gaia-missie van ESA heeft als doel de meest nauwkeurige en complete multidimensionale kaart van de Melkweg te creëren. Met deze informatie kunnen astronomen de structuur van ons sterrenstelsel en de evolutie in het verleden over miljarden jaren reconstrueren en de levenscyclus van sterren en onze plaats in het heelal beter begrijpen.  Gaia's dataset 3 bevat nieuwe en verbeterde informatie over bijna twee miljard sterren in ons sterrenstelsel. De catalogus bevat nieuwe informatie waaronder chemische samenstellingen, stellaire temperaturen, kleuren, massa's, leeftijden, en de snelheid waarmee sterren naar ons toe of van ons af bewegen (radiële snelheid). Veel van deze informatie kwam aan het licht door nieuwe gegevens, verkregen door middel van spectrografische gegevens, een techniek waarbij het sterrenlicht gesplitst wordt (zoals in een regenboog). Deze gegevens bevatten ook speciale subgroepen van sterren, zoals sterren die in de loop van de tijd van helderheid veranderen. Ook nieuw in deze dataset is de grootste catalogus tot nu toe van dubbelsterren, duizenden zonnestelselobjecten, zoals planetoïdenen en planeetmanen, en miljoenen sterrenstelsels en quasars buiten de Melkweg.  SterbevingenEen van de meest verrassende ontdekkingen die uit de nieuwe gegevens naar voren komt is dat Gaia in staat is om sterbevingen te detecteren, minuscule bewegingen aan het oppervlak van een ster die de vorm van sterren veranderen, iets waar het observatorium oorspronkelijk niet voor gebouwd was. Eerder ontdekte Gaia al radiële oscillaties die ervoor zorgen dat sterren periodiek zwellen en krimpen, terwijl ze hun bolvorm behouden. Maar Gaia heeft nu ook andere trillingen gespot die meer lijken op grootschalige tsunami's. Deze niet-radiële oscillaties veranderen de vorm van een ster en zijn daarom moeilijker waar te nemen. Gaia vond sterke niet-radiële sterbevingen bij duizenden sterren. Ook bij sterren die dat eerder zelden vertoonden ontdekte Gaia dergelijke trillingen. Deze sterren zouden volgens de huidige theorie geen bevingen mogen vertonen, terwijl Gaia ze aan hun oppervlak wel vaststelde. "Sterbevingen leren ons veel over sterren, met name over hun inwendige processen. Gaia opent een goudmijn voor de 'asteroseismologie' van massieve sterren,” zegt Conny Aerts van de KU Leuven in België, die deel uitmaakt van de Gaia Collaboration. Het DNA van sterrenWaar sterren van gemaakt zijn kan ons iets vertellen over hun ontstaansplek en hun reis daarna, en dus over de geschiedenis van de Melkweg. Met de vandaag vrijgekomen dataset onthult Gaia de grootste chemische kaart van het sterrenstelsel gekoppeld aan 3D-bewegingen; van ons zonnestelsel tot kleinere sterrenstelsels om ons heen. Sommige sterren bevatten meer “zware metalen” dan andere. Tijdens de oerknal werden alleen lichte elementen gevormd (waterstof en helium). Alle andere zwaardere elementen – door astronomen metalen genoemd – vormen zich binnenin de sterren. Wanneer sterren sterven, komen deze metalen vrij en komen in het interstellaire medium terecht, het gas en stof tussen de sterren waaruit nieuwe sterren ontstaan. Actieve stervorming en sterfte leiden tot een omgeving die rijker is aan metalen. De chemische samenstelling van een ster is dan ook een beetje als zijn DNA, en geeft ons cruciale informatie over de oorsprong ervan.  Dankzij Gaia weten we dat sommige sterren in ons sterrenstelsel zijn gemaakt van oermaterie, terwijl andere, zoals onze zon, gemaakt zijn van materie die is verrijkt door voorgaande generaties sterren. Sterren die dichter bij het centrum en het vlak van ons melkwegstelsel liggen, zijn rijker aan metalen dan sterren op grotere afstanden. Gaia heeft, op basis van hun chemische samenstelling, ook sterren geïdentificeerd die oorspronkelijk uit andere sterrenstelsels kwamen dan het onze.  “Ons melkwegstelsel is een prachtige smeltkroes van sterren,” zegt Alejandra Recio-Blanco van het Observatoire de la Côte d'Azur in Frankrijk en die lid is van de Gaia Collaboration. "Deze diversiteit is uiterst belangrijk, want ze vertelt ons het verhaal van de vorming van ons melkwegstelsel. Het toont de migratieprocessen binnen ons sterrenstelsel en de aantrekking vanuit externe sterrenstelsels. Het laat ook duidelijk zien dat onze zon, en wij, allemaal deel uitmaken van een steeds veranderend systeem, gevormd dankzij de samenvoeging van sterren en gas met een verschillende oorsprong.” Dubbelsterren, planetoïden, quasars, en meerAndere artikelen die vandaag worden gepubliceerd zijn een weergave van het brede en diepe potentieel van Gaia’s ontdekkingen. Een nieuwe catalogus van dubbelsterren beschrijft de massa en evolutie van meer dan 800 duizend binaire systemen, terwijl een nieuwe survey van planetoïden, die 156 duizend rotsachtige lichamen omvat, dieper graaft naar de oorsprong van ons zonnestelsel. Gaia levert ook informatie over 10 miljoen veranderlijke sterren, mysterieuze macromoleculen tussen sterren, en over quasars en sterrenstelsels buiten onze eigen kosmische omgeving. “In tegenstelling tot andere missies die specifieke objecten als doel hebben, is Gaia een survey-missie. Dat betekent dat Gaia, terwijl ze de hele hemel met miljarden sterren meerdere malen afspeurt, onvermijdelijk ontdekkingen zal doen die andere, meer specifieke missies zouden missen. Dit is een van de sterke punten, en we kunnen niet wachten tot de astronomische gemeenschap in onze nieuwe gegevens duikt en nog meer over ons sterrenstelsel en zijn omgeving te weten komt dan we ons hadden kunnen voorstellen,” zegt Timo Prusti, wetenschappelijke projectmedewerker voor Gaia bij ESA.
→ Vakpublicaties over Gaia's Data Release 3

10 juni 2022
Met de Hubble Space Telescope is voor het eerst een geïsoleerd, 'solitair' zwart gat in het Melkwegstelsel ontdekt. Het gaat om een zwart gat dat ongeveer zeven keer zo zwaar is als de zon, op een afstand van zo'n 5000 lichtjaar. Zulke 'stellaire' zwarte gaten ontstaan bij supernova-explosies van zware sterren. Sterrenkundigen vermoeden dat er in het Melkwegstelsel circa 100 miljoen van die solitaire zwarte gaten moeten rondzweven (het dichtstbijzijnde exemplaar zou zich dan op een afstand van zo'n 80 lichtjaar kunnen bevinden), maar tot nu toe was er nog nooit een ontdekt - zwarte gaten zenden immers geen enkele vorm van straling uit. Alle stellaire zwarte gaten die in de afgelopen halve eeuw zijn ontdekt, maken deel uit van een dubbelstersysteem, en kunnen wél worden waargenomen (zij het indirect), doordat het zwarte gat materie opzuigt van zijn begeleider. Die materie hoopt zich op in een rondwervelende 'accretieschijf', en wordt daarbij zo heet dat er onder andere zichtbaar licht en röntgenstraling wordt uitgezonden. De nieuwe ontdekking van Hubble was mogelijk dankzij het feit dat zware objecten de lichtstralen van verre achtergrondsterren een klein beetje versterken en afbuigen - de zogeheten microzwaartekrachtlenswerking. Met aardse telescopen zijn in de afgelopen decennia al enkele tienduizenden van die 'microlenzen' gedetecteerd; in de meeste gevallen is er sprake van een voorgrondster die het licht van een achtergrondobject beïnvloedt. Twee teams van astronomen hebben nu Hubble-waarnemingen van een bijzondere microzwaartekrachtlens geanalyseerd, en komen tot de conclusie dat het licht-afbuigende object zo goed als zeker een zwart gat is. Het eerste team, onder leiding van Kailash Sahu van het Space Telescope Science Institute concludeert op basis van de waarnemingen dat het zwarte gat circa zeven keer zo zwaar is als de zon. Het tweede team, geleid door Casey Lam en Jessica Lu van de Universiteit van Californië in Berkeley, komt uit op een iets lagere massa: 1,6 tot 4,4 keer de massa van de zon. Volgens Lam en Lu zou het dus ook om een zogeheten neutronenster kunnen gaan. Hubble registreerde niet alleen de trage helderheidstoe- en afname van de achtergrondster (in een periode van 270 dagen), maar ook de minieme afbuiging van het sterlicht, over een hoek van ongeveer één duizendste boogseconde. Uit de metingen volgen niet alleen de massa en de afstand van het zwarte gat, maar ook de snelheid waarmee het zich door het Melkwegstelsels verplaatst: ruim 150.000 kilometer per uur. Die hoge snelheid is naar alle waarschijnlijkheid het gevolg van een zekere asymmetrie in de supernova-explosie waarbij het zwarte gat achterbleef. De toekomstige Nancy Grace Roman ruimtetelescoop van NASA zal naar verwachting veel meer van dit soort microzwaartekrachtlenzen op het spoor komen, wat ongetwijfeld leidt tot de ontdekking van nieuwe solitaire zwarte gaten. (GS)
→ Persbericht Space Telescope Science Institute

9 juni 2022
Een gerichte zoekactie van astronomen van de Open University (Verenigd Koninkrijk) en de Universiteit van Bern (Zwitserland) heeft het aantal bekende bruine dwergen in dubbelstersystemen in één klap met tien procent vergroot. Tot nu toe waren er circa 40 van die 'mislukte sterren' bekend die op relatief grote afstand een baan beschrijven rond een 'gewone' ster; met het SPHERE-instrument op de Europese Very Large Telescope in Chili zijn nu vier nieuwe exemplaren gevonden. Bruine dwergen zijn gasbollen die ongeveer 14 tot 70 keer zo zwaar zijn als de reuzenplaneet Jupiter. Zwaar genoeg om een beetje energie te produceren door kernfusiereacties van deuterium (zwaar waterstof) in de kern, maar niet zwaar genoeg voor de fusie van 'gewone' waterstofatomen. Daarmee bevinden ze zich op het grensvlak van reuzenplaneten en 'echte' sterren. In de afgelopen dertig jaar zijn een veertigtal bruine dwergen ontdekt in wijde banen rond gewone sterren. Het werkelijke aantal moet natuurlijk veel hoger liggen. Een internationaal team van astronomen is nu gericht gaan zoeken bij sterren die volgens metingen van de Europese ruimtetelescoop Gaia aan de hemel een piepklein beetje 'schommelen', wat erop wijst dat ze vergezeld worden door een rondcirkelende begeleider. Van de 25 nabije sterren die op deze manier zijn bestudeerd, bleken er tien inderdaad een zichtbare begeleider te hebben. In vijf gevallen ging het om een kleine rode dwergster; in één geval om een witte dwerg, en in vier gevallen was er sprake van een bruine dwerg. De ontdekkingen zijn beschreven in een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Toekomstige (en preciezere) Gaia-metingen zullen ongetwijfeld leiden tot de ontdekking van nog veel meer bruine dwergen. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek

8 juni 2022
Japanse sterrenkundigen denken een verklaring gevonden te hebben voor het opmerkelijke feit dat stervormingsgebieden zoals de Orionnevel vaak een bijzondere asymmetrie vertonen. In zo'n stellaire kraamkamer ontstaan vaak tientallen of honderden sterren tegelijk. De energierijke straling van de zwaarste en heetste sterren blaast grote bellen in het interstellaire gas, waarin de waterstofatomen zijn geïoniseerd (de elektronen zijn dan losgeslagen van de atoomkernen). Zulke bellen van geïoniseerd gas zijn in veel gevallen echter niet gecentreerd rond de zwaarste sterren in de pasgevormde cluster; ook in de Orionnevel is sprake van een sterke asymmetrie. Uit gedetailleerde computersimulaties, uitgevoerd op de krachtigste supercomputer voor astronomische toepassingen, blijkt nu dat pasgeboren sterren als gevolg van onderlinge zwaartekrachtsstoringen soms tijdelijk uit de jonge sterrenhoop weggeslingerd worden. Na verloop van tijd vallen de meeste als een soot jojo wel weer terug, maar in de tussentijd hebben ze dan de gelegenheid gehad om excentrische bellen van geïoniseerd gas te creëren. Voor sterren die zich altijd in het centrum van de cluster bevinden is dat veel moeilijker, omdat zich daar ook grote hoeveelheden moleculair gas bevinden die het licht van de sterren voor een belangrijk deel absorberen. De nieuwe resultaten, uitgevoerd door een groep astronomen onder leiding van Michiko Fujii van de Universiteit van Tokyo, zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Origineel persbericht

4 juni 2022
Met de Wide Field Camera 3 (WFC3) van de Hubble Space Telescope is een opname gemaakt van de bijzondere bolvormige sterrenhoop Liller 1. Die bevindt zich op een afstand van circa 30.000 lichtjaar, niet ver van het centrum van ons Melkwegstelsel. Met een gewone telescoop is de bolhoop praktisch niet te zien, omdat zichtbaar licht uit dit gebied sterk geabsorbeerd wordt door stofwolken in de schijf van het Melkwegstelsel. De nabij-infrarode straling van de sterren in de bolhoop dringt echter vrijwel ongehinderd door de stofwolken heen. De blauwe sterren op de foto zijn voorgrondsterren in het Melkwegstelsel. Bolvormige sterrenhopen bevatten normaal gesproken vrijwel uitsluitend extreem oude sterren, maar Liller 1 is een uitzondering op de regel: een deel van de sterren heeft een leeftijd van ongeveer 12 miljard jaar, maar de bolhoop bevat ook sterren die hooguit 2 miljard jaar oud zijn. Dat wijst erop dat er gedurende extreem lange tijd nieuwe sterren zijn ontstaan in de sterrenhoop. Onduidelijk is hoe dat kon gebeuren. (GS)
→ Origineel persbericht

30 mei 2022
Een internationaal team, onder leiding van Manisha Caleb van de Universiteit van Sydney (Australië), heeft een bijzondere, traag roterende neutronenster ontdekt die bundels radiostraling uitzendt. De pulsar draait slechts eenmaal per 76 seconden om zijn as. De wetenschappers vermoeden dat het object behoort tot de theoretische klasse van ‘ultra-trage’ magnetars – restanten van sterren met extreem sterke magnetische velden (Nature Astronomy, 30 mei). Neutronensterren en magnetars zijn de extreem compacte overblijfselen van zware sterren die hun bestaan hebben afgesloten met een supernova-explosie. Tot nu toe zijn in ons Melkwegstelsel ongeveer drieduizend van deze objecten ontdekt, maar verreweg de meeste daarvan draaien veel sneller om hun as dan de nu ontdekte pulsar PSR J0901-4046. Traag ronddraaiende pulsars laten zich relatief moeilijk opsporen, omdat ze het grootste deel van de tijd geen radiostraling lijken uit te zenden. Alleen wanneer de bundel van de neutronenster precies onze kant op wijst, kunnen astronomen hem zien oplichten. Van PSR J0901-4046 werd, met behulp van de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika, in eerste instantie slechts één enkele puls waargenomen. Maar later bleek dat het object regelmatige radiopulsen vertoont, zij het met vrij lange tussenpozen. Volgens Caleb en haar medewerkers is de kans groot dat er in ons Melkwegstelsel veel meer van deze trage pulsars te vinden zijn. De meeste pulsar-zoekacties zijn echter gericht op het opsporen van snel knipperende exemplaren. PSR J0901-4046 draait niet alleen traag om zijn as, maar vertoont ook verschillende soorten pulsen, die niet allemaal periodiek zijn. Hij vertoont kenmerken van gewone pulsars, trage magnetars en zelfs ‘snelle radioflitsen’ – de zeer korte flitsen van radiostraling die astronomen sinds 2007 op willekeurige plekken aan de hemel waarnemen. Over de mogelijke verbanden tussen al deze objecten bestaat nog veel onduidelijkheid. (EE)
→ Unusual neutron star spinning every 76 seconds discovered in stellar graveyard

12 mei 2022
Vandaag hebben astronomen tijdens gelijktijdige persconferenties over de hele wereld de eerste foto gepresenteerd van het superzware zwarte gat in het centrum van ons eigen Melkwegstelsel. De opname levert het overtuigende bewijs dat het object inderdaad een zwart gat is. De afbeelding is gemaakt door een mondiaal onderzoeksteam, de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, dat gebruik maakt van waarnemingen met een wereldwijd netwerk van radiotelescopen (Astrophysical Journal Letters, 12 mei). De foto biedt een langverwachte blik op het enorme object dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt. Wetenschappers hadden al eerder sterren in een baan om een onzichtbaar, compact en zeer massarijk object in het Melkwegcentrum zien draaien. Dit wekte het sterke vermoeden dat het object, dat bekendstaat als Sagittarius A* (of Sgr A*), een zwart gat is, en de vandaag gepresenteerde opname levert het eerste directe visuele bewijs daarvoor. Hoewel we het zwarte gat zelf niet kunnen waarnemen, omdat het volkomen donker is, vertoont het gloeiende gas eromheen een karakteristieke signatuur: een donker centraal gebied (de zogeheten schaduw), omgeven door een heldere ringvormige structuur. Deze ring bestaat uit licht dat is afgebogen door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat, dat vier miljoen keer zoveel massa heeft als onze zon. Omdat het zwarte gat ongeveer 27.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is, lijkt het aan onze hemel ongeveer zo groot als een donut op de afstand van de maan. Om dit object in beeld te kunnen brengen, heeft het team de krachtige EHT opgezet: een netwerk van acht bestaande radiosterrenwachten, verspreid over de hele wereld, die met elkaar verbonden zijn tot één virtuele telescoop ter grootte van de aarde. De EHT heeft Sgr A* gedurende meerdere nachten in 2017 waargenomen, waarbij vele uren achtereen gegevens werden verzameld. Het nieuwe resultaat is een vervolg op de in 2019 vrijgegeven eerste afbeelding van het zwarte gat M87*, dat zich in het centrum van het veel verder weg gelegen sterrenstelsel Messier 87 bevindt. De beide zwarte gaten lijken opvallend veel op elkaar, hoewel het zwarte gat in ons Melkwegstelsel meer dan duizend keer zo klein is en minder massa heeft dan M87*. Ondanks dat Sgr A* veel dichterbij staat, liet dit zwarte gat zich veel moeilijker vastleggen dan M87*. Het gas rond beide zwarte gaten heeft weliswaar dezelfde hoge snelheid, maar waar het gas er dagen tot weken over doet om een rondje om het zwarte gat M87* te draaien, duurt een omloop om het veel kleinere zwarte gat Sgr A* luttele minuten. Dit betekent dat de helderheid en het patroon van het gas rond Sgr A* tijdens de waarnemingen snel veranderden. De nu gepresenteerde foto is dan ook een gemiddelde van een aantal verschillende opnamen. (EE)
→ Volledig persbericht

12 mei 2022
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen de Nederlandse astronoom Selma de Mink, heeft gedetailleerde computersimulaties gemaakt van de gasbewegingen in de atmosferen van rode superreuzen. Ze zijn daarbij tot de conclusie gekomen dat hun ‘borrelende’ karakter inderdaad een groot deel van de meetonzekerheid in de waarnemingen van deze sterren kan verklaren. Al in de negentiende eeuw ontdekten astronomen kleine patronen op het oppervlak van onze zon: zogeheten convectiecellen, die zich gedragen als de bellen in een pan kokend water. In de buitenste lagen van de zon warmt gas op en stijgt het naar het oppervlak, om vervolgens af te koelen en weer omlaag te zakken. In zware, ver geëvolueerde sterren zoals rode superreuzen vindt een vergelijkbaar proces plaats. Deze sterren hebben minstens acht keer zoveel massa als de zon, zijn minstens 700 keer zo groot en relatief koel. Als onze zon een rode superreus was, zou haar oppervlak tot voorbij de omloopbaan van de planeet Mars reiken. Rode superreuzen zijn zo sterk uitgedijd dat de zwaartekracht aan hun oppervlak tienduizenden keren zwakker is als op de zon. Door deze geringe zwaartekracht dijen hun convectiecellen extreem uit en raken ze gemakkelijk materie kwijt. Het onderzoek van de fysische eigenschappen van rode superreuzen is van groot belang om de late evolutiestadia van zware sterren beter te begrijpen. Een grote onzekerheid bij de waarnemingen van deze sterren is echter dat hun ‘lichtcentrum’ niet samenvalt met hun massamiddelpunt, en vanwege het wisselende convectiepatroon van positie verandert. Met behulp van modelberekeningen hebben de astronomen uitgezocht welke gevolgen deze wankele positie van het lichtcentrum heeft voor het onderzoek van deze sterren. Hun simulaties laten zien dat rode superreuzen zeer onregelmatige oppervlakken hebben, waar de grootste structuren op tijdschalen van maanden of zelfs jaren veranderen, terwijl kleinere structuren dat op tijdschalen van enkele weken doen. Dit heeft tot gevolg dat de ster een beetje heen en weer ‘danst’. Het team heeft de verplaatsing zoals die door de simulaties wordt voorspeld vergeleken met de meetonzekerheid van sterren in χ Persei, een bekende jonge sterrenhoop in het sterrenbeeld Perseus, die een relatief groot aantal rode reuzensterren telt. De posities van de sterren in deze sterrenhoop zijn nauwkeurig gemeten met de Europese astrometrische satelliet Gaia. Het onderzoek laat zien dat de positie-onzekerheden van rode superreuzen inderdaad veel groter zijn dan die van andere sterren. En dit bevestigt dat hun oppervlaktestructuren in de loop van de tijd sterk veranderen, precies zoals de modelberekeningen voorspellen. Anders gezegd: door het dansende patroon van rode reuzensterren aan de hemel te onderzoeken, kunnen astronomen meer te weten komen over hun borrelende karakter. (EE)
→ Dancing pattern of red supergiant stars on the sky

12 mei 2022
Voor het eerst is het astronomen gelukt om de röntgenflits waar te nemen die ontstaat wanneer het hele oppervlak van een witte dwergster een kolossale thermonucleaire explosie ondergaat. De stellaire ‘vuurbal’, die werd geregistreerd met de röntgentelescoop eROSITA, speelde zich op 8250 lichtjaar van de aarde af (Nature, 12 mei). Wanneer sterren zoals onze zon al hun brandstof hebben verbruikt, krimpen ze ineen tot witte dwergen, die normaal gesproken heel geleidelijk afkoelen. Maar soms komen zulke ‘dode’ sterren weer even tot leven en zijn ze het toneel van een enorme explosie: een zogeheten nova. Een nova-explosie ontstaat wanneer de witte dwerg – een object dat ongeveer zo groot is als de aarde, maar bijna net zoveel massa heeft als de zon – een normale ster als begeleider heeft. In zo’n geval kan er materie van deze ster naar de witte dwerg toe stromen, waardoor zich een enkele meters dikke laag van waterstof op diens oppervlak verzamelt. Door de enorme zwaartekracht aan het oppervlak van de witte dwerg wordt dit gas zo sterk samengeperst, dat er kettingreactie op gang komt. Het resultaat is een explosie, vergelijkbaar met een waterstofbom, waarbij de waterstoflaag wordt weggeblazen. Al meer dan dertig jaar geleden voorspelden astronomen dat zo’n nova-explosie gepaard gaat met een kortstondige uitbarsting van röntgenstraling, maar zo’n flits was nog nooit rechtstreeks waargenomen – tot 7 juli 2020 dan. Op die dag speurde de röntgentelescoop eROSITA, die zich vanaf de zon gezien anderhalf miljoen kilometer achter de aarde bevindt, bij toeval een stukje hemel af waar een sterke bron van röntgenstraling te zien was, die vier uur daarvóór nog ontbrak. Vier uur later was deze röntgenbron alweer uitgedoofd. Alles bij elkaar duurde de uitbarsting van röntgenstraling dus minder dan acht uur. Uit modelberekeningen door een onderzoeksteam onder leiding van Ole König van de Friedrich-Alexander-Universität (Duitsland) blijkt dat de röntgenflits zich inderdaad heeft afgespeeld op het oppervlak van een witte dwerg. Bij de explosie ontstond een vuurbal met een temperatuur van ongeveer 327.000 graden – ongeveer zestig keer zo heet als het zonsoppervlak. Omdat de ‘brandstof’ van zo’n nova vrij snel opraakt, koelt de vuurbal snel af en wordt de röntgenstraling zwakker, om uiteindelijk in zichtbaar licht te veranderen. En inderdaad werd een halve dag na de röntgendetectie een ‘nieuwe’ ster aan de zuidelijke hemel ontdekt die (tijdelijk) zo helder was dat hij met het blote oog te zien was. Deze nova, die de aanduiding YZ Reticuli kreeg, gloeide nog enkele weken na en verdween toen uit het zicht. (EE)
→ Explosion on a White Dwarf Observed

11 mei 2022
Niet zo heel ver van ons vandaan – relatief gesproken dan – staat een vrij heldere, koele ster die een bijzondere samenstelling blijkt te hebben. Hij bevat het breedste scala aan elementen die ooit bij een ster is waargenomen. De ster, HD 222925 geheten, is onderzocht door een team onder leiding van astronoom Ian Roederer van de Universiteit van Michigan (VS). Roederer en zijn collega’s hebben, door middel van optische en ultraviolet spectroscopie, maar liefst 65 verschillende elementen in de ster kunnen aantonen. Tweeënveertig daarvan zijn zware elementen die onderaan het periodiek systeem der elementen staan. Eén daarvan is goud. Door deze elementen in een en dezelfde ster te identificeren, kunnen astronomen het zogeheten snelle neutronen-invangproces of ‘r-proces’ beter leren begrijpen – een van de belangrijkste manieren waarop de zware elementen in het heelal zijn ontstaan. Via onderzoek van sterren als HD 222925 hopen wetenschappers erachter te komen hoe, waar en wanneer deze elementen zijn gevormd. Het r-proces begint bij lichtere elementen zoals ijzer. Door heel snel neutronen aan de kernen van deze elementen toe te voegen, ontstaan zwaardere elementen zoals selenium, zilver, tellurium, platina, goud en thorium – stuk voor stuk elementen die in HD 222925 voorkomen, maar die zelden in sterren worden aangetroffen. Voor het r-proces zijn veel vrije neutronen nodig, en omstandigheden die energierijk genoeg zijn om deze deeltjes aan de kernen van atomen toe te voegen. Eén van de gebeurtenissen waarbij aan deze voorwaarden wordt voldaan is de samensmelting van twee neutronensterren – de ingestorte kernen van zware sterren. Een andere gelegenheid waarbij het r-proces kan optreden is in de nasleep van de explosieve dood van een zware ster: een supernova. De elementen die Roederer en zijn team hebben geïdentificeerd, zijn waarschijnlijk ontstaan na een enorme sterexplosie of bij een botsing tussen twee neutronensterren die heel vroeg in de geschiedenis van het heelal heeft plaatsgevonden. Bij deze gebeurtenis werd het gevormde materiaal terug de ruimte in geblazen, om uiteindelijk te belanden in de wolk van gas en stof waaruit later de ster HD 222925 is voortgekomen. Volgens de onderzoekers kan deze ster dan ook dienen als ijkpunt voor modellen die het ontstaan van elementen via het r-proces proberen aan te tonen. Elk model dat begrijpelijk probeert te maken hoe het r-proces werkt, zou in staat moeten zijn om de spectrale signatuur van HD 222925 te reproduceren. Een preprint van de nieuwe onderzoeksresultaten, die geaccepteerd zijn voor publicatie in de Astrophysical Journal Supplement Series, is te vinden op arXiv. (EE)

6 mei 2022
Ons zonnestelsel ontstond waarschijnlijk op dezelfde manier als de meeste andere planetenstelsels bij ons in de buurt. Dat blijkt uit Duits-Oostenrijks-Nederlands onderzoek aan meer dan 870 planeetvormende schijven in de Orion A-wolk. De onderzoekers, onder leiding van de Nederlander Sierk van Terwisga die nu bij het Duitse Max-Planck-Institut für Astronomie werkt, publiceren hun bevindingen vandaag (6 mei) in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Sterrenkundigen zoeken al lang naar de vraag of ons zonnestelsel vergelijkbaar is met andere planetenstelsels. Tot nu toe wisten astronomen niet of er een doorslaggevende factor is die de evolutie van planeetvormende schijven rond jonge sterren bepaalt. Nu blijkt dat de massa van een planeetvormende schijf eigenlijk alleen afhangt van zijn leeftijd. Hoe ouder de schijf, hoe minder stof. ‘Tenminste, dit geldt als de ster en schijf zich niet in de buurt bevinden van barre omgevingen, zoals hete, grote sterren, want die hebben we buiten ons onderzoek gehouden,’ aldus Van Terwisga. De onderzoekers analyseerden meer dan 870 planeetvormende schijven in de moleculaire wolk Orion A, een groot stervormingsgebied op zo’n 1350 lichtjaar van ons vandaan. De wolk, die zich in de buurt van de befaamde Orionnevel bevindt, bevat compacte clusters van sterren die lijken op die waarin onze zon is gevormd. De onderzoekers vergeleken de stofschijven in Orion A met andere schijven bij ons in de buurt. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van de ruimtetelescoop Herschel en van de ALMA-sterrenwacht. 
→ Volledig persbericht

4 mei 2022
Astronomen van het Massachusetts Institute of Technology (VS) hebben een dubbelster ontdekt die (vermoedelijk) bestaat uit een snel rondtollende neutronenster of pulsar en een lichte ster die om elkaar heen wentelen. De afstand tussen beide objecten is dermate gering dat de pulsar zijn metgezel langzaam kan opslokken, net zoals een zwarte-weduwespin haar partner leegzuigt (Nature, 4 mei). Tot nu toe zijn in ons Melkwegstelsel ruim tien van dit soort dubbelsterren opgespoord. De nieuwe kandidaat, die de aanduiding ZTF J1406+1222 heeft gekregen, heeft de kortste omlooptijd van allemaal. De pulsar en zijn begeleider wentelen in 62 minuten om elkaar. Een andere bijzondere eigenschap van de vermoedelijke zwarte-weduwedubbelster is dat er (op ruime afstand) nog een derde ster omheen cirkelt. De astronomen denken dat ZTF J1406+1222, net als de meeste zwarte weduwen, is voortgekomen uit een zogeheten bolvormige sterrenhoop. Deze sterrenhoop is op enig moment waarschijnlijk naar het centrum van ons Melkwegstelsel gemigreerd, waar hij door de zwaartekracht van het centrale zwarte gat uit elkaar is getrokken. Het drievoudige stersysteem, dat waarschijnlijk al langer in het Melkwegstelsel rondzwerft dan de zon bestaat, is daarbij intact gebleven. De meeste zwarte weduwen worden ontdekt via de gamma- en röntgenstraling die de centrale pulsar uitzendt. Maar bij ZTF J1406+1222 hebben de astronomen gebruik gemaakt van de regelmatige helderheidsvariaties die de lichte begeleidende ster op zichtbare golflengten vertoont. Deze variaties ontstaan doordat de ‘voorkant’ van de ster – de kant die altijd naar de pulsar is gericht – vele malen heter is dan de achterkant, vanwege de energierijke straling die hij van de pulsar ontvangt. De ontdekking is het resultaat van een gerichte zoekactie met de Zwicky Transient Facility (een sterrenwacht in Californië) naar sterren die op tijdschalen van een uur of minder met een factor 10 of meer in helderheid variëren. Deze combinatie van eigenschappen kan erop wijzen dat er sprake is van een ster die op geringe afstand om een pulsar draait. Bij deze zoekactie werden de al bekende zwarte weduwen ‘herontdekt’, wat de betrouwbaarheid van de nieuwe aanpak bevestigde. En vervolgens ontdekten de astronomen een ster waarvan de helderheid elke 62 minuten met een factor 13 verandert. Daarmee was de ontdekking van ZTF J1406+1222 een feit. Omdat het tot nu toe niet is gelukt om gamma- of röntgenstraling van de centrale pulsar te detecteren, is het nog niet helemaal zeker dat ZTF J1406+1222 een ‘zwarte weduwe’ is. Dat zullen verdere waarnemingen moeten uitwijzen. (EE)
→ Astronomers discover a rare “black widow” binary, with the shortest orbit yet

29 april 2022
Onderzoekers van de Australian National University (ANU) hebben een alternatieve verklaring gevonden voor de mysterieuze concentratie van gammastraling die afkomstig is uit het centrum van ons Melkwegstelsel. Sommige astronomen beschouwen deze straling als een signatuur van de hypothetische donkere materie. Maar de ANU-onderzoekers denken nu dat zogeheten millisecondepulsars – extreem snel rondtollende neutronensterren – de bron zijn (Nature Astronomy, 28 april). Neutronensterren zijn de compacte restanten van sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan. Sommige van deze objecten zenden bundels van elektromagnetische straling uit waardoor ze waarneembaar zijn als een pulserend object: een pulsar. Als zo’n pulsar ruwweg honderd keer per seconde om zijn as tolt, wordt hij een millisecondepulsar genoemd. Van sommige nabije millisecondepulsars is bekend dat ze gammastraling uitzenden. En de Australische onderzoekers hebben nu berekend dat de gezamenlijke emissie van een populatie van deze objecten – ongeveer 100.000 in getal – een hoeveelheid gammastraling zou produceren die overeenkomt met de ‘overtollige’ gammastraling die uit de richting van het galactisch centrum komt. Volgens de wetenschappers zou ook het gamma-signaal van het naburige Andromedastelsel grotendeels aan millisecondepulsars kunnen worden toegeschreven. (EE)
→ Spinning stars shed new light on strange signal coming from galactic center

20 april 2022
Een team van astronomen heeft, met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO), een nieuw soort sterexplosie waargenomen: een micronova. Deze uitbarstingen doen zich voor op het oppervlak van bepaalde sterren, en kunnen in luttele uren ongeveer 3,5 miljard Grote Piramiden van Gizeh aan stermateriaal opbranden (Nature, 20 april). Micronovae zijn extreem heftige gebeurtenissen, maar naar astronomische maatstaven stellen ze niet zoveel voor. Ze zijn veel minder krachtig dan novae – sterexplosies die astronomen al eeuwen kennen. Beide soorten explosies doen zich voor bij witte dwergen: uitgeputte sterren die ongeveer evenveel massa hebben als onze zon, maar net zo klein zijn als de aarde. Een witte dwerg die deel uitmaakt van een dubbelstersysteem kan materiaal, voornamelijk waterstof, aan zijn begeleider onttrekken, mits deze maar dichtbij genoeg is. Als dit gas op het zeer hete oppervlak van de witte dwergster valt, fuseren de waterstofatomen heel snel tot helium. Gevolg: een thermonucleaire explosie die zich over het gehele steroppervlak uitstrekt. ‘Zo’n detonatie zorgt ervoor dat het hele oppervlak van de witte dwerg opvlamt en wekenlang fel straalt,’ aldus Nathalie Degenaar, astronoom aan de Universiteit van Amsterdam, die deel uitmaakt van het onderzoeksteam. Micronovae zijn vergelijkbaar van aard, maar minder hevig en korter van duur. Ze doen zich voor bij witte dwergen met sterke magnetische velden, die materiaal naar de magnetische polen van de ster kanaliseren. Ook dat resulteert in een thermonucleaire explosie, maar dan lokaal en van beperkte omvang. Toch wordt bij zo’n micronova-explosie altijd nog ongeveer 20.000.000 biljoen kilogram waterstof in helium omgezet. De astronomen kwamen op het spoor van deze ‘micro-explosies’ bij het analyseren van gegevens van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Bij het doorspitten van de gegevens ontdekten ze een heldere lichtflits die een paar uur duurde. Daarna werden er nog twee ontdekt. Twee van de drie explosies vonden plaats op reeds bekende witte dwergsterren, bij de derde kon achteraf worden vastgesteld dat het ook daarbij om een witte dwerg ging. De nieuwe micronovae stellen de bestaande ideeën over sterexplosies op de proef en zouden wel eens talrijker kunnen zijn dan gedacht. Maar hoe talrijk ze precies zijn, zal pas blijken als meer van deze kortstondige explosies zijn waargenomen. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

14 april 2022
De twee MAGIC-telescopen op het Canarische eiland La Palma, die kosmische gammastraling detecteren, hebben nova RS Ophiuchi waargenomen. Dit circa 5000 lichtjaar verre object produceert ongeveer een in de vijftien jaar een nova-explosie, waarbij protonen die tot zeer hoge energieën worden versneld. Dit suggereert dat novae een bijdrage leveren aan de alomtegenwoordige kosmische straling in het heelal (Nature Astronomy, 14 april). RS Ophiuchi (RS Oph) is een dubbelster in het sterrenbeeld Slangendrager. Het stersysteem bestaat uit een oude rode reuzenster en een compacte witte dwergster. De rode reus is dermate sterk opgezwollen dat hij materie verliest aan zijn veel kleinere begeleider. Deze stroom van materie gaat door totdat de witte dwerg oververhit raakt. De temperatuur en druk in de gasmantel die zich aan zijn oppervlak heeft gevormd lopen dan zo hoog op dat er een reusachtige thermonucleaire explosie plaatsvindt. Daarbij blaast de dwergster de gasmantel weg en begint de cyclus opnieuw. Astronomen vermoedden al dat zulke nova-explosies gepaard gaan met zeer hoge energieën, en dat heeft de MAGIC-tweeling nu bevestigd. De beide telescopen hebben gammastraling van RS Oph geregistreerd met een energie van 250 gigaelektronvolt – een van de hoogste energieën die ooit bij een nova zijn gemeten. MAGIC kon zijn waarnemingen doen nadat andere instrumenten, die op andere golflengten meten, melding hadden gemaakt van een nieuwe nova-explosie van RS Oph. Dertig seconden later waren de twee telescopen al op de dubbelster gericht. Na de explosie trokken verschillende schokgolven door de sterrenwind van de rode reus en het gas in de omgeving van de dubbelster. Deze schokgolven fungeren als een enorme energiecentrale waarin deeltjes tot bijna de lichtsnelheid worden versnelt. De MAGIC-waarnemingen wijzen erop dat de daarbij vrijkomende gammastraling afkomstig is van energierijke protonen (de kernen van waterstofatomen). Volgens de onderzoekers betekent dit dat nova’s een bron van kosmische straling zijn. Maar hun rol beperkt zich vooral tot hun naaste omgeving. De bulk van de kosmische straling is afkomstig van supernovaresten. De schokgolven die bij deze catastrofale sterexplosies ontstaan zijn vele malen krachtiger dan die van nova-explosies. (EE)
→ Nova outbursts are apparently a source for cosmic rays

14 april 2022
Astronomen van de Universiteit van Sydney (Australië) hebben voor het eerst ‘slanke’ rode reuzensterren ontdekt. De sterren lijken veel massa te zijn kwijtgeraakt (Nature Astronomy, 14 april). In ons Melkwegstelsel zijn miljoenen rode reuzensterren te vinden. Deze koele, heldere objecten geven een impressie van wat onze zon over vier miljard staat te gebeuren. Astronomen voorspellen al enige tijd het bestaan van een kleiner type rode reuzen. En het is nu voor het eerst gelukt om een stuk of veertig van deze sterren, die ofwel kleiner in omvang zijn of minder massa hebben, op te sporen. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van archiefgegevens van NASA’s ruimtetelescoop Kepler, die tussen 2009 en 2013 onafgebroken de helderheidsvariaties van (onder meer) tienduizenden rode reuzen heeft geregistreerd. Aan de hand van deze grote dataset hebben de onderzoekers, onder leiding van promovendus Yaguang Li, deze stellaire populatie nauwkeurig in kaart gebracht, op zoek naar mogelijke buitenbeetjes. Daarbij zijn twee soorten ongewone sterren ontdekt: rode reuzen met een zeer lage massa en rode reuzen die zwakker zijn (minder licht geven) dan gebruikelijk. De eerste categorie bestaat uit rode reuzen die ruwweg half zoveel massa hebben als onze zon. Daaruit kan worden opgemaakt dat deze sterren veel massa zijn kwijtgeraakt. Als dat niet zo was, zouden hun massa’s er namelijk op wijzen dat ze ouder zijn dan de leeftijd van het heelal (wat uiteraard onmogelijk is). De zwakke rode reuzen hebben normale massa’s, variërend van 0,8 tot 2,0 zonsmassa, maar zijn minder reusachtig dan verwacht. Waarschijnlijk geven ze minder licht, omdat ze kleiner van omvang zijn. Van deze categorie zijn maar zeven voorbeelden gevonden, maar vermoed wordt dat dit komt doordat deze onderdeurtjes niet erg opvallen. De onderzoekers denken dat de afwijkende rode reuzen, net als de meeste sterren in ons Melkwegstelsel, een andere ster als begeleider hebben. Wanneer een van de sterren in zo’n dubbelster opzwelt, zoals sterren nu eenmaal doen naarmate ze opzwellen, kan deze materie door zijn metgezel worden ‘gestolen’. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van asteroseismologie – de studie van stertrillingen. Door de trillingen van een ster te analyseren, krijgen astronomen informatie over diens inwendige, ongeveer op dezelfde manier als waarop seismologen het binnenste van de aarde onderzoeken. Met behulp van deze methode hebben de astronomen de evolutiestadia, massa’s en afmetingen van de onderzochte sterren bepaald. (EE)
→ Giant stars undergo dramatic weight loss program

29 maart 2022
Bij een gedetailleerd onderzoek van de rode reuzenster V Hydrae zijn onderzoekers van de Universiteit van Californië te Los Angeles en het Jet Propulsion Laboratory van NASA meer te weten gekomen over de doodsstrijd waarin deze ster verwikkeld is. Ze ontdekten dat de koolstofrijke ster is omgeven door zes langzaam uitdijende ringen van moleculair materiaal en tegelijkertijd in twee richtingen materie met hoge snelheid de ruimte in spuit. Een en ander wijst erop dat de ster een snelle evolutie doormaakt. Het overgrote deel van alle sterren met massa’s gelijk aan of groter dan die van onze zon evolueren tot wat wetenschappers ‘asymptotische reuzentaksterren’ of AGB-sterren noemen. V Hydrae is een voorbeeld van zo’n AGB-ster. Hij bevindt zich op ongeveer 1300 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Hydra (Waterslang). Temidden van deze miljoenen sterren neemt V Hydrae een bijzondere plek in. Hij staat bekend om zijn unieke gedrag en eigenschappen, zoals extreem grote uitbarstingen van plasma (heet gas) die ongeveer eens in de acht jaar plaatsvinden, en de aanwezigheid van een bijna onzichtbare begeleidende ster die bijdraagt aan zijn explosieve karakter. Net als de meeste rode reuzensterren die hun einde naderen, heeft V Hydrae het grootste deel van zijn oorspronkelijke massa weggeblazen. Maar tot verrassing van de astronomen is de materie verspreid over een periode van ongeveer 2100 jaar uitgestoten in de vorm van een reeks ringen. Daarnaast hebben ze geconstateerd dat er ook loodrecht op de ringen gas met hoge snelheid ontsnapt. Hoe de waargenomen ringen precies zijn ontstaan is nog onbekend, maar de onderzoekers vermoeden dat één of meer begeleidende sterren daarbij een rol hebben gespeeld. Hoe dan ook: het gangbare idee dat AGB-sterren een het grootste deel van hun massa verliezen door in relatief rustig tempo materie alle kanten op te blazen. De resultaten van het onderzoek, dat werd uitgevoerd met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, is op 28 maart gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (EE)
→ Scientists observe mysterious death of a star emitting six rings

28 maart 2022
De binnenste resten van de veelbekeken supernova Cassiopeia A bewegen niet netjes naar buiten. Dat blijkt uit onderzoek door astronomen van de Universiteit van Amsterdam en van Harvard. De sterrenkundigen vermoeden dat de resten met iets zijn gebotst. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astrophysical Journal. Cassiopeia A is het overblijfsel van een ontplofte ster in het sterrenbeeld Cassiopeia op ongeveer 11.000 lichtjaar van ons vandaan. Rond 1670 zou het licht van de explosie de aarde voor het eerst bereikt moeten hebben. Er bevond zich echter te veel gas en stof rond de ster om de ontploffing te zien met het blote oog of met de toen nog primitieve telescopen. De ontploffingsnevel van Cassiopeia A dijt gemiddeld met een snelheid van 4000 tot 6000 kilometer per seconde uit en heeft een temperatuur van ongeveer 30 miljoen graden Celsius. De uitdijing vindt zeer waarschijnlijk plaats in gas dat lang voordat de ontploffing plaatsvond door de ster is weggeblazen. Cassiopeia A is nu zo’n 16 lichtjaar groot. De onderzoekers, onder leiding van Jacco Vink (UvA), hebben negentien jaar aan gegevens van de Chandra-ruimtetelescoop bestudeerd. Dat is een Amerikaanse röntgensatelliet met Nederlandse spectrometers die in een hoge elliptische baan om de aarde draait. De onderzoekers zagen dat aan de westkant van Cassiopeia A de binnenste regionen van de ontploffingsnevel niet uitdijen, maar juist naar binnen bewegen. Ook deden ze metingen aan de versnelling of afremming van de buitenste schokgolf: deze bleek aan de westkant juist te versnellen in plaats van, zoals verwacht, af te remmen. De terugwaartse beweging in het westen kan twee dingen betekenen: of er zit ergens een ‘gat’, een soort vacuüm, in het supernova-materiaal, waardoor de hete schil ineens lokaal naar binnen beweegt. Of de nevel is met iets gebotst. Uit de modellen van Vink en zijn collega’s blijkt een botsing het meest waarschijnlijk. De computermodellen voorspellen namelijk dat na een botsing de schok eerst in snelheid afneemt, maar daarna juist versnelt – precies zoals nu is gemeten. Het botsingsscenario is recent ook door een Italiaans team onderzocht. Zij vermoeden dat de schokgolf is gebotst met een schil van gasdeeltjes. Deze schil zou zijn ontstaan doordat de nog niet ontplofte ster aan het eind van zijn leven een onregelmatige wind van gasdeeltjes wegblies. 
→ Volledig persbericht

23 maart 2022
Maosheng Xiang en Hans-Walter Rix – beiden van het Max-Planck Institut für Astronomie (Duitsland) – hebben de beste reconstructie tot nu toe gemaakt van de spannende ‘tienerjaren’ van ons Melkwegstelsel: de periode tussen ongeveer 13 en 8 miljard jaar geleden, toen het Melkwegstelsel samensmolt met andere sterrenstelsels en veel waterstof verbruikte om nieuwe sterren te vormen (Nature, 23 maart). Volgens onze huidige inzichten heeft ons sterrenstelsel verschillende fasen doorlopen. Tijdens zijn ‘babyfase’ smolten kleine, gasrijke oerstelsels samen tot een conglomeraat dat vervolgens uitgroeide tot het Melkwegstelsel. Omdat de kleine sterrenstelsels niet frontaal met elkaar in botsing kwamen, ontstond een draaiende structuur die nu bekendstaat als de ‘dikke schijf’: een 6000 lichtjaar dikke ’pannenkoek’ met een middellijn van 100.000 lichtjaar. De daaropvolgende ‘volwassen jaren’ waren veel rustiger en werden gekenmerkt door een gestage stervormingsactiviteit in de zogeheten dunne schijf, die jonger is en slechts ongeveer 2000 lichtjaar dik. De nieuwe reconstructie van Xiang en Rix geeft een duidelijker beeld van de productieve tienertijd van het Melkwegstelsel, tussen ongeveer 13 en 8 miljard jaar geleden. Cruciaal voor deze reconstructie was dat de astronomen erin zijn geslaagd om de leeftijden van zo’n 250.000 afzonderlijke sterren nauwkeurig te bepalen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van een specifiek soort sterren, de zogeheten ‘subreuzen’, waarvan je de leeftijden direct kunt bepalen door naar hun temperaturen en helderheden te kijken. Nadeel is wel dat subreuzen zeldzaam zijn: slechts een paar procent van de sterren in ons Melkwegstelsel verkeert in deze kortstondige levensfase. Gelukkig hebben recente omvangrijke surveys van de Europese astrometrische satelliet Gaia en de Chinese LAMOST-telescoop nauwkeurige gegevens opgeleverd over vele miljoenen sterren. Dankzij deze gegevens konden Xiang en Rix een groot aantal subreuzen sorteren op leeftijd en chemische samenstelling. En uit deze informatie konden ze afleiden wat zich tijdens de verschillende ontwikkelingsfasen in ons Melkwegstelsel heeft afgespeeld. De astronomen hebben ontdekt dat zich ongeveer 11 miljard jaar geleden in ons Melkwegstelsel in korte tijd uitzonderlijk veel nieuwe sterren hebben gevormd. Deze piek was zeer waarschijnlijk het gevolg van één specifieke fusie: die met ‘Gaia Enceladus’, een satellietstelsel waarvan de door de samensmelting verstoorde restanten in 2018 zijn ontdekt. Bij de botsing ontstonden schokgolven, waardoor de gaswolken in beide sterrenstelsels zodanig in beroering werden gebracht dat ze samentrokken tot nieuwe sterren. Het totale aantal sterren dat zich daarbij heeft gevormd suggereert dat de dikke schijf al vanaf het begin indrukwekkende hoeveelheden gas bevatte. Hierdoor liep de vorming van nieuwe sterren op rolletjes. Als nieuwe sterren worden gevormd, produceren met name zware sterren veel elementen die zwaarder zijn dan waterstof en helium – elementen die door astronomen doorgaans ‘metalen’ worden genoemd. Zwaardere elementen hebben de neiging zich te verzamelen in de centrale regionen van het Melkwegstelsel. Aldaar gevormde sterren zullen dus meer metalen bevatten dan sterren die in de buitenwijken zijn geboren. De door Xiang en Rix onderzochte steekproef van sterren laat echter iets anders zien: vanaf de vroegst mogelijke periode die in de gegevens terug te vinden is - 13 miljard jaar geleden oftewel een kleine 800 miljoen jaar na de oerknal – tot aan de tempoverandering 8 miljard jaar geleden, lijken alle sterren die min of meer gelijktijdig zijn geboren hetzelfde metaalgehalte te hebben gehad. De eenvoudigste verklaring is dat er gedurende al die tijd een grondige menging van gas in de hele dikke schijf heeft plaatsgevonden. Op die manier ‘erfden’ alle sterren die rond dezelfde tijd zijn geboren dezelfde chemische samenstelling, waarbij het aandeel zware elementen in de loop van de tijd toeneemt, doordat het gas geleidelijk wordt verrijkt met de kernfusieprodukten van voorgaande generaties sterren. Het onderzoek laat zien dat er ongeveer 8 miljard jaar geleden een einde is gekomen aan de productieve tienerjaren van ons Melkwegstelsel. Vermoedelijk kwam dit doordat de dikke schijf een groot deel van zijn oorspronkelijke voorraad waterstofgas had verbruikt. Klaarblijkelijk was er toen nog steeds sprake van een gestage toevoer van gematigde hoeveelheden vers waterstofgas uit de intergalactische ruimte. En omdat de stervormingsactiviteit in de dikke schijf zo goed als voorbij was, kon dat gas zich geleidelijk in een eigen, veel dunnere, schijf nestelen. (EE)
→ The exciting teenage years of our Milky Way galaxy

15 maart 2022
Astronomen hebben, met behulp van NASA-ruimtetelescoop Chandra, een bundel van materie en antimaterie in beeld gebracht die 60 biljoen kilometer lang is. De bron van dit ‘filament’ is een pulsar: een snel roterende ineengestorte ster met een sterk magnetisch veld. Door zijn enorme omvang kan deze bundel de verrassend grote aantallen positronen, de antimaterie-tegenhangers van elektronen, in ons Melkwegstelsel helpen verklaren. Het bestaan van het filament werd in 2020 voor het eerst opgemerkt, maar toen stond de volledige lengte ervan nog niet vast, omdat een deel ervan buiten het beeldveld van de röntgendetector van Chandra viel. Nieuwe Chandra-waarnemingen door dezelfde twee onderzoekers van de Stanford-universiteit, onder wie de Nederlander Martijn de Vries, hebben nu laten zien dat de bundel ongeveer drie keer zo lang is als destijds zichtbaar was. Hij strekt zich aan de hemel over ongeveer de helft van de diameter van de volle maan uit. Daarmee is het vanaf de aarde gezien de langste pulsar-jet. De pulsar heeft de aanduiding PSR J2030+4415 gekregen en bevindt zich op circa 1600 lichtjaar van de aarde. Het ruwweg twintig kilometer grote object draait ongeveer drie keer per seconde om zijn as. De waarneembare materie in het heelal bestaat voor het overgrote deel uit gewone materie – de materie waarmee we dagelijks te maken hebben. Maar daarnaast registreren detectoren op aarde ook relatief grote aantallen positronen, die tot de antimaterie worden gerekend. Antimaterie is vergelijkbaar met gewone materie, maar heeft een tegengestelde elektrische lading. Een positron is bijvoorbeeld het positief geladen equivalent van een elektron. Onduidelijk is nog waar deze antimaterie vandaan komt. De Vries en zijn collega Roger Romani denken dat pulsars zoals PSR J2030+4415 weleens de oplossing van dit vraagstuk zouden kunnen zijn. De combinatie van een snelle rotatie en sterke magnetische velden maakt pulsars tot krachtige deeltjesversnellers die elektron-positronparen genereren. Doorgaans worden de ‘winden’ van geladen deeltjes die pulsars genereren in bedwang gehouden door hun sterke magnetische velden. Maar deze snel bewegende pulsar blijkt een spoor van positronen achter te laten. Volgens de astronomen kan dit ‘positronenlek’ zijn ontstaan toen het magnetische veld van de pulsar, twintig tot dertig jaar geleden, in ‘botsing’ kwam met het interstellaire magnetische veld van ons Melkwegstelsel. Het nieuwe onderzoeksresultaat zal binnenkort in het vaktijdschrift Astrophysical Journal worden gepubliceerd. (EE)
→ Tiny Star Unleashes Gargantuan Beam of Matter, Anti-Matter

9 maart 2022
In 2020 maakte de Duitse röntgentelescoop eRosita opnamen van twee enorme bellen die zich tot ver boven en onder het centrum van ons Melkwegstelsel uitstrekken. Nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Michigan (VS) wijst erop dat deze bellen zijn veroorzaakt door het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Dat zou ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden jets (straalstromen) van materie hebben ontwikkeld, die ruwweg 100.000 jaar actief bleven (Nature Astronomy, 7 maart). Voor het ontstaan van de bellen, die Fermi- en eRosita-bellen worden genoemd (naar de satellieten waarmee ze zijn ontdekt), waren twee modellen in de race. Volgens het eerste model zijn de bellen het gevolg van een supernova-explosie in het Melkwegcentrum. Het tweede model, dat door de nieuwe bevindingen wordt ondersteund, suggereert dat de uitstroom van materie werd aangedreven door het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Zo’n uitstroom komt op gang wanneer materiaal naar het zwarte gat toe stroomt, maar nooit diens waarnemingshorizon – de grens waar voorbij niets kan ontsnappen – passeert. Omdat een deel van deze materie terug de ruimte in wordt geslingerd, groeien zwarte gaten niet oncontroleerbaar. Maar de energie die bij dit proces in de vorm van diverse vormen van hoogenergetische straling vrijkomt zorgt er wel voor dat materiaal uit de omgeving van het zwarte gat wordt weggeblazen. Zo zijn de 36.000 lichtjaar grote Fermi-bellen ontstaan. De eRosita-bellen zijn nog eens tweemaal zo groot en zijn volgens de Amerikaanse onderzoekers gevormd door de expanderende schokgolf van de Fermi-bellen. De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op een computermodel dat de relatieve afmetingen van de Fermi- en eRosita-bellen goed kan verklaren. Dat model sluit uit dat de bellen door een supernova-explosie zijn veroorzaakt, omdat bij zo’n sterexplosie ongeveer tien miljoen jaar lang energie in de bellen zou worden geïnjecteerd. En dat zou de bellen een heel ander aanzien hebben gegeven dan nu het geval is. (EE)
→ Massive bubbles at center of Milky Way caused by supermassive black hole

7 maart 2022
Een zwart gat krijgt eerst een brede corona en stoot daarna pas straalstromen uit. Dat blijkt onder andere uit het ‘hartfilmpje’ dat een internationaal team van sterrenkundigen heeft gemaakt van een zwart gat en een ster die om elkaar heen draaien. Het team, onder leiding van Mariano Méndez van de Rijksuniversiteit Groningen, publiceert de resultaten maandag in Nature Astronomy. Net zoals bij een mensenhart het bloed niet tegelijk in de boezem en in de kamer kan zijn, blijkt een zwart gat ook eerst materiaal te verzamelen en op te warmen in een zogeheten corona, om het daarna pas uit te spuwen in jets. ‘Het klinkt logisch, maar er is al twintig jaar discussie over of de corona en de jet niet gewoon hetzelfde waren. Wij zien dus nu dat ze na elkaar ontstaan en dat de jet uit de corona volgt,’ aldus hoofdonderzoeker Méndez. ‘Het was een heel karwei om deze volgorde aan te tonen. We moesten gegevens van jaren vergelijken met die van seconden, en van hele hoge energieën met hele lage.’De onderzoekers verzamelden vijftien jaar aan gegevens van meerdere telescopen. Ze gebruikten onder andere de Rossi X-ray Timing Explorer. Die telescoop was vanuit de ruimte ongeveer elke drie dagen op het zwarte gat GRS 1915+105 gericht en ving hoog-energetische röntgenstraling op van de corona. De astronomen combineerden de röntgengegevens met die van de Ryle Telescope. Dat is een verzameling radioschotels zo’n negentig kilometer ten noorden van Londen, die ook bijna dagelijks de laag-energetische radiostraling opvangen van de jet van het zwarte gat. GRS 1915+105 is geen solitair zwart gat, maar bestaat uit een zwart gat en een ster die om elkaar heen draaien. Het tweetal maakt deel uit van ons Melkwegstelsel en bevindt zich op een afstand van ongeveer 36.000 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Arend (Aquila). Het zwarte gat heeft ongeveer twaalf keer zoveel massa als onze zon en is daarmee een van de zwaarst bekende stellaire zwarte gaten. Hoewel de opeenvolging van gebeurtenissen bij dit zwart gat nu is aangetoond, resten er nog wel wat vragen. De röntgenstraling die de telescopen opvangen bevat bijvoorbeeld meer energie dan alleen te verklaren is uit de temperatuur van de corona. De onderzoekers vermoeden dat een magnetisch veld voor extra energie zorgt. Dat magnetisch veld en de bijbehorende energie zou ook kunnen verklaren waarom er jets ontstaan. Als het magnetische veld chaotisch is, warmt de corona op. Als het magnetisch veld vervolgens minder chaotisch wordt, kan materiaal via de veldlijnen ontsnappen in de vorm van een jet. De onderzoekers vermoeden dat het principe dat ze hebben aangetoond ook weleens zou kunnen gelden voor zwaardere zwarte gaten, bijvoorbeeld voor het superzware zwarte gat dat zich in het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt.
→ Oorspronkelijk persbericht

2 maart 2022
In 2020 maakte een team onder leiding van astronomen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) melding van een zwart gat in het stersysteem HR 6819. Met een afstand van slechts duizend lichtjaar zou dit het meest nabije zwarte gat zijn. Hun ontdekking werd echter betwist door andere onderzoekers, onder meer door een internationaal team van de KU Leuven in België. In een vandaag gepubliceerd artikel komen de beide teams nu gezamenlijk tot de conclusie dat HR 6819 geen zwart gat bevat: het is een dubbelster die zich in een zeldzame en kortstondige evolutiefase bevindt (Astronomy & Astrophysics, 2 maart). Het oorspronkelijke onderzoeksartikel over HR 6819 kreeg veel aandacht van zowel de pers als wetenschappers. De Chileense ESO-astronoom Thomas Rivinius, hoofdauteur van het artikel, was niet verbaasd over de reactie van de astronomische gemeenschap op hun ontdekking van het zwarte gat. ‘Het is niet alleen normaal, maar ook nodig dat resultaten kritisch worden bekeken’, zegt hij, ‘zeker als een resultaat de krantenkoppen haalt.’ Rivinius en zijn collega’s waren ervan overtuigd dat de beste verklaring voor de gegevens die ze met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop hadden verkregen, was dat HR 6819 een drievoudig stersysteem is, bestaande uit een ster die in veertig dagen om een zwart gat draait en een tweede ster in een veel ruimere omloopbaan daaromheen. Maar onderzoek onder leiding van Julia Bodensteiner, destijds doctoraalstudent aan de KU Leuven, stelde op basis van dezelfde gegevens een andere verklaring voor: HR 6819 zou ook een systeem zónder zwart gat kunnen zijn, bestaande uit slechts twee sterren die in veertig dagen om elkaar draaien. Dit alternatieve scenario zou vereisen dat een van de sterren ‘ontmanteld’ is, wat betekent dat hij in het recente verleden een groot deel van zijn massa aan de andere ster is kwijtgeraakt. Om het mysterie op te lossen, werkten de twee teams samen om nieuwe, scherpere gegevens van HR 6819 te verkrijgen met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) en Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Daarbij is nu vastgesteld dat er in HR 6819 geen heldere begeleider in een wijde omloopbaan te vinden is. HR 6819 bestaat simpelweg uit twee sterren, die slechts 50 miljoen kilometer van elkaar verwijderd zijn. De astronomen vermoeden dat deze compacte dubbelster het toneel is geweest van ‘stellair vampirisme’: de ene ster heeft de atmosfeer van zijn metgezel ‘weggezogen’. En terwijl de ‘donorster’ een deel van zijn materiaal kwijtraakte, is de ontvangende ster sneller gaan draaien. Om de evolutie van deze bijzondere dubbelster nader te onderzoeken, wil het gezamenlijke onderzoeksteam hem nog eens nauwkeurig onder de loep nemen met de VLTI. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

17 februari 2022
Een groep astronomen onder leiding van Khyati Malhan van het Max-Planck-Institut für Astronomie heeft een atlas gemaakt van de diverse samensmeltingen met kleinere sterrenstelsels die ons Melkwegstelsel heeft ondergaan. Daarbij zijn in totaal zes van deze ‘fusies’ geïdentificeerd, waarvan er één nog onbekend was (Astrophysical Journal, 17 februari). In artist’s impressions ziet ons Melkwegstelsel eruit als een heldere schijf van sterren, waarvan sommige opvallende spiraalarmen vormen. Minder opvallend, maar niet minder interessant, is de halo van ons sterrenstelsel: een groot bolvormig complex van voornamelijk zeer oude sterren die de complete schijf omhult. Deze halo is een soort archief van de interacties die ons Melkwegstelsel met zijn omgeving is aangegaan. Zo nu en dan komt een kleiner sterrenstelsel zo dicht bij, dat het door de zwaartekracht van het Melkwegstelsel wordt ingevangen. Het ingevangen stelsel wordt daarbij uit elkaar getrokken tot een langs sliert van sterren en gas die een ‘sterrenstroom’ wordt genoemd. Deze sterrenstroom blijft binnen de halo zijn rondjes om het Melkwegcentrum draaien, waarbij zijn sterren zich in de loop van de miljarden jaren steeds verder verspreiden. Ook andere componenten van de kleinere stelsels kunnen in de halo van het Melkwegstelsel bewaard blijven. Sterrenstelsels bevatten zogeheten bolvormige sterrenhopen: compacte clusters van doorgaans oudere sterren die door hun eigen onderlinge zwaartekracht bijeen blijven. Ook verkeren sterrenstelsels vaak in het gezelschap van kleine satellietstelsels. Bij een fusie met ons Melkwegstelsel belanden waarschijnlijk ook deze componenten in de halo. Bij hun nieuwe onderzoek hebben Malhan en zijn collega’s al dit soort ‘brokstukken’ in de Melkwegstelsel in kaart gebracht. Dat heeft geresulteerd in een ‘fusie-atlas’ die laat zien welke van deze objecten bij specifieke fusies hebben gehoord. De analyse is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die uiterst nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van sterren. Door middel van een systematische analyse van 257 sterrenstromen, bolvormige sterrenhopen en satellietstelsels, hebben de astronomen kunnen vaststellen welke objecten in de Melkweghalo oorspronkelijk deel hebben uitgemaakt van een en hetzelfde (opgeslokte) sterrenstelsel, en dus van hetzelfde fusieproces. Uiteindelijk konden zo 62 van de objecten aan zes verschillende fusies worden toegeschreven. Vijf daarvan – aangeduid als Sagittarius, Cetus, Gaia-Enceladus, LMS-1/Wukong en Arjuna/Sequoia/I’itoi – waren al bekend. Maar er zaten ook restanten bij van een nog onbekende fusie, die nu de naam Pontus heeft gekregen. De analyse leverde tevens nieuwe gegevens op over de LMS-1/Wukong-fusie. Gebleken is dat drie al eerder bekende sterrenstromen deel uitmaken van deze fusie. Interessant is dat dit de meest ‘metaalarme’ stromen zijn in de Melkweghalo. In astronomische context worden alle elementen zwaarder dan waterstof en helium ‘metalen’ genoemd. Als een opgeslokt sterrenstelsel weinig van deze zwaardere elementen bevatte, wijst dat erop dat het heel vroeg in de kosmische geschiedenis is ontstaan. Over de overige 195 objecten die bij het onderzoek zijn opgespoord is nog weinig concreets bekend, maar het zouden overblijfselen kunnen zijn van zeer kleine opgeslokte sterrenstelsels. Ook staat nog niet vast in welke volgorde de diverse fusies hebben plaatsgevonden. Dat hopen de astronomen te kunnen uitpuzzelen met behulp van computersimulaties. (EE)
→ Astronomers map the Milky Way's intergalactic encounters, one merger at a time

9 februari 2022
Astronomen denken voor het eerst een zwart gat te hebben opgespoord dat in zijn eentje door ons Melkwegstelsel ronddwaalt. Zwarte gaten worden doorgaans alleen opgemerkt wanneer ze in het gezelschap zijn van een ander object, zoals een begeleidende ster. Zwarte gaten hebben zoveel massa dat zelfs licht niet aan hun zwaartekracht kan ontsnappen. Daarom zijn ze van nature onzichtbaar. Zichtbaar worden ze pas als ze materie van een begeleidende ster aantrekken. Ook kunnen zwarte gaten hun bestaan verraden via de zwaartekrachtgolven die ze bij botsingen met soortgenoten opwekken. Vermoed wordt echter dat veel zwarte gaten in volledige afzondering verkeren. Ze ontstaan wanneer een ster van meer dan twintig zonsmassa’s aan het einde van zijn bestaan onder zijn eigen ‘gewicht’ bezwijkt. Theoretisch zouden er in ons heelal vele miljoenen van deze solitaire zwarte gaten moeten zijn, maar ze laten zich maar heel moeilijk opsporen. Het nu ontdekte zwarte gat is ‘betrapt’ door een team onder leiding van Kailash Sahu, astronoom aan het Space Telescope Science Institute in Baltimore (VS). Bij hun jacht op solitaire zwarte gaten maken Sahu en zijn medewerkers gebruik van een techniek die ‘microlensing’ wordt genoemd. Bij deze techniek wordt gezocht naar verre sterren die plotseling helderder worden wanneer een nabijer onzichtbaar object voor hen langs schuift. Het licht van de ster wordt dan afgebogen en versterkt door de zwaartekracht van het onzichtbare object op de voorgrond, dat dus als een soort lens fungeert. Zeer massarijke objecten, zoals zwarte gaten, beïnvloeden een groter gebied in de ruimte en laten de ster dus langer oplichten. Maar ook lichtzwakke, kleinere objecten kunnen het licht van een achtergrondster langdurig versterken. Daarom selecteerde het team acht kandidaat-objecten die zelf geen licht uitzenden, maar wel een achtergrondster gedurende minstens 200 dagen deden oplichten, voor verdere waarnemingen. Daarbij hebben ze nu genoeg gegevens verzameld om te kunnen stellen dat één ervan een zwart gat is. Verspreid over zes jaar hebben Sahu en collega’s met de Hubble-ruimtetelescoop gemeten hoe het passerende object de positie van een ster aan de hemel een heel klein beetje leek af te buigen. Uit de mate van afbuiging leiden ze af dat het onzichtbare object ongeveer zeven keer zoveel massa heeft als onze zon. Dat is zwaar genoeg om er bijna zeker van te zijn dat het een zwart gat is. In combinatie met waarnemingen vanuit sterrenwachten op aarde konden de astronomen tevens vaststellen dat het object iets meer dan 5000 lichtjaar van ons verwijderd is. Vooralsnog gaat het om slechts één waarneming van één (vermoedelijk) zwart gat, maar het team heeft nog drie andere veelbelovende kandidaten op het oog. Door meer zwarte gaten met behulp van microlensing op te sporen, hopen astronomen erachter te kunnen komen hoeveel van deze objecten in ons Melkwegstelsel ronddolen. (EE)
→ First glimpse of lone black hole delights astronomers (Nature news)

11 februari 2022
De 117 lichtjaar verre witte dwergster WD1054-226 is omgeven door een ring van tientallen afzonderlijke wolken van planetair puin, elk ongeveer zo groot als onze maan. Het bestaan van deze merkwaardige structuur wijst erop dat er op een afstand van ongeveer 2,5 miljoen kilometer een planeet om de ster cirkelt. De vermeende planeet zou zich dan binnen de ‘leefbare zone’ van WD1054-226 bevinden, en water op zijn oppervlak kunnen hebben (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 11 februari). De verbrokkelde ring van planetair puin is ontdekt met behulp van een camera van de 3,5-meter New Technology Telescope (NTT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. Daarmee zijn regelmatig optredende dipjes in de helderheid van de witte dwergster ontdekt, die worden toegeschreven aan 65 gelijkmatig verdeelde wolken van planetair puin die achtereenvolgens in ongeveer 25 uur voor de ster langs schuiven. De meest plausibele verklaring is dat deze ring in stand wordt gehouden door een naburige planeet. Zonder de zwaartekrachtsinvloed van zo’n planeet zouden puinwolken door wrijving en onderlinge botsingen namelijk snel uit elkaar vallen, waardoor de waargenomen regelmaat zou verdwijnen. Op vergelijkbare wijze helpen manen van Neptunus en Saturnus sommige ringstructuren rond deze planeten in stand te houden. De planeet, die niet rechtstreeks waarneembaar is, zou ongeveer net zo groot en zwaar moeten zijn als de aarde. En zowel hij als de naburige puinring moet relatief recent zijn gevormd. Een witte dwerg is namelijk het overblijfsel van een uitgeputte ster die aan het einde van zijn bestaan sterk opzwol – zó sterk dat hij alles in zijn naaste omgeving opslokte. (EE)
→ Planetary bodies observed in habitable zone of dead star

3 februari 2022
Op een nieuw mozaïek van het turbulente centrum van ons Melkwegstelsel zijn bijna duizend geheimzinnige slierten te zien, die op onverklaarbare wijze in de ruimte ‘bungelen’. Deze eendimensionale ‘filamenten’, die tot 150 lichtjaar lang kunnen zijn, vormen paren en clusters, vaak op gelijke onderlinge afstanden – ongeveer zoals de snaren van een harp. Hun bestaan is al bijna veertig jaar bekend, maar hoe ze zijn ontstaan is nog steeds niet duidelijk. Het nieuwe mozaïek biedt mogelijke aanknopingspunten (The Astrophysical Journal Letters, 3 februari). Op de nieuwe afbeelding zijn tien keer meer filamenten te zien dan eerder waren ontdekt. Dat gaf Farhad Yusef-Zadeh van Northwestern University de mogelijkheid om de populatie van filamenten aan een statistische analyse te onderwerpen. Yusef-Zadeh is degene die de filamenten begin jaren tachtig als eerste opmerkte. Hij en zijn team hebben de hemel de afgelopen drie jaar in kaart gebracht met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika. Dat heeft een mozaïek opgeleverd van twintig hemelgebieden in de richting van het Melkwegcentrum, dat 25.000 lichtjaar van ons verwijderd is. Het complete resultaat zal binnenkort in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Behalve de filamenten zijn op de opnamen ook de radio-emissies van talrijke andere verschijnselen zoals steruitbarstingen, stellaire kraamkamers en nieuwe supernovaresten te zien. In hun recente publicatie hebben de astronomen specifiek gekeken naar de magnetische velden van de filamenten en de rol die kosmische straling speelt bij het oplichten ervan. Daarbij is vastgesteld dat de variaties in de radiostraling die door de filamenten wordt uitgezonden sterk verschillen van die van een recent ontdekt supernovarestant. Dat suggereert dat er geen relatie bestaat tussen deze verschijnselen. Volgens de onderzoekers is het waarschijnlijker dat de filamenten verband houden met vroegere activiteit van het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Een andere mogelijkheid is dat de filamenten te maken hebben met de enorme radiostraling-uitzendende bellen die Yusef-Zadeh en medewerkers in 2019 hebben ontdekt. Momenteel zijn de onderzoekers van Northwestern University bezig om de eigenschappen van de afzonderlijke filamenten in kaart te brengen. Een van de vragen die de astronomen willen beantwoorden is waarom de filamenten in de clusters zich op gelijke onderlinge afstanden van ongeveer 150 miljoen kilometer bevinden. Ook is nog onduidelijk of de filamenten bewegen en hoe het kan dat ze elektronen versnellen tot bijna de snelheid van het licht. (EE)
→ Nearly 1,000 mysterious strands revealed in Milky Way’s center

26 januari 2022
De sterrenkunde is weer een mysterie rijker. Bij waarnemingen op radiogolflengten hebben astronomen een bijzonder object ontdekt dat drie keer per uur een enorme uitbarsting van energie produceert. Wat het precies is, is nog onduidelijk, maar voorlopig wordt gedacht aan een neutronenster of een witte dwerg – de ineengestorte kernen van sterren – met een extreem sterk magnetisch veld. De ontdekking is gedaan door een team onder leiding van Natasha Hurley-Walker van Curtin University in West-Australië (Nature, 26 januari). Het vreemde, ronddraaiende object, dat slechts 4000 lichtjaar van ons verwijderd is, zendt een bundel straling uit die met onderbrekingen onze kant op wijst. ‘GLEAM-X J162759.5’ was in de periode januari-maart 2018 gedurende enkele uren waarneembaar met de Murchison Widefield Array, een radiotelescoop in de woestijn van West-Australië. Daarna is het niet meer gezien. Kosmische objecten die ‘aan en uit’ gaan zijn bijna dagelijkse kost voor astronomen. ‘Transients’ worden ze genoemd, de Engelse benaming voor vluchtige verschijnselen. Vaak houdt zo’n transient verband met de dood van een zware ster of met de overblijfselen die zo’n ster achterlaat. Trage transients, zoals supernova’s, duiken in de loop van een paar dagen op en verdwijnen pas na een paar maanden weer. Snelle transients, zoals een rondtollende neutronenster of pulsar, gaan binnen enkele milliseconden of seconden aan en uit. Maar een object dat een minuut lang ‘aan’ blijft staan, zoals GLEAM-X J162759.5, is nieuw. Volgens de onderzoekers was GLEAM-X J162759.5 in vergelijking met andere transients ongelooflijk helder. Vast staat dat het object kleiner is dan onze zon en dat de radiogolven die het uitzond sterk gepolariseerd zijn. Dat laatste wijst erop dat het object een extreem magnetisch veld had. De waarnemingen komen overeen met een soort object waarvan het bestaan al theoretisch was voorspeld: een zeer langzaam draaiende neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Maar dat zo’n ‘trage magnetar’ zo helder zou kunnen zijn als GLEAM-X J162759.5 komt als een verrassing. Het wachten is nu op het moment dat het object weer aangaat – áls dat al gebeurt, want het kan ook een eenmalig verschijnsel zijn geweest. Maar zodra GLEAM-X J162759.5 weer oplicht, zullen behalve de Murchison Widefield Array ook andere telescopen – op het zuidelijk halfrond en in de ruimte – op het voorlopig nog unieke object worden gericht. (EE)
→ Mysterious object unlike anything astronomers have seen before

14 januari 2022
Een team van astronomen, onder leiding van studente Emma Softich van Arizona State University, heeft een zeldzaam paar bruine dwergen ontdekt. De twee vormen de wijdste dubbelster in hun soort. Bruine dwergen zijn hemellichamen die kleiner zijn dan een normale ster. Ze hebben niet voldoende massa om kernfusie in stand te houden, maar zijn wel heet genoeg om energie uit te stralen. Veel bruine dwergen zijn, via het project Backyard Worlds: Planet 9, ontdekt op opnamen van NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Bij dit project wordt de hulp van vrijwillige ‘burgerwetenschappers’ ingeroepen om de WISE-opnamen af te speuren naar bruine dwergen en gewone sterren met een lage massa. Bij dit nieuwe onderzoek hebben Softich en haar team ongeveer drieduizend opnamen bekeken van ontdekkingen van ‘Backyards Worlds’, waarop begeleiders van bruine dwergen over het hoofd kunnen zijn gezien. Daarbij ontdekten ze een zeldzaam dubbelstersysteem van bruine dwergen: CWISE J014611.20 050850.0AB. Aan de hand van vervolgwaarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï hebben de astronomen vervolgens vastgesteld dat de twee bruine dwergen iets meer dan 120 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn, en dat hun onderlinge afstand 129 astronomische eenheden bedraagt, oftewel 129 keer de afstand tussen de zon en de aarde. Daarmee is CWISE J014611.20 050850.0AB de wijdste van alle ‘bruine dubbelsterren’ die tot nu toe zijn ontdekt. Vanwege hun geringe afmetingen en massa’s zijn paren van bruine dwergen doorgaans heel compact. De aantrekkingskracht tussen twee van deze ‘mislukte’ sterretjes is nu eenmaal geringer dan die tussen twee volwaardige sterren op dezelfde onderlinge afstand. Wijde dubbelsterren die uit bruine dwergen bestaan lopen daardoor een grotere kans om verstoord te worden. Dat maakt de nieuwe ontdekking dus heel bijzonder. (EE)
→ Team of astronomers finds widest separation of brown dwarf pair to date

13 januari 2022
Astronomen die gebruik maken van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Very Large Array (VLA) hebben ontdekt dat de dubbelster Z Canis Majoris (Z CMa) waarschijnlijk bezoek heeft gehad van een andere ster. De ‘indringer’ is langs de dubbelster gescheerd, waardoor zich chaotische, langgerekte stromen van stof en gas in de hem omringende schijf hebben gevormd. Dat zulke ‘flyby’s’ met enige regelmaat plaatsvinden was al voorspeld door computersimulaties, maar tot nu toe was er nog nooit een overtuigende waarneming van gedaan (Nature Astronomy, 13 januari). Verstoringen zoals die nu bij Z CMa zijn waargenomen, worden doorgaans niet veroorzaakt door stellaire indringers, maar eerder door naburige ‘zustersterren’. Sterren ontstaan immers vaak in groepjes, waarin de afzonderlijke sterren elkaar gravitationeel beïnvloeden en elkaar dicht kunnen naderen. Bij zo’n gebeurtenis kan wat materiaal uit de protoplanetaire schijven rond de sterren ontsnappen, waardoor zich langgerekte gasstromen vormen. In het geval van Z CMa vertonen de gasstromen in de protoplanetaire schijf kenmerken die afwijken van het gebruikelijke patroon. Door de verstoring van de schijf heel nauwkeurig te onderzoeken, en diens omgeving af te speuren, is een team onder leiding van Ruobing Don van de Universiteit van Victoria (Canada) tot de conclusie gekomen dat de waarschijnlijke veroorzaker een jonge ster-in-wording is die recent langs de dubbelster is gescheerd. Daarbij is een opvallende ‘staart’ van gas en stof ontstaan die in de richting van de indringer wijst. Volgens de astronomen kunnen de interacties die bij dit soort ontmoetingen optreden grote gevolgen hebben voor de schijven van gas en stof rond de betrokken sterren en de ‘babyplaneten’ die zich daarin aan het vormen zijn. Ze onttrekken niet alleen gas aan de protoplanetaire schijven, maar kunnen ook van invloed zijn op de thermische evolutie van de diverse moedersterren. (EE)
→ ALMA catches ‘intruder’ redhanded in rarely detected stellar flyby event

13 januari 2022
Met behulp van de 4,1-meter SOAR-telescoop in Chili hebben astronomen het eerste voorbeeld ontdekt van een dubbelstersysteem waarin een ster die bezig is om in een witte dwerg te veranderen, in een baan om een neutronenster draait die net klaar is met zijn transformatie tot een snel ronddraaiende pulsar. Dubbelstersystemen van dit type worden ook wel ‘spinnen’ worden genoemd, omdat de neutronenster/pulsar de neiging heeft om de buitenste delen van de begeleidende ster ‘op te eten’ terwijl deze in een witte dwerg verandert. Bij de opsporing van de bijzondere dubbelster heeft ook de Fermi-ruimtetelescoop een belangrijke rol gespeeld. Deze ruimtetelescoop heeft sinds zijn lancering in 2008 hemelobjecten geïnventariseerd die opvallend veel gammastraling – de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling – uitzenden. Eén van deze objecten, met de aanduiding 4FGL J1120.0-2204, bleek de op één na helderste gammabron aan de hemel te zijn, maar tot nu toe was niet duidelijk om wat voor soort object het gaat. Een team van astronomen uit de VS en Canada, onder leiding van Samuel Swihart van het US Naval Research Laboratory in Washington D.C., is nu met behulp van een spectrograaf meer te weten gekomen over 4FGL J1120.0-2204. Het blijkt een dubbelstersysteem te zijn dat bestaat uit een ‘millisecondepulsar’, die honderden keren per seconde om zijn as draait, en de voorloper van een witte dwerg met een extreem lage massa. Het tweetal bevindt zich op een afstand van 2600 lichtjaar. Het optische spectrum van het dubbelstersysteem laat zien dat het licht van de toekomstige witte dwerg afwisselend naar het rood en het blauw verschuift. Daaruit hebben de astronomen kunnen afleiden dat hij met een periode van vijftien uur om de veel zwaardere pulsar draait. Tot nu toe hadden astronomen al ongeveer tachtig witte dwergen met een extreem lage massa ontdekt, maar de witte dwerg in 4FGL J1120.0-2204 is de eerste van dit type die om een neutronenster draait. De witte dwerg is nu nog zeer heet (8200 °C) en ongeveer vijf keer groot als normale witte dwergen, maar zal door afkoeling geleidelijk tot normale afmetingen krimpen. (EE)
→ Cosmic 'Spider' Found to Be Source of Powerful Gamma-Rays

12 januari 2022
In een artikel dat vandaag (12 januari) in Nature is verschenen, hebben astronomen van het Center | Harvard & Smithsonian (CfA) en het Space Telescope Science Institute (STScI) een reconstructie gemaakt van de evolutionaire geschiedenis van ons deel van de Melkweg. Daarin tonen ze aan hoe een reeks gebeurtenissen die 14 miljoen jaar geleden op gang kwam, heeft geleid tot het ontstaan van een enorme holte. Deze zogeheten Lokale Bel is verantwoordelijk voor de vorming van alle nabije jonge sterren. Aan de hand van een nieuwe 3D-computeranimatie tonen de astronomen aan dat alle jonge sterren en stervormingsgebieden tot op 500 lichtjaar van de aarde zich op het oppervlak van de Lokale Bel bevinden. Astronomen weten al tientallen jaren van het bestaan van deze holte, maar nu hebben ze ook zichtbaar gemaakt hoe deze is ontstaan en wat de invloed ervan is op het gas eromheen. De animatie laat zien hoe een reeks van ongeveer vijftien supernova-explosies, waarvan de eerste 14 miljoen jaar geleden plaatsvond, het interstellaire gas naar buiten duwde, waardoor een vreemd gevormde zeepbelachtige structuur ontstond met een oppervlak waar zich sterren konden vormen. Inmiddels zijn aan de randen van deze structuur zeven bekende stervormingsgebieden te vinden. De Lokale Bel neemt nog steeds in omvang toe, al is de vaart er inmiddels wel een beetje uit: zijn uitdijingssnelheid bedraagt nog maar ongeveer 6,5 kilometer per seconde. Deze snelheid en de vroegere en huidige banen van de jonge sterren die zich langs zijn oppervlak vormen, zijn afgeleid uit gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. Ons zonnestelsel heeft zich overigens niet altijd binnen de Lokale Bel bevonden. Pas ongeveer vijf miljoen jaar geleden kruiste onze zon met haar gevolg van planeten en kleiner grut het pad van deze holte. En inmiddels bevinden we ons bij toeval bijna precies in het centrum ervan. De nieuwe onderzoeksresultaten zijn vanmiddag gepresenteerd tijdens een persconferentie van de American Astronomical Society (AAS). Samen met de bijbehorende interactieve illustraties en video’s zijn ze via een speciale website voor iedereen toegankelijk. (EE)
→ 1,000-light-year wide bubble surrounding Earth is source of all nearby, young stars

12 januari 2022
Het zwarte gat in het centrum van onze Melkweg flikkert niet alleen van dag tot dag onregelmatig, maar ook op de lange termijn. Dat blijkt uit een analyse van vijftien jaar aan gegevens door een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Alexis Andres uit El Salvador. Andres startte zijn onderzoek in 2019 als zomerstudent aan de Universiteit van Amsterdam en beet zich in de jaren daarna erin vast. Het onderzoek wordt gepubliceerd in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.Sterrenkundigen weten al decennia lang dat Sagittarius A*, het zwarte gat in onze Melkweg, iedere dag flikkert en soms tien tot honderd keer zo helder wordt als normaal. Om meer te weten te komen over het geflikker of de flares van Sagittarius A* zocht een internationaal team van astronomen naar patronen in vijftien jaar aan gegevens. Die lange meetreeks is beschikbaar omdat de Swift-satelliet van NASA sinds 2006 elke drie dagen een blik werpt op het centrale zwarte gat.Het blijkt dat de omgeving van het zwarte gat van 2006 tot 2008 behoorlijk flikkerde. Maar tussen 2008 en 2012 was het vrij stil. En na 2012 nam het flikkeren weer toe.De onderzoekers konden niet echt een patroon ontwaren. ‘Hoe de flares precies ontstaan, blijft dus onduidelijk,’ zegt medeauteur Jakob van den Eijnden (nu University of Oxford, voorheen Universiteit van Amsterdam). ‘Eerder werd gedacht dat er meer flikkeringen volgen nadat er gaswolken of sterren langs het zwarte gat trekken, maar daar is nog geen bewijs voor. En het vermoeden dat de magnetische eigenschappen van het omringende gas een rol spelen, kunnen we ook nog niet hard maken.’De komende jaren denken de sterrenkundigen genoeg gegevens te kunnen verzamelen om wel uit te sluiten of de variaties in het geflikker bij Sagittarius A* door voorbijtrekkende gaswolken of sterren worden veroorzaakt, of dat er iets anders aan de hand is.
→ Volledig persbericht

5 januari 2022
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Else Starkenburg van de Rijksuniversiteit Groningen, heeft de overblijfselen ontdekt van een sterrenhoop met sterren die uitzonderlijk weinig zware elementen bevatten. Het is voor het eerst dat een sterrenhoop met zo’n laag metaalgehalte is ontdekt. Volgens sommige theorieën zouden zulke sterrenhopen helemaal niet kunnen zijn gevormd, volgens andere zouden ze allemaal al verdwenen moeten zijn (Nature, 6 januari). Opeenvolgende generaties sterren verrijken hun omgeving met zware elementen (in de sterrenkunde ook wel ‘metalen’ genoemd). De nu ontdekte sterrenhoop is waarschijnlijk in het zeer vroege heelal gevormd uit sterren van een heel oude generatie. De sterrenhoop is daarmee een opmerkelijk reliek uit de tijd dat de allereerste sterstructuren zich hebben gevormd. Om die vroegste structuren in het heelal te bestuderen, kunnen astronomen naar de verste sterrenstelsels kijken. Maar sterrenkundigen kijken ook naar de oudste structuren in de buitenste delen van onze eigen Melkweg, die daar vanuit kleinere sterrenstelsels zijn terechtgekomen. Ook de nieuw ontdekte sterrenhoop is op die manier binnengekomen, maar heeft zijn sterren langzaam verloren tijdens zijn reis door de Melkweg, waardoor alleen een sterrenstroom aan de hemel is achtergebleven. Het onderzoeksteam heeft onder meer gebruik gemaakt van de ongekend gedetailleerde kaart van de posities en bewegingen van sterren, die is gebaseerd op data van de Europese Gaia-satelliet. Met behulp van een nieuw algoritme om groepen sterren op te sporen die gezamenlijk door de Melkweg bewegen, hebben de astronomen een nieuwe kandidaat-sterrenstroom ontdekt, die de aanduiding ‘C-19’ heeft gekregen.Aanvullende informatie kwam vanuit de Pristine-survey, geïnitieerd door Starkenburg en uitgevoerd met de Canada-France-Hawaii-telescoop op Hawaï. Pristine brengt de hemel in kaart om systematisch de relatieve hoeveelheid zware elementen in miljoenen sterren te meten. De combinatie van deze twee onderzoeken bracht het verrassende nieuws dat C-19 uitsluitend sterren bevat met een extreem lage fractie zware elementen.Vervolgwaarnemingen met de Gemini-North-telescoop op Hawaï en de Gran Telescopio Canarias op La Palma onthulden een nog gedetailleerder beeld van de zware elementen in deze sterren. Ze bevestigden de classificatie van de (uit elkaar getrokken) sterrenhoop, en leverden de bevestiging op dat fractie aan zware elementen in zijn sterren uitzonderlijk laag is: slechts 0,04% van het metaalgehalte van onze zon – veel minder dan alle andere groepen sterren in het heelal. 
→ Oorspronkelijk persbericht

20 december 2021
Een groep astronomen, onder leiding van promovendus Jonas Syed van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft een ongekend lange structuur in de Melkweg ontdekt. Hij is ongeveer 3900 lichtjaar lang, 130 lichtjaar breed en bestaat bijna volledig uit atomair waterstofgas. Uit analyse van de metingen blijkt dat het filament plaatselijk samenkomt om moleculaire waterstof te vormen – de grondstof waaruit uiteindelijk sterren kunnen ontstaan (Astronomy & Astrophysics, 20 december). Waterstof is het meestvoorkomende element in het heelal en het belangrijkste ingrediënt voor de vorming van sterren. Jammer genoeg is het opsporen van afzonderlijke wolken van waterstofgas een veeleisende taak, wat het onderzoek naar de vroegste levensfasen van sterren tot een uitdaging maakt. Daarom is de ontdekking van een uitgestrekt filament van atomair waterstofgas een opvallende gebeurtenis. Het filament strekt zich tot ongeveer 1600 lichtjaar onder het Melkwegvlak uit, waardoor de (radio)straling van het waterstof, die op een golflengte van 21 centimeter wordt uitgezonden, duidelijk afsteekt tegen de achtergrond. Hij is opgespoord in het kader van de THOR-survey, die met radiotelescopen in de VS is uitgevoerd. De structuur bevindt zich op een afstand van 55.000 lichtjaar aan de andere kant van de Melkweg. Maar waar het gas vandaan is gekomen, is onduidelijk. Vast staat wel dat het filament een samenhangend geheel is, vele malen groter dan alle bekende wolken van moleculair gas. Deze laatste hebben zijn niet groter dan 800 lichtjaar. Waterstof komt in het heelal in verschillende vormen voor: als afzonderlijke atomen of als moleculen, waarin twee atomen met elkaar verbonden zijn. Alleen moleculair waterstofgas condenseert tot relatief compacte wolken waarin uiteindelijk nieuwe sterren kunnen ontstaan. Maar hoe de overgang van atomair naar moleculair waterstof precies verloopt, is nog grotendeels onbekend. Dat maakt het onderzoek van dit buitengewoon lange filament des te interessanter. Bij nadere inspectie zagen de astronomen dat het gas op sommige plekken langs het filament samenkomt. Zij concluderen daaruit dat het waterstofgas zich daar ophoopt en tot grote wolken condenseert. Volgens de onderzoekers zouden dat weleens de plekken kunnen zijn waar atomair waterstofgas geleidelijk tot moleculair waterstofgas wordt getransformeerd. Mogelijk hebben we hier dus te maken met een gebied in de Melkweg waar de grondstof voor nieuwe sterren wordt aangemaakt. (EE)
→ A gigantic lane made of raw material for new stars

17 december 2021
Met behulp van de reusachtige radiotelescoop ALMA in Chili heeft een team van astronomen, onder leiding van Theo Khouri van de Chalmers University of Technology in Göteborg (Zweden), vijftien ongewone sterren in ons Melkwegstelsel onderzocht, op afstanden tot 5000 lichtjaar. Uit hun metingen blijkt dat het in alle gevallen om dubbelsterren gaat, en dat ze onlangs een bijzondere ontwikkeling hebben doorgemaakt (Nature Astronomy, 17 december). Door de antennes van ALMA op elke ster te richten en het licht van verschillende moleculen in de buurt van elke ster te meten, hoopten de onderzoekers aanwijzingen te vinden voor hun achtergrondverhaal. De sterren hebben de bijnaam ‘waterfonteinen’ gekregen, omdat ze een intense bron van straling zijn die karakteristiek is voor watermoleculen. ALMA is gevoelig voor straling met golflengten van ongeveer één millimeter – onzichtbaar voor het menselijk oog, maar ideaal om door de stofrijke interstellaire wolken van de Melkweg heen te kijken naar sterren die in stof zijn gehuld. De wetenschappers gebruikten de telescoop om de signaturen van koolstofmonoxidemoleculen, CO, in het licht van de sterren te meten en hebben de signalen van verschillende isotopen (‘soorten’) koolstof en zuurstof met elkaar vergeleken. In tegenstelling tot haar zustermolecuul kooldioxide, CO2, is koolmonoxide relatief gemakkelijk op te sporen in de ruimte. De waarnemingen hebben bevestigd dat de sterren allemaal bezig zijn om hun buitenste lagen weg te blazen. Maar de verhouding van de verschillende zuurstofatomen in de moleculen wees erop dat de sterren veel kleiner waren dan ze hadden geleken. Ze zijn hun leven begonnen met dezelfde massa als de zon, of slechts een paar keer meer. Maar uit de nieuwe metingen blijkt dat zij alleen al in de laatste paar honderd jaar tot wel vijftig procent van hun totale massa hebben uitgestoten. Waarom deze kleine sterren zo snel zoveel massa zijn kwijtgeraakt? Volgens de astronomen kan daar maar één verklaring voor zijn: ze hebben allemaal net een fase achter de rug waarin de twee om elkaar draaiende sterren één en dezelfde atmosfeer deelden. Deze bijzondere fase duurt slechts een paar honderd jaar - in astronomische termen een oogwenk. Omdat de vijftien sterren zo snel lijken te evolueren, is het team van plan ze te blijven volgen met ALMA en met andere radiotelescopen. Daarbij hopen ze nog meer van deze bijzondere ‘waterfonteinen’ te kunnen opsporen. (EE)
→ Stars’ secret embraces revealed by ALMA

17 december 2021
Een groep astronomen heeft aanwijzingen gevonden dat zich een in een donkere wolk nabij het Melkwegcentrum een jonge sterrenhoop verschuilt. Deze compacte wolk van stof en gas, die de Brick (het Blok) wordt genoemd, leek tot nu toe ongewoon rustig als het om stervorming gaat. Maar nu is een boogvormige structuur in de Brick ontdekt die de eigenschappen van een uitdijende schil vertoont. De astronomen vermoeden dat dit een bel van heet gas is, die door een jonge, zware ster is uitgestoten. En waarschijnlijk is het niet de enige jonge ster ter plaatse (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 17 december). Sterren ontstaan uit samentrekkende wolken van gas en stof. Doorgaans geldt dat wanneer de dichtheid van zo’n wolk maar hoog genoeg is, er uiteindelijk stervorming zal optreden. Maar deze vuistregel lijkt voor het gebied rond het Melkwegcentrum niet helemaal op te gaan. De Centrale Moleculaire Zone, een gascomplex met een diameter van 1000 tot 2000 lichtjaar rond het Melkwegcentrum, bevat enkele van de dichtste en zwaarste gaswolken in ons Melkwegstelsel. Maar afgezien van enkele buitengewoon massarijke sterrenhopen vertonen veel van deze wolken verrassend weinig stervormingsactiviteit. Om deze schijnbare tegenstrijdigheid te onderzoeken heeft een groep astronomen onder leiding van Jonathan Henshaw van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland, een van deze raadselachtige wolken – de Brick dus – onderzocht. De Brick staat bekend om zijn hoge dichtheid en massa, maar veel sterren zijn daar tot nu toe niet aangetroffen. De meest opvallende ontdekking die Henshaw en zijn medewerkers hebben gedaan is een structuur die aan een sikkelvormige boog doet denken. Zulke bogen zijn wel vaker te zien in massarijke stervormingsgebieden, en vermoed wordt dat ze ontstaan doordat materiaal bijeen wordt geveegd door een uitdijende gasschil. Volgens de astronomen is de boog in de Brick mogelijk veroorzaakt door de sterrenwind van een jonge ster met ongeveer twintig keer zoveel massa als onze zon. Omdat zware sterren als deze maar zelden in hun eentje ontstaan, kan de ontdekking erop wijzen dat er in de Brick een complete jonge sterrenhoop schuilgaat, bestaande uit misschien wel honderden sterren van uiteenlopende massa’s. De mysterieuze gaswolk zou dus wel eens minder sereen kunnen zijn dan tot nu toe werd gedacht. (EE)
→ A bubble in the Brick

14 december 2021
De Very Large Telescope Interferometer (VLTI) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft de ‘diepste’ en scherpste beelden tot nu toe gemaakt van de omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Daarbij is een tot nog toe onbekende ster opgespoord en hebben astronomen een nieuwe nauwkeurige meting kunnen doen van de massa van het centrale zwarte gat (Astronomy & Astrophysics, 14 december). Bij de waarnemingen heeft een team van astronomen, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) in Garching, Duitsland, gebruik gemaakt van GRAVITY – een uniek instrument dat speciaal voor de VLTI in Chili is ontwikkeld. GRAVITY combineert het licht van alle vier de 8,2-meter telescopen van ESO’s Very Large Telescope (VLT) met behulp van een techniek die interferometrie wordt genoemd. Deze complexe techniek levert beelden op die twintig keer scherper zijn dan die van de afzonderlijke VLT-telescopen. Met GRAVITY zijn tussen maart en juli 2021 de sterren rond het Melkwegcentrum onder de loep genomen, op het moment dat ze het daar aanwezige zwarte gat, Sagittarius A* geheten, naderden. Hiertoe behoorde ook de recordhouder S29, die eind mei 2021 zijn kleinste afstand tot het zwarte gat bereikte. De ster passeerde Sagittarius A* op een afstand van slechts 13 miljard kilometer – ongeveer negentig keer de afstand zon-aarde – met een verbluffende snelheid van 8740 kilometer per seconde. Nooit eerder werd een ster waargenomen die zo dicht bij het zwarte gat komt, of er zo snel omheen beweegt. In combinatie met gegevens die eerder door het onderzoeksteam waren verzameld, bevestigen de nieuwe waarnemingen dat de sterren precies de paden volgen zoals de algemene relativiteitstheorie die voorspelt voor objecten die om een zwart gat van 4,30 miljoen zonsmassa’s wentelen. Dit is de meest nauwkeurige schatting van de massa van het centrale zwarte gat van ons Melkwegstelsel tot nu toe. De onderzoekers zijn er ook in geslaagd om de afstand van Sagittarius A* nauwkeuriger te bepalen: deze bedraagt 27.000 lichtjaar. Bij het maken van de nieuwe opnamen hebben de astronomen gebruik gemaakt van een machine-learningtechniek, die Information Field Theory heet. Ze maakten een model van hoe de echte bronnen eruit zouden kunnen zien, simuleerden hoe GRAVITY deze zou waarnemen, en vergeleken de uitkomsten van deze simulatie met GRAVITY-waarnemingen. Zo konden zij sterren rond Sagittarius A* met een ongeëvenaarde nauwkeurigheid opsporen en volgen. Tot hun verrassing ontdekten ze daarbij een nog niet eerder waargenomen ster, die de aanduiding S300 heeft gekregen. GRAVITY zal later dit decennium worden geüpdatet tot GRAVITY+, dat ook op ESO’s VLTI zal worden geïnstalleerd en de gevoeligheid verder zal opvoeren, om nog zwakkere sterren dichter bij het zwarte gat te kunnen opsporen. Het team wil uiteindelijk sterren vinden die er zo dichtbij staan dat hun banen de zwaartekrachtseffecten van de rotatie van het zwarte gat ondervinden. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

14 december 2021
Onder leiding van onderzoeker Chervin Laporte van de Universiteit van Barcelona is een nieuwe kaart gemaakt van het buitenste deel van de schijf van ons Melkwegstelsel. Daarbij zijn mogelijke ‘fossiele overblijfselen’ gevonden van vroegere spiraalarmen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 18 oktober). Laporte en zijn team hebben gebruikgemaakt van gegevens van de Europese astrometrische satelliet, die sinds december 2020 beschikbaar zijn. Dat heeft geresulteerd in een kaart waarop tal van voorheen onbekende draderige structuren aan de rand van de Melkwegschijf te zien zijn. Computersimulaties hadden het bestaan van zulke filamenten, die het gevolg zijn van interacties met kleine satellietstelsels, al voorspeld, maar niet in zulke grote aantallen. Een mogelijke verklaring is dat de filamenten overblijfselen van getijdenstaarten – in feite uitgerekte spiraalarmen – die op verschillende momenten bij zwaartekrachtsinteracties met verschillende satellietstelsels zijn ontstaan. Om ons Melkwegstelsel zwermen momenteel een stuk of vijftig van deze satellieten, maar in het verleden zijn ook diverse kleine sterrenstelsels door de Melkweg verzwolgen. Een andere mogelijkheid is dat niet alle filamenten fossiele spiraalarmen zijn, maar de ‘kammen’ van grootschalige verticale vervormingen van de Melkwegschijf. Zulke vervormingen ontstaan wanneer satellietstelsels in botsing komen met de Melkwegschijf. Dat resulteert in verticale golven die zich voortplanten als de rimpelingen op een vijver waarin een steen is gegooid. Om te kunnen nagaan welke van de twee verklaringen de juiste is, hebben de astronomen vervolgonderzoek ingepland met de William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma, om de eigenschappen van de stellaire populaties van elk filament in kaart te kunnen brengen. (EE)
→ Gaia finds fossil spiral arms in Milky Way

14 december 2021
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Michael Kramer van het Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Duitsland, heeft de resultaten gepresenteerd van een 16 jaar durend experiment dat Einsteins relativiteitstheorie op de proef stelt. Hun waarnemingen van twee om elkaar wentelende pulsars op 2400 lichtjaar van de aarde zijn de nauwkeurigste ooit, maar Einsteins theorie geeft nog steeds geen krimp (Physical Review X, 13 december). Pulsars zijn rondtollende neutronensterren – compacte restanten van supernova-explosies die onder meer bundels radiostraling uitzenden. Deze straling wordt op de aarde waargenomen in de vorm van snelle, uiterst regelmatige pulsen. Daardoor kunnen ze gebruikt worden als astronomische ‘klokken, en dat maakt het weer mogelijk om hun baanbewegingen heel nauwkeurig te meten. De ‘dubbele pulsar’ die Kramer en zijn team hebben onderzocht bestaat uit twee radiopulsars die met snelheden van ongeveer 1 miljoen kilometer per uur in iets minder dan twee uur om elkaar wentelen. De ene pulsar draait ongeveer 44 keer per seconde om zijn as, de andere heeft een rotatietijd van bijna drie seconden. De beide pulsars hebben ongeveer dertig procent meer massa dan onze zon, maar zijn slechts circa 24 kilometer groot. Met behulp van zeven radiotelescopen, waaronder de Westerbork Synthese Radio Telescoop, hebben de astronomen nauwkeuriger dan ooit kunnen meten hoeveel energie de om elkaar draaiende pulsars kwijtraken doordat ze zogeheten zwaartekrachtgolven uitzenden. Dat effect was eerder al bij een andere dubbele pulsar gemeten, maar lang zo nauwkeurig niet. De meetresultaten zijn niet alleen volledig in overeenstemming met de algemene relativiteitstheorie, maar laten ook voorspelde effecten zien die niet eerder bij een pulsarsysteem waren waargenomen: de ’Shapiro-vertraging’ en de afbuiging van licht onder invloed van een sterk zwaartekrachtsveld. Ook hebben de astronomen – met een nauwkeurigheid van 1 op een miljoen – kunnen meten hoe de oriëntatie van de baan van de snelst draaiende pulsar verandert. Deze ‘precessie’ is ook waarneembaar bij Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel, maar dan 140.000 keer zwakker. De bereikte meetnauwkeurigheid was dermate groot dat rekening moest worden gehouden met de invloed van de rondtollende pulsar op de omringende ruimtetijd, die als het ware wordt meegesleurd: de zogeheten Lense-Thirring-precessie. (EE)
→ Einstein wins again

9 december 2021
Het centrale zwarte gat van onze Melkweg ‘lekt’. Nabij dit superzware zwarte object zijn nog steeds sporen te zien van een uitstroom van materie die enkele duizenden jaren geleden op gang kwam. Op opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA is deze ‘spookstraal’ weliswaar niet rechtstreeks te zien, maar is wel indirect bewijs gevonden voor zijn bestaan: hij botst zwakjes tegen een enorme wolk waterstofgas aan en spat daar uiteen, zoals de waterstraal van een tuinslang die op een zandhoop is gericht. De ontdekking bevestigt dat Sagittarius A*, zoals het 4,1 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat in het Melkwegcentrum officieel heet, geen slapend monster is, maar nog af en toe opleeft (Astrophysical Journal, 9 december). Een deel van de materie die door een zwart gat wordt aangetrokken, hoopt zich op in een kolkende accretieschijf, van waaruit een deel van de materie onder invloed van krachtige magnetische velden terug de ruimte in wordt geblazen. De aldus ontstane zoeklichtachtige ‘jets’ gaan gepaard met een vloedgolf van dodelijke ioniserende straling. Al in 2013 werd aan de zuidkant van Sagittarius A* een jet ontdekt met de röntgen-ruimtetelescoop Chandra en de Very Large Array-radiotelescoop. Ook deze jet spat uiteen op gas in de buurt van het zwarte gat. Astronoom Gerald Cecil van de Universiteit van North Carolina (VS) was benieuwd of er ook een noordelijke tegenhanger van deze straal zou zijn. Daartoe hebben hij en zijn team archiefgegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in het noorden van Chili onder de loep genomen. Bij dit onderzoek zijn aanwijzingen gevonden voor het bestaan van een 15 lichtjaar lang spoor van moleculair gas ontdekt, dat uit de richting van het zwarte gat lijkt te komen. Nog eens 20 lichtjaar verderop is op infrarode Hubble-beelden een bel van heet gas te zien, die in het verlengde van de jet ligt. De onderzoekers vermoeden dat de jet van het zwarte gat door dit gas heen is geploegd en het heeft ‘opgeblazen’. Samen met Alex Wagner van de Tsukuba-universiteit in Japan heeft Cecil vervolgens computermodellen van jets gemaakt die de waarnemingen konden nabootsen. Daaruit concluderen ze onder meer dat het zwarte gat in het Melkwegcentrum de afgelopen miljoen jaar minstens een miljoen keer zo helder is geworden. Eerdere waarnemingen met Hubble en andere telescopen hadden al bewijs opgeleverd dat het zwarte gat van de Melkweg zo’n twee tot vier miljoen jaar geleden ook een grote uitbarsting heeft geproduceerd. Die uitbarsting was krachtig genoeg om twee enorme bellen van hete materie te vormen die boven en onder de Melkwegschijf uittorenen: de zogeheten Fermi-bellen. Het is denkbaar dat de nu ontdekte mini-jets in de verre toekomst de Fermi-bellen zullen bereiken. (EE)
→ Mini-Jet Found Near Milky Way's Supermassive Black Hole

9 december 2021
Bij waarnemingen van de ster EK Draconis is een enorme uitbarsting van energie en geladen deeltjes waargenomen: een zogeheten coronale massa-ejectie. Ook onze zon produceert dit soort uitbarstingen, ook wel ‘zonnestormen’ genoemd, maar die zijn (gelukkig) vele malen minder extreem (Nature Astronomy, 9 december). Coronale massa-ejecties bestaan uit wolken van extreem energierijke geladen deeltjes die met snelheden van miljoenen kilometers per uur de ruimte in schieten. Ze kunnen ernstige gevolgen hebben voor eventuele planeten in de naaste omgeving van de ster die de uitbarsting produceert. De uitbarsting van EK Draconis – een jonge versie van onze zon – is waargenomen door een team onder leiding van Kosuke Namekata van het National Astronomical Observatory of Japan. In de winter en lente van 2020 bekeken de astronomen de ster 32 nachten lang met behulp van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de SEIMEI-telescoop van de Universiteit van Kyoto. Op 5 april was het raak: toen produceerde de ster kort na elkaar een zeer sterke ’supervlam’, een hevige explosie op het oppervlak van een ster, en een ongekend krachtige coronale massa-ejectie waarbij enkele miljarden kilogrammen geladen aan deeltjes werden uitgestoten. Niet eerder werd een coronale massa-ejectie van dit kaliber bij een zonachtige ster waargenomen. Volgens Notsu zou ook onze zon zo’n grote uitstoot van massa kunnen produceren, maar niet zo vaak: zo eens in de paar duizend jaar. Maar waarschijnlijk heeft onze ster in haar jeugd veel meer van deze enorme uitbarstingen vertoond. Notsu denkt dan ook dat kolossale massa-ejecties mede bepalend zijn geweest voor hoe planeten als de aarde en Mars er nu uitzien. ‘De atmosfeer van de huidige planeet Mars is erg dun vergeleken met die van de aarde,’ aldus Notsu. ‘We denken dat Mars in het verleden een veel dikkere atmosfeer had. Coronale massa-ejecties kunnen ons helpen begrijpen wat er in de loop van de miljarden jaren met de planeet is gebeurd.’ (EE)
→ A young, sun-like star may hold warnings for life on Earth

2 december 2021
Onderzoekers van het Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian hebben een nieuw type dubbelster opgespoord waarvan het bestaan al was voorspeld. De ontdekking geeft uitsluitsel over het ontstaan van een zeldzaam soort sterren in het heelal (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, december 2021). Het lang gezochte type dubbelster is ontdekt door postdoc Kareem El-Badry, aan de hand van waarnemingen met de Shane-telescoop van de Lick-sterrenwacht in Californië en gegevens van onder meer de Europese astrometrische satelliet Gaia. De meeste sterren in het heelal eindigen als zogeheten witte dwergen: kleine compacte objecten die ontstaan wanneer een sterren al hun ‘brandstof’ hebben verbruikt en uiteindelijk in elkaar zakken. In uitzonderlijke gevallen verandert de ster daarbij in een witte dwerg van extreem lage massa – een object met minder dan een derde van de massa van de zon. Het bestaan van deze extreem lichte witte dwergen was nogal raadselachtig. Als de heersende theorie van de sterevolutie klopt, zouden deze stellaire onderdeurtjes meer dan 13,8 miljard jaar oud moeten zijn – dus ouder dan het heelal zelf, wat fysisch onmogelijk zou zijn. Mettertijd zijn astronomen dan ook tot de conclusie gekomen dat een extreem lichte witte dwerg alleen kan ontstaan met hulp van een stellaire begeleider. Deze ster zou relatief snel (in minder dan 13,8 miljard jaar tenminste) materie aan de witte dwerg kunnen onttrekken, totdat deze in een extreem lichte witte dwerg verandert. Tot nu toe was echter geen overtuigend voorbeeld van zo’n bijzondere dubbelster gevonden. Wel waren al tal van voorbeelden ontdekt waarbij witte dwergen materie van een begeleidende ster ontvangen en van extreem lichte witte dwergen die een normale witte dwerg als begeleider hebben. De overgangsfase – een ster die het grootste deel van zijn massa is kwijtgeraakt en bijna tot extreem lichte witte dwerg is geslonken – was nog nooit waargenomen. Met behulp van gegevens Gaia en de Zwicky Transient Facility van Caltech heeft El-Badry in eerste instantie vijftig voorbeelden weten te selecteren die kenmerken van extreem lichte witte-dwergen-in-wording leken te vertonen. Eenentwintig daarvan heeft hij aan een nader onderzoek onderworpen, en met succes: het bleken allemaal extreem lichte witte dwergen in de gezochte overgangsfase te zijn. De ontdekte objecten zijn meer opzwollen dan ‘gewone’ extreem lichte witte dwergen en bovendien ook eivormig, vanwege de zwaartekrachtsaantrekking die hun begeleidende ster uitoefent. En bij dertien ervan zijn aanwijzingen gevonden dat ze nog steeds massa aan hun begeleider verliezen. Daarmee lijkt een ontbrekend puzzelstukje in de theorie van de evolutie van dubbelsterren te zijn gevonden. (EE)
→ Astronomers Observe a New Type of Binary Star Long Predicted to Exist

25 november 2021
Gegevens van de Europese Gaia-satelliet herschrijven de geschiedenis van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Wat lang voor satellietstelsels van het Melkwegstelsel werd aangezien, blijken nu veelal relatieve nieuwkomers te zijn in onze galactische omgeving (The Astrophysical Journal, 24 november). Een dwergsterrenstelsel is een verzameling van tussen de duizend en enkele miljarden sterren. Decennialang werd algemeen aangenomen dat deze dwergstelsels al vele miljarden jaren satellieten van ons Melkwegstelsel zijn. Maar dankzij de nieuwste Gaia-gegevens heeft een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van François Hammer van het Observatoire de Paris-Université Paris Sciences et Lettres (Frankrijk) nu de bewegingen van de dwergstelsels heel precies kunnen uitrekenen, en de resultaten zijn nogal verrassend. Hammer en zijn collega’s hebben ontdekt dat de vermeende satellietstelsels veel sneller bewegen dan de reuzensterren en sterrenhopen waarvan vaststaat dat zij in banen om het Melkwegstelsel draaien. De dwergstelsels hebben zoveel snelheid dat zij nog niet per se door de Melkweg ‘ingevangen’ hoeven te zijn. Ze zijn waarschijnlijk pas een paar miljard jaar geleden in onze omgeving beland. De nieuwe bevindingen stemmen overeen met de eerdere ontdekking dat de Grote Magelhaense Wolk, een fors nabij dwergstelsel, eveneens teveel snelheid heeft om door de zwaartekracht aan de Melkweg gebonden te zijn, terwijl lang werd aangenomen dat hij als een satelliet om ons sterrenstelsel draaide. Datzelfde lijkt nu dus ook voor veel kleine ‘satellietstelsels’ te gelden. Of de nieuwkomers uiteindelijk door het Melkwegstelsel zullen worden ingevangen of ons gewoon zullen passeren, is nog onduidelijk. Sommige misschien wel, maar andere niet. Dit hangt af van de exacte massa van het Melkwegstelsel, en die is niet goed bekend: de bestaande schattingen lopen met een factor twee uiteen. De ontdekking heeft belangrijke implicaties voor de aard van de dwergsterrenstelsels. Stelsels die in banen om het Melkwegstelsel draaien staan bloot aan sterke getijdenkrachten: ze zouden op den duur dus uit elkaar getrokken moeten worden. Dat dit bij de vermeende satellieten van de Melkweg niet is gebeurd, bracht astronomen tot de conclusie dat zij veel donkere materie bevatten – materie die niet waarneembaar is, maar wel zwaartekracht uitoefent. Maar het feit dat Gaia heeft aangetoond dat de meeste dwergstelsels pas ‘sinds kort’ om het Melkwegstelsel cirkelen, betekent dat zij helemaal geen donkere materie hoeven te bevatten, en dat het nog wel even kan duren voordat ze gesloopt worden. (EE)
→ Gaia reveals that most Milky Way companion galaxies are newcomers to our corner of space

22 november 2021
Astronomen hebben een uitgeputte ster ontdekt die een begeleidend object – een planeet of een lichte ster – het leven zuur maakt. Hij bestookt hem met hitte en intense straling en trekt hem ook nog eens aan flarden. De meeste sterren, waaronder onze zon, ondergaan een complete gedaanteverandering wanneer hun brandstof opraakt. Ze zwellen op en koelen af tot een ‘rode reus’, die vervolgens zijn buitenste lagen afstoot. Wat resteert is een ‘witte dwerg’ – een compacte ster die nog miljarden jaren kan blijven nagloeien. Een team van onderzoekers heeft met behulp van de röntgensatellieten Chandra (NASA) en XMM-Newton (ESA) ontdekt dat drie van deze witte dwergsterren ongewoon gedrag vertonen. Witte dwergen stralen doorgaans laagenergetische röntgenstraling uit, maar dit drietal produceert ook verrassend veel röntgenstraling bij hogere energieën. Bij een van de drie, de 1300 lichtjaar verre witte dwerg KPD 0005+5106, neemt de intensiteit van de hoogenergetische röntgenstraling om de 4,7 uur toe en af. Dat wijst erop dat er een ander object – een planeet of een ster met weinig massa – in een baan om hem heen cirkelt. Het materiaal dat de witte dwerg van zijn lichte begeleider aantrekt, komt op zijn oppervlak terecht, en veroorzaakt daar een zeer heldere vlek van hoogenergetische röntgenstraling. Van ons uit gezien schuift de begeleider met regelmatige tussenpozen voor deze ‘hotspot’ langs, waardoor de röntgenhelderheid van de witte dwerg tijdelijk afneemt. De astronomen hebben vastgesteld dat de afstand tussen de witte dwerg en zijn begeleider slechts ongeveer 800.000 kilometer bedraagt. Dat betekent dat de onfortuinlijke ster of (waarschijnlijker) planeet niet alleen voortdurend met intense hitte wordt bestookt, maar ook in snel tempo materiaal kwijtraakt. Berekeningen laten zien dat hij binnen een paar honderd miljoen jaar helemaal aan flarden getrokken zal zijn. Van de beide andere witte dwergen werd eveneens gedacht dat het solitaire objecten waren, maar ook zij zenden hoogenergetische röntgenstraling uit. Dit doet vermoeden dat alle drie de onderzochte witte dwergen kleine begeleiders (vermoedelijk planeten) hebben. Onduidelijk is nog hoe planeten op zulke geringe afstanden om witte dwergsterren kunnen cirkelen. (EE)
→ Roasted and Shredded by a Stellar Sidekick

9 november 2021
Onze telescopen hebben nog nooit een zwart gat waargenomen zwaarder dan twintig zonsmassa’s. Toch weten we dat ze bestaan, getuige de tientallen detecties van zwaartekrachtgolven. Een team van astronomen onder leiding van Peter Jonker (SRON/Radboud) heeft nu ontdekt dat telescopen een handicap hebben als het om het opsporen van zware zwarte gaten gaat (The Astrophysical Journal, 9 november). In 2015 registreerde de zwaartekrachtgolvendetector LIGO voor het eerst een zwaartekrachtgolf afkomstig van twee zwarte gaten van tientallen zonsmassa’s die op elkaar knalden en het heelal deden schudden op zijn grondvesten. Vooraf hadden weinig astronomen verwacht dat zulke zware stellaire zwarte gaten überhaupt bestaan. Ze waren met conventionele telescopen namelijk nog nooit waargenomen, terwijl er wel al een stuk twintig lichtere stellaire zwarte gaten bekend waren. Inmiddels zijn er al negentig detecties van zwaartekrachtgolven gedaan, waarvan de meeste eveneens door zware stellaire zwarte gaten zijn veroorzaakt. Toch is er nog steeds niet één zwaar stellair zwart gat met telescopen opgespoord. Deze discrepantie is deels te verklaren doordat astronomen middels zwaartekrachtgolven een groter volume van het heelal kunnen afspeuren. Detectoren als LIGO kunnen de zwaardere zwarte gaten makkelijker ‘zien’, omdat ze sterkere golven produceren. Maar dan nog zou je minstens een paar zware zwarte gaten verwachten die zich binnen het bereik van onze telescopen bevinden. Telescopen kunnen zwarte gaten zien als deze een normale ster als begeleider hebben. Wanneer het zwarte gat hapjes materiaal van die ster afsnoept zendt hij namelijk elektromagnetische straling uit. De baan van de ster verraadt vervolgens de massa. Op die manier zijn, zoals gezegd, ook daadwerkelijk tientallen stellaire zwarte gaten opgespoord, maar die zijn allemaal relatief licht. Jonker en zijn collega’s denken daar nu een verklaring voor te hebben. Zware stellaire zwarte gaten ontstaan uit sterren die imploderen in plaats van exploderen. Zij blijven daardoor in het stofrijke vlak van de Melkweg zitten, waar ze onzichtbaar blijven voor onze telescopen. Lichtere zwarte gaten zijn wel uit supernova-explosies ontstaan, en krijgen daarbij een ‘recoil kick’: ze worden als het ware uit het Melkwegvlak weggeschopt – weg van al het stof. Bovendien, zo redeneren Jonker en zijn team, zijn stellaire voorlopers van zware zwarte gaten dermate groot dat een begeleidende ster per definitie ver weg staat, wat het afsnoepen van materie bemoeilijkt. Daardoor zijn ze sowieso al moeilijker waarneembaar met telescopen. Binnenkort hopen de onderzoekers hun theorie te kunnen testen met de Webb-ruimtetelescoop, die op 18 december wordt gelanceerd. Deze zal namelijk wél in staat zijn om zware zwarte gaten op te sporen, omdat hij via infrarood licht dwars door het stof in de Melkwegschijf heen kijkt. (EE)
→ Bias telescopen blijkt oorzaak ontbrekende zware zwarte gaten

28 oktober 2021
Een internationaal team, bestaande uit astrofysici uit Zuid-Afrika, het VK, Frankrijk en de VS, heeft ontdekt dat een van de dichtstbijzijnde zwarte gaten in ons Melkwegstelsel, op 9600 lichtjaar van de aarde, sterk in helderheid varieert. De wetenschappers denken dat de oorzaak ligt bij de accretieschijf rond het zwarte gat: die zou sterk gekromd zijn. Het object, MAXI J1820+070, bestaat uit een zwart gat met minstens acht keer zoveel massa als onze zon en een daaromheen draaiende lichte ster. Materiaal van deze ster stroomt spiraalsgewijs naar het zwarte gat toe, waardoor zich een schijf van hete materie rond laatstgenoemde heeft gevormd. Pas wanneer het materiaal in de schijf heet en instabiel wordt, ‘valt’ het op het zwarte gat, wat gepaard gaat met een enorme uitbarsting van licht en energierijkere vormen van straling, die maandenlang kan duren. Het is tijdens een van die uitbarstingen, in maart 2018, dat MAXI J1820+070 werd ontdekt met een Japanse röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van helderheidsmetingen die gedurende bijna een jaar zijn gedaan door amateur-astronomen van over de hele wereld. Door zijn grote helderheid, en omdat de uitbarsting zo lang duurde, kon deze door veel amateurs worden gevolgd. De aldus verkregen lichtkromme – het verloop van de helderheid in de tijd – laat iets bijzonders zien. Bijna drie maanden na het begin van de uitbarsting begon de lichtkromme sterk te moduleren. Het was alsof iemand heel langzaam, over een periode van ongeveer 17 uur, een dimschakelaar heen en weer draaide. Ondertussen bleef de röntgenhelderheid van het object gelijk. De meest gangbare verklaring, namelijk dat de vrijkomende röntgenstraling de ‘voorkant’ van de begeleidende ster aanlichtte, viel al snel af, omdat de helderheidspieken op de verkeerde momenten plaatsvonden. Volgens de onderzoekers is er maar één plausibele verklaring voor het waargenomen gedrag: de intense röntgenstraling die vrijkwam heeft de accretieschijf doen kromtrekken. En deze kromming zorgt ervoor dat een veel groter deel van de schijf bij zo’n uitbarsting wordt aangelicht, waardoor zijn helderheid enorm toeneemt. Dergelijk gedrag was eerder al waargenomen bij röntgendubbelsterren met een een veel zwaardere ‘donorster’, maar nog nooit bij de combinatie van een zwart gat en een lichte ster zoals die in MAXI J1820+070 wordt aangetroffen. (EE)
→ Amateur astronomers help discovery of a warped disc around a black hole in Milky Way

18 oktober 2021
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Paul Groot van de Radboud Universiteit, heeft voor het eerst een witte dwerg abrupt aan en uit zien gaan. Het unieke verschijnsel is waargenomen met de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), een satelliet die primair bedoeld is voor het opsporen van exoplaneten (Nature Astronomy, 18 oktober). Witte dwergen zijn de restanten van sterren die alle waterstof (hun ‘brandstof’) hebben verbruikt. Ze zijn ongeveer zo groot als de aarde, maar hebben een massa die dichter bij die van de zon ligt. De witte dwerg die door de astronomen is waargenomen, maakt deel uit van de 1400 lichtjaar verre dubbelster TW Pictoris. Deze dubbelster bestaat uit een witte dwerg en een kleine normale ster die om elkaar heen wentelen. Vanuit de begeleidende ster stroomt waterstof- en heliumgas naar de witte dwerg, dat zich ophoopt in een schijf rond de witte dwerg: een zogeheten accretieschijf. Van daaruit komt de aangevoerde brandstof uiteindelijk op de dwergster terecht. Uit de helderheidsmetingen die TESS heeft gedaan blijkt dat de helderheid van de witte dwerg in TW Pictoris abrupt toe- en afneemt. Dat gebeurt op tijdschalen van een half uur – veel korter dan bij vergelijkbare dubbelsterren. Omdat de toevoer van materiaal van de begeleidende ster naar de witte dwerg relatief constant is, zou de helderheid van laatstgenoemde niet op zo’n korte tijdschaal mogen fluctueren. De astronomen denken nu dat de oorzaak ligt bij het magnetische veld van de witte dwerg. Op sommige momenten zou dit magnetische veld zo snel ronddraaien dat de brandstofaanvoer vanuit de accretieschijf niet gelijkmatig verloopt, maar zich schoksgewijs voltrekt. Dat resulteert in de quasi-regelmatige helderheidstoenames die zijn waargenomen. (EE)
→ Astronomers see white dwarf ‘switch on and off’ for first time

12 oktober 2021
Astronomen hebben ongewone signalen ontdekt die uit de richting van het centrum van de Melkweg komen. De radiogolven passen niet in het gebruikelijke patroon van veranderlijke radiobronnen en kunnen wijzen op het bestaan van een nieuwe klasse van stellaire objecten (The Astrophysical Journal, 12 oktober). Veel soorten sterren variëren op allerlei golflengten in helderheid. Bekende voorbeelden zijn pulsars, supernova’s, vlamsterren en snelle radioflitsers. In eerste instantie werd bij de ontdekking van de nu ontdekte radiobron – ASKAP J173608.2-321635 – aan een pulsar gedacht: het snel ronddraaiende, compacte restant van een ‘dode’ ster. Maar de signalen ervan komen niet overeen met hoe pulsars zich gedragen. Het vreemde object is opgespoord door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Ziteng Wang van de Universiteit van Sydney (Australië). Het werd ontdekt bij een survey met de gevoelige ASKAP-radiotelescoop in West-Australië. Kijkend naar het centrum van de Melkweg ontdekten de astronomen een bron die aanvankelijk ‘onzichtbaar’ was, maar vervolgens een factor honderd helderder werd, op onvoorspelbare momenten uitdoofde en weer opdook. Dit patroon werd in 2020 zes keer weken achtereen gezien, maar pogingen om het object ook met een optische telescoop te bekijken liepen op niets uit. Ook op röntgen- en nabij infrarode golflengten is het object onzichtbaar. Het feit dat de radiostraling van ASKAP J173608.2-321635 sterk gepolariseerd is, kan er op wijzen dat deze onderhevig is aan verstrooiing en magnetische velden, mogelijk in het interstellaire medium tussen ons en de bron in. Maar het is ook denkbaar dat het object zélf sterk magnetisch is. Al met al staan de astronomen voor een raadsel. Het gedrag van ASKAP J173608.2-321635 doet een beetje denken aan dat van de zogeheten Galactic Center Radio Transients (ook wel ‘burpers’ genoemd). Maar het probleem is dat deze kleine klasse van radiobronnen heel klein is – er zijn er pas drie bekend – en dat ook deze objecten niet goed begrepen worden. (EE)
→ Strange radio waves emerge from the direction of the galactic centre

7 september 2021
Witte dwergsterren kunnen er jonger uitzien dan ze in werkelijkheid zijn. Dat is ontdekt door onderzoek met de Hubble Space Telescope aan witte dwergen in de bolvormige sterrenhoop M13, in het sterrenbeeld Hercules. Witte dwergen zijn de compacte, afkoelende overblijfselen van sterren zoals de zon die aan het eind van hun leven een groot deel van hun buitenlagen de ruimte in hebben geblazen (in de vorm van een zogheten planetaire nevel), en waarin geen kernfusiereacties in het inwendige meer voorkomen. Hoe ouder ze zijn, hoe koeler hun oppervlak is, en hoe minder licht ze uitstralen. In de (oude) bolhoop M13 zijn nu echter witte dwergen ontdekt die helderder en heter zijn dan je zou verwachten op basis van hun leeftijd. Aan het oppervlak van deze sterren vinden nog steeds stabiele kernfusiereacties plaats, waarbij waterstof wordt omgezet in helium. Hubble bestudeerde in totaal ruim 700 witte dwergen in twee bolvormige sterrenhopen: M13 en M3. In die laatste komen alleen 'gewone' witte dwergen voor. Het verschil is vermoedelijk terug te voeren op het feit dat M13 in het algemeen meer hete sterren bevat. Hoe de 'jeugdig ogende' witte dwergen precies zijn geëvolueerd is nog niet duidelijk; toekomstig onderzoek aan andere bolhopen zal daar mogelijk uitsluitsel over kunnen geven. Wel is duidelijk dat je voor een goede leeftijdsbepaling van een witte dwerg niet eenvoudigweg kunt afgaan op de waargenomen temperatuur en lichtkracht. (GS)
→ Hubble Discovers Hydrogen-Burning White Dwarfs Enjoying Slow Ageing

2 september 2021
Met behulp van de Europese Very Large Telescope in Chili en de Hubble Space Telescope in een baan om de aarde hebben sterrenkundigen de invloed gemeten van een pasgeboren protoster in de Orionnevel op zijn omgeving. Protosterren blazen energierijke 'jets' (straalstromen) de ruimte in, in twee tegenovergestelde richtingen. Waar zo'n jet in botsing komt met het omringende nevelgas, ontstaat een schokfront, dat (zeker op infrarode golflengten) zichtbaar is als een klein, helder gebiedje - een zogeheten Herbig-Haro-object (genoemd naar de twee ontdekkers). HH204 is zo'n Herbig-Haro-object in de Orionnevel, een van de actiefste stervormingsgebieden in de omgeving van de zon, op ca. 1350 lichtjaar afstand. Uit de metingen blijkt onder andere dat er in HH204 tot wel 350% meer gasatomen van zware elementen zoals ijzer en nikkel voorkomen dan elders in de Orionnevel. Dat komt doordat het nevelmateriaal ter plekke sterk wordt samgendrukt en verhit door de protostellaire jet, waardoor miscroscopische vaste metaaldeeltjes verdampen. Het onderzoek, geleid door de Spaanse astronoom José Eduardo Méndez Delgado, is gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Anatomy of the impact of a protostellar jet in the Orion Nebula

17 augustus 2021
Wetenschappers hebben een nog niet eerder opgemerkt onderdeel van ons Melkwegstelsel ontdekt: een van de spiraalarmen vertoont een uitsteeksel bestaande uit een verzameling jonge sterren en sterren-vormende gaswolken. Deze 3000 lichtjaar lange structuur is de eerste waarvan de oriëntatie zo drastisch afwijkt van die van de spiraalarm. Astronomen weten zo ongeveer hoe groot ons Melkwegstelsel is en welke vormen zijn spiraalarmen hebben, maar veel is nog onbekend. We kunnen vanaf de aarde nu eenmaal niet de volledige structuur van het stelsel overzien. Om toch meer te weten te komen over ons sterrenstelsel, heeft het onderzoeksteam, onder leiding van Michael Kuhn van het California Institute of Technology, zich gericht op een nabijgelegen deel van een zijn spiraalarmen: de zogeheten Sagittariusarm. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens die zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop Spitzer, voordat deze in januari 2020 werd uitgeschakeld. Spitzer nam het heelal waar op infraroodgolflengten – een soort straling die door wolken van gas en stof heen gaat, terwijl gewoon licht wordt tegengehouden. Om een driedimensionaal beeld te krijgen het betreffende deel van de Sagittariusarm, hebben Kuhn en zijn collega’s daarnaast ook de meest recente gegevens van de Europese Gaia-satelliet gebruikt. Deze satelliet doet nauwkeurige metingen van de afstanden en snelheden van sterren. Uit de Gaia-gegevens bleek dat de lange, dunne ‘zijtak’ van de Sagittariusarm uit jonge sterren bestaat die met bijna dezelfde snelheid en in dezelfde richting door de ruimte bewegen. Normaal gesproken voegen jonge sterren en gasnevels zich keurig naar de spiraalarm waar ze deel van uitmaken. Maar daar trekt het onderzochte deel van de Sagittariusarm zich niks van aan: de structuur staat duidelijk schuin op de rest van de arm. Het uitsteeksel omvat een aantal bekende gasnevels, waaronder de Adelaarsnevel (beroemd vanwege zijn ‘Zuilen der Schepping’) en de Lagunenevel. Vergelijkbare structuren, die ook wel hanensporen of veren worden genoemd, zijn ook in de armen van andere spiraalstelsels aangetroffen. Wetenschappers vroegen zich dan ook al tientallen jaren af of de spiraalarmen van ons Melkwegstelsel ook van die uitsteeksels zouden vertonen. En dat lijkt dus inderdaad het geval te zijn. (EE)
→ Astronomers Find a ‘Break’ in One of the Milky Way’s Spiral Arms

16 augustus 2021
Nieuw onderzoek van actief stervormingsgebied in het sterrenbeeld Ophiuchus (Slangendrager) geeft meer inzicht in de omstandigheden waarin ons eigen zonnestelsel is ontstaan. Het onderzoek laat met name zien hoe ons zonnestelsel verrijkt kan zijn geraakt met kortlevende radioactieve elementen, zoals aluminium-26 (Nature Astronomy, 16 augustus). Bewijzen voor dit verrijkingsproces bestaan al sinds de jaren 70 van de vorige eeuw, toen wetenschappers bepaalde minerale insluitsels in meteorieten ontdekten, die vervalproducten van kortlevende radionucliden bevatten. Deze radioactieve elementen zouden afkomstig kunnen zijn van een relatief nabije exploderende ster (een supernova) en/of van de sterke ‘sterrenwind’ van een klasse van zware sterren die Wolf-Rayetsterren worden genoemd. Bij hun waarnemingen van het stervormingsgebied in Ophiuchus heeft een Amerikaans onderzoeksteam interacties ontdekt tussen de gaswolken waarin zich nieuwe sterren vormen en de radionucliden in een naburige jonge sterrenhoop. Het radioactieve aluminium-26 in het Ophiuchus-stervormingsgebied verraadt zijn bestaan doordat het een bron van gammastraling is – energierijke elektromagnetische straling die met ruimtetelescopen kan worden waargenomen. Het stervormingsgebied is daarnaast ook op infraroodgolflengten onderzocht. De nieuwe bevindingen wijzen erop dat supernova-explosies in de sterrenhoop de meest waarschijnlijke bron van kortlevende radionucliden in het stervormingsgebied zijn. Dat suggereert dat ook ons eigen zonnestelsel hoogstwaarschijnlijk samen met een jonge sterrenhoop in een reusachtige gaswolk is ontstaan. Dat wil overigens niet zeggen dat elk nieuw gevormd stersysteem evenveel kortlevende radionucliden bevat. Modelberekeningen laten zien dat de hoeveelheid aluminium-26 die in een nieuw stersysteem terechtkomt sterk kan variëren. En dat is van belang voor de vroege evolutie van planeten. Bij het verval van aluminium-26 komt warmte vrij, en hoe meer warmte, des te droger zullen de planeten-in wording zijn. (EE)
→ Nearby star-forming region yields clues to the formation of our solar system

10 augustus 2021
Op 8 augustus is de ster RS Ophiuchi (RS Oph) binnen korte tijd een factor 600 helderder geworden. Daardoor is hij nu (net) met het blote oog te zien. Normaal gesproken is de ster alleen waarneembaar met een telescoop. RS Oph is een zogeheten recurrente nova op 5000 lichtjaar van de aarde. Ruwweg eens in de vijftien jaar ondergaat hij een forse explosie, waardoor hij gedurende enige tijd veel helderder is dan normaal. Voor het laatst gebeurde dit in 2006. RS Oph is in feite een dubbelster. Het bestaat uit een witte dwergster en een koele rode reuzenster. Deze laatste draagt in een gestaag tempo gas over aan zijn begeleider. Zodra zich een kritieke hoeveelheid van die materie op het oppervlak van de dwergster heeft verzameld, komt het tot een thermonucleaire explosie. De ster maakt deel uit van het sterrenbeeld Ophiuchus oftewel Slangendrager. Dit sterrenbeeld is momenteel 's avonds boven de zuidelijke tot zuidwestelijke horizon te vinden (kaartje). Naar verwachting zal de ster de komende weken geleidelijk zwakker worden en uiteindelijk niet meer waarneembaar zijn met het blote oog. (EE)
→ RS Ophiuchi in a rare outburst to naked-eye visibility

12 juli 2021
Astronomen hebben twee sterren ontdekt die – uiteindelijk met catastrofale gevolgen – naar elkaar toe spiralen. De grootste van de twee sterren is al niet meer rond, maar druppelvormig. Deze vorm wordt veroorzaakt door de zware witte dwerg waarmee hij een paar vormt. De ontdekking is gedaan door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Warwick (Nature Astronomy, 12 juli). De onderzochte dubbelster, met de aanduiding HD265435, bevindt zich op een afstand van ruwweg 1500 lichtjaar en bestaat uit een hete subdwergster en een witte dwergster die in ongeveer 100 minuten om elkaar heen wentelen. Doordat de beide sterren naar elkaar toe spiralen, zal deze omlooptijd geleidelijk steeds korter worden. Over ongeveer 70 miljoen jaar eindigt deze ‘dans’ in een supernova-explosie van type Ia. Een supernova-explosie van type Ia kan op twee manieren op gang komen. In het eerste scenario onttrekt een witte dwerg genoeg massa aan een begeleidende ster om 1,4 keer zo zwaar te worden als onze zon. Bij het bereiken van deze kritieke grens komen kernfusiereacties in het inwendige van de witte dwerg op gang, die tot een catastrofale explosie leiden. HD265435 lijkt het alternatieve scenario te volgen: de witte dwerg onttrekt niet genoeg massa aan zijn begeleider, maar zal uiteindelijk wel met deze samensmelten. Omdat de gezamenlijke massa van de twee sterren boven de 1,4 zonsmassa ligt, zal ook dit in een supernova-explosie resulteren. Tot nu toe is nog maar een handjevol van dit soort ‘kritieke’ dubbelstersystemen bekend. De ontdekking is gebaseerd op waarnemingen van de NASA-satelliet TESS. Deze satelliet kan de witte dwergster niet rechtstreeks waarnemen, omdat deze wordt overstraald door het felle licht van de hete subdwerg. Maar omdat deze laatste door de aantrekkingskracht van de nabije witte dwerg is uitgerekt tot een druppel, vertoont hij karakteristieke helderheidsvariaties. Uit deze variaties kan worden afgeleid dat de ‘onzichtbare’ witte dwerg ongeveer net zoveel massa heeft als onze zon, maar iets kleiner is dan de aarde. De hete subdwerg ‘weegt’ maar ongeveer 0,6 zonsmassa. (EE)
→ Teardrop star reveals hidden supernova doom

7 juli 2021
Een enorme explosie van tot nog toe onbekende aard – tien keer zo krachtig als een supernova – zou volgens een internationaal onderzoeksteam onder leiding van David Yong van de Australian National University (ANU) de verklaring kunnen zijn voor de bijzondere samenstelling van een 13 miljard jaar oude ster in het buitengebied van ons Melkwegstelsel. Een ‘magneto-rotationele hypernova’ zou daar de oorzaak van zijn (Nature, 7 juli). De 7500 lichtjaar verre ster, die de aanduiding SMSS J200322.54-114203.3 heeft gekregen, bevat meer zink, uranium, europium en wellicht ook goud dan andere sterren van zijn leeftijd. Volgens Yong en zijn collega’s zijn samensmeltingen van neutronensterren – de meest voor de hand liggende leveranciers van deze zware elementen – ontoereikend om de samenstelling van de ster te verklaren. Voor de vorming van de genoemde elementen is een grote hoeveelheid neutronen nodig, en de astronomen hebben berekend dat alleen de gewelddadige ineenstorting van een zeer vroege ster - versterkt door een snelle rotatie en de aanwezigheid van een sterk magnetisch veld - de extra benodigde neutronen kan verklaren. De eerste sterren in het heelal bestonden bijna volledig uit waterstof en helium. Uiteindelijk zijn deze sterren geëxplodeerd en stortten hun kernen in tot neutronensterren of zwarte gaten. Bij dat proces werden zware elementen gevormd die in kleine hoeveelheden werden opgenomen in de volgende generatie van sterren – de oudste sterren die nu nog bestaan.De afgelopen jaren zijn astronomen veel te weten gekomen over de hoeveelheden zware elementen die bij deze vroege sterexplosies kunnen zijn vrijgekomen. En de samenstelling van SMSS J200322.54-114203.3 past gewoon niet in dat plaatje. Omdat de zware elementen in de ster toch ergens vandaan moeten zijn gekomen, denken Yong en zijn collega’s dat de ster het eerste ‘tastbare’ bewijs is voor een extreem soort supernova-explosie, die alle stabiele elementen van het periodiek systeem tegelijk produceerde: een ‘kerncollaps-hypernova’ van een snel draaiende, sterk gemagnetiseerde zware ster. Hypernovae zijn al bekend sinds het einde van de jaren negentig. Het is echter voor het eerst dat een aanwijzing is gevonden voor een hypernova-explosie van een zware ster met zowel een snelle rotatie als een sterk magnetisch veld. (EE)
→ New type of massive explosion explains mystery star

5 juli 2021
De bolvormige sterrenhoop Palomar 5 bevat ruwweg drie keer zoveel zwarte gaten als op grond van het aantal sterren in de sterrenhoop werd verwacht. Dat betekent dat meer dan twintig procent van de massa van Palomar 5 uit zwarte gaten bestaat. En deze objecten hebben elk ongeveer twintig keer zoveel massa als onze zon. Tot die conclusie komt een onderzoeksteam onder leiding van de Nederlandse astronoom Mark Gieles van de Universiteit van Barcelona (Nature Astronomy, 5 juli). Palomar 5 is een bolvormige sterrenhoop in het sterrenbeeld Slang, op ongeveer 80.000 lichtjaar afstand. Hij is een van de ruwweg 150 bolvormige sterrenhopen die om ons Melkwegstelsel draaien. Net als de meeste van zijn soortgenoten is Palomar ongeveer 10 miljard jaar oud, wat betekent dat hij tijdens de vroege ontstaansfase van de Melkweg is gevormd. Hij heeft ongeveer tien keer minder massa en is vijf keer zo groot als de gemiddelde bolvormige sterrenhoop en is bezig om uit elkaar te vallen. Sterrenhopen als Palomar 5 worden in verband gebracht met de zogeheten sterrenstromen die de afgelopen jaren in het buitengebied van ons Melkwegstelsel zijn ontdekt. Het vermoeden bestaat dat deze lange linten van sterren de overblijfselen zijn van sterrenhopen die uiteen zijn gevallen. Palomar 5 is tot nu toe de enige sterrenhoop die rechtstreeks aan zo’n sterrenstroom kan worden gelinkt. Aan de hand van computersimulaties hebben Gieles en zijn medewerkers de banen en de evolutie van elke ster van Palomar 5 nagebootst. Ze varieerden de initiële eigenschappen van de sterrenhoop totdat een duidelijke overeenkomst werd gevonden met de waarnemingen van de sterrenhoop en de bijbehorende sterrenstroom. De zwarte gaten in Palomar 5 zijn ontstaan bij supernova-explosies van zware sterren. Aanvankelijk was hun aandeel kleiner dan nu, maar doordat sterren gemakkelijker uit de sterrenhoop konden ontsnappen, is het relatieve aantal zwarte gaten mettertijd toegenomen. De computersimulaties laten zien dat de sterrenhoop kort voordat hij over ruwweg een miljard jaar helemaal uit elkaar valt volledig uit zwarte gaten zal bestaan. (EE)
→ Astronomers discover an oversized black hole population in the star cluster Palomar 5

30 juni 2021
Astronomen hebben de kleinste en zwaarste witte dwergster ontdekt die ooit is waargenomen. De smeulende sintel, die ontstaan is door het samensmelten van twee lichtere witte dwergen, heeft meer massa dan onze zon, maar is niet veel groter dan onze maan (Nature, 1 juli). Het klinkt paradoxaal, maar kleine witte dwergen hebben meer massa dan grote. Dat komt doordat in witte dwergen geen kernfusie meer plaatsvindt. Bij normale sterren biedt de daarbij gegeneerde energie tegenwicht aan de eigen zwaartekracht. Witte dwergen zijn de ineengestorte restanten van sterren die ooit maximaal acht keer zo zwaar waren als onze zon. Ook de zon zal over ongeveer vijf miljard jaar haar buitenste lagen afstoten en samentrekken tot een witte dwerg. Ongeveer 97 procent van alle sterren ondergaan dit lot. Anders dan onze zon hebben veel sterren een andere ster als begeleider. En wanneer deze sterren elk lichter zijn dan acht zonsmassa’s, eindigen ze beide als witte dwergen die geleidelijk naar elkaar toe spiralen en met elkaar versmelten. Als ze samen genoeg massa hebben, resulteert dat in een supernova-explosie. Zo niet, dan ontstaat simpelweg een nieuwe, zwaardere witte dwerg die snel om zijn as tolt en een sterk magnetisch veld ontwikkelt. Dat laatste lijkt met de nu ontdekte kleine witte dwergster ZTF J1901+1458 te zijn gebeurd. Het object heeft bijna anderhalf keer zoveel massa als onze zon en een magnetisch veld dat bijna een miljard keer sterker is. Het heeft een rotatietijd van slechts zeven minuten. Volgens zijn ontdekkers heeft de witte dwerg zoveel massa dat hij nog verder ineen kan storten. In dat geval zou hij veranderen in een zogeheten neutronenster. Uit het feit dat een object als dit op de relatief kleine afstand van 130 lichtjaar is aangetroffen, leiden de astronomen af dat er in ons Melkwegstelsel veel van dit soort kleine, zware witte dwergsterren te vinden moeten zijn. En dat zou weer kunnen betekenen dat veel neutronensterren uit samensmeltende witte dwergen zijn voortgekomen. (EE)
→ Astronomers Have Identified A White Dwarf So Massive That It Might Collapse

28 juni 2021
Een wereldwijd onderzoeksteam, onder leiding van astronomen van de Universiteit van Californië te Santa Barbara (UCSB), heeft het eerste overtuigende bewijs gevonden voor een type supernova-explosie dat al veertig jaar geleden op theoretische gronden is voorspeld: een ‘elektronenvangst-supernova’. Supernova’s van dit type worden in verband gebracht met zogeheten SAGB-sterrren, een zeldzame klasse van zware sterren. De ontdekking geeft meer inzicht in de supernova die in het jaar 1054 drie weken lang bij daglicht te zien was (Nature Astronomy, 28 juni). De nieuwe klasse van een supernova-explosies is een lichtere variant van de explosies die sterren van meer dan tien zonsmassa’s ondergaan. Deze sterren zetten door middel van kernfusie in hoog tempo lichte elementen om in zwaardere, totdat hun kernen geheel uit ijzer bestaan en vervolgens ineenstorten tot een zwart gat of een neutronenster. In sterren die net iets lichter zijn dan tien zonsmassa’s hebben niet genoeg massa om een ijzerkern te vormen. Bij hen stoppen de fusiereacties al zodra hun kernen uit zuurstof, neon en magnesium bestaan. Wanneer dat gebeurt, wordt een deel van de elektronen in kern van de ster ‘ingevangen’ door hun atoomkernen. Door het verdwijnen van de elektronen bezwijkt de kern van de ster onder zijn eigen gewicht en volgt er een relatief zwakke supernova-explosie. Het bestaan van dit soort supernova’s werd in 1980 voorspeld door de Japanse astronoom Ken'ichi Nomoto en anderen. Mettertijd zijn ook voorspellingen gedaan van hoe de SAGB-sterren die uiteindelijk zo’n supernova-explosie ondergaan eruit zouden moeten zien. Deze zware sterren zouden al vóór de explosie veel massa moeten verliezen en een ongewone chemische samenstelling moeten vertonen. En de uiteindelijke supernova-explosie zou relatief weinig radioactief ‘puin’ moeten achterlaten. Dit laatste is daadwerkelijk waargenomen bij een supernova die in 2018 te zien was in het 31 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 2146. En Daichi Hiramatsu van de UCSB en zijn collega’s hebben op oude opnamen van de Hubble-ruimtetelescoop nu ook de waarschijnlijke voorganger van de toenmalige supernova-explosie opgespoord: een ster die sterke overeenkomsten vertoont met een SAGB-ster. Het nieuwe onderzoek versterkt het al bestaande vermoeden dat ook de supernova-explosie van 1054 – waarvan het restant bekendstaat als de Krabnevel – een elektronenvangst-supernova was. Het verklaart ook waarom deze supernova wat helderder was dan de theoretische modellen voorspelden: zijn helderheid werd vermoedelijk versterkt doordat het puin van de supernova in botsing kwam met materiaal dat voordien al door de oorspronkelijke ster was uitgestoten, net zoals dat bij de supernova van 2018 lijkt te zijn gebeurd. (EE)
→ The discovery of a new type of supernova illuminates a medieval mystery

23 juni 2021
Onderzoekers van de Universiteit van Maryland hebben de eerste afbeelding met hoge resolutie gemaakt van een uitdijende bel van heet plasma en geïoniseerd gas waarin sterren worden geboren. Eerdere afbeeldingen lieten de bel en het uitdijende karakter ervan niet duidelijk zien. Bij hun analyse maakten de onderzoekers gebruik van gegevens van een van de helderste en grootste stervormingsgebieden in het Melkwegstelsel, die met de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)-telescoop zijn verkregen. Daaruit blijkt dat de sterrenhoop Westerlund 2 is omgeven door één enkele uitdijende gasbel, terwijl eerdere onderzoeken erop leken te wijzen dat er twee bellen rond Westerlund 2 zouden kunnen zijn. De onderzoekers hebben ook de bron van de bel geïdentificeerd, evenals de energie die de expansie aandrijft (The Astrophysical Journal, 23 juni). Wanneer zware sterren worden geboren, produceren ze een veel sterkere uitstoot van protonen, elektronen en atomen dan onze zon. Deze uitstoot wordt ‘sterrenwind’ genoemd, en extreme sterrenwinden zijn in staat bellen te blazen in de omringende wolken van koud, dicht gas. Bij hun onderzoek hebben de astronomen gekeken naar de expanderende bel rond Westerlund 2. Daarbij hebben ze zijn straal, massa en uitdijingssnelheid kunnen meten. De oppervlakken van zulke uitzettende bellen bestaan uit een dicht gas van geïoniseerde koolstof en vormen een soort buitenschil rond de bellen. Aangenomen wordt dat er binnenin deze schillen nieuwe sterren worden gevormd. Maar net als bij kokende soep in pan, overlappen de bellen die deze sterrenhopen omsluiten elkaar en zijn ze vermengd met wolken van omringend gas. Daardoor is het lastig om de oppervlakken van afzonderlijke bellen te onderscheiden. Postdoc Maitraiyee Tiwari en haar collega’s hebben een duidelijker beeld van de bubbel rond Westerlund 2 verkregen door de straling te meten die de sterrenhoop verspreid over het hele elektromagnetische spectrum uitzendt. Eerdere onderzoeken beperkten zich tot radio- en submillimetergolflengten en leverden daardoor veel minder detailrijke beelden op. Een van de belangrijkste metingen werd gedaan op ver-infrarode golflengten, waarop specifieke koolstofionen in de schil straling uitzenden. Door aan de hand van het dopplereffect te bepalen hoe snel deze ionen bewegen, en in welke richting, hebben Tiwari en haar medeonderzoekers een driedimensionale reconstructie van de uitdijende bel van sterrenwind rond Westerlund 2 kunnen maken. Daarbij ontdekten ze niet alleen dat zich rond Westerlund 2 maar één uitdijende bubbel bevindt, maar ook dat deze ongeveer een miljoen jaar geleden aan één kant is opgebroken, waardoor er heet gas kon ontsnappen en de uitdijing van de schil vertraagde. De uitdijing kwam ongeveer 250.0000 jaar geleden weer op gang, toen een andere zware, heldere ster in Westerlund 2 een sterke sterrenwind begon te produceren. Daarbij leefde het stervormingsproces in de schil weer op. Vermoedelijk zal dit proces nog wel even doorgaan, al zal het mettertijd steeds minder zware sterren opleveren. (EE)
→ First clear view of a boiling cauldron where stars are born

16 juni 2021
De relatie tussen sterren en de hen omringende planeten lijkt nog complexer te zijn dan al werd vermoed. Dat is de conclusie van een nieuw onderzoek van tienduizenden sterren met behulp van NASA’s röntgensatelliet Chandra. Bij het onderzoek is gekeken naar de impact die krachtige uitbarstingen van jonge sterren kunnen hebben op de planeten die om hen heen cirkelen. Ook onze aarde is, miljarden jaren geleden, door zulke uitbarstingen (van de toen nog jonge zon) geteisterd. Bij het onderzoek, onder leiding van Kostantin Getman van Pennsylvania State University (VS), hebben astronomen Chandra-gegevens geanalyseerd van meer dan 24.000 sterren, verspreid over veertig verschillende stervormingsgebieden. Daarbij hebben ze meer dan duizend sterren opgespoord die zogeheten supervlammen of zelfs megavlammen produceren. Dat zijn uitbarstingen die respectievelijk honderdduizend tot tien miljoen keer zo krachtig zijn als de krachtigste zonnevlam die onze zon in het recente verleden heeft geproduceerd. De krachtige opvlammingen zijn in alle onderzochte stervormingsgebieden en bij sterren van uiteenlopende massa’s waargenomen. Uit de Chandra-gegevens blijkt dat elke jonge ster meerdere supervlammen per week produceert en ongeveer twee megavlammen per jaar. De onderzochte sterren zijn allemaal jonger dan vijf miljoen jaar. Ter vergelijking: onze zon bestaat al 4,5 miljard jaar. Astronomen vermoeden dat de krachtige uitbarstingen gunstig kunnen zijn voor het planeetvormingsproces. Ze verdrijven het gas en stof uit de omgeving van de ster en stimuleren daarmee het ontstaan van rotsachtig materiaal dat cruciaal is voor de vorming van planeten. Anderzijds kunnen de super- en megavlammen reeds gevormde planeten met zo veel krachtige straling bestoken, dat ze hun eventuele atmosferen kwijtraken. (EE)
→ The Give and Take of Mega-Flares From Stars

16 juni 2021
Een internationaal team van onderzoekers met daarbij Alex de Koter (Universiteit van Amsterdam en KU Leuven) heeft het mysterie opgelost rond de plotseling zwakker schijnende ster Betelgeuze. Deze grote ster in het sterrenbeeld Orion werd eind 2019 opeens donkerder en lichtte in maart 2020 weer op. De oorzaak blijkt een enorme stofsluier die de ster overschaduwde en dus niet een ophanden zijnde supernova. De onderzoekers publiceren hun bevindingen donderdag in het vakblad Nature. Betelgeuze is een rode superreus die bijna 20 keer zo zwaar is als de zon en een bijna 1200 keer grotere straal heeft. De meeste rode superreuzen exploderen op enig moment als supernova. Voorafgaand aan zo’n explosie kan de ster minder fel gaan schijnen. Mede-onderzoeker en expert op het gebied van zeer grote sterren Alex de Koter: ‘Dus toen Betelgeuze zoveel lichtzwakker werd, hielden we ons hart vast.’ De onderzoekers gebruikten de Very Large Telescope van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili en maakten opnamen in december 2019, januari 2020 en maart 2020. ‘Voor deze ene keer zagen we het uiterlijk van een ster eens op een tijdschaal van enkele weken veranderen’, zegt onderzoeksleider Miguel Montargès (Observatoire de Paris en KU Leuven). Op basis van de telescoopbeelden en de bestaande kennis over Betelgeuze gaan de onderzoekers ervan uit dat de ster eerst een grote gasbel uitstootte. Daarna koelde een deel van het steroppervlak af. Dat zorgde ervoor dat de gasbel condenseerde tot een wolk met vaste silicaatdeeltjes. En die stofwolk overschaduwde de ster vervolgens als een soort stofsluier. De Koter: ‘Zo'n stofwolk ontstaat waarschijnlijk eens in de 5 à 10 jaar, maar dat er een precies voor de ster zit, gebeurt hoogstens eens per eeuw. Zeldzaam dus, maar het is geen vooraankondiging van het einde van de ster. Natuurlijk blijven we Betelgeuze en andere rode superreuzen nauwgezet volgen, want je weet maar nooit.’ 
→ Oorspronkelijk persbericht

15 juni 2021
De draaiing van de centrale balk van ons Melkwegstelsel, die uit miljarden opeengehoopte sterren bestaat, is sinds zijn ontstaan met ongeveer een kwart vertraagd. Deze afremming werd al dertig jaar geleden voorspeld, en is nu voor het eerst ook gemeten. De meting, verricht door een team van Britse onderzoekers, is gebaseerd op gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. Bij hun onderzoek hebben de astronomen de Gaia-gegevens geanalyseerd van de zogeheten Hercules-stroom – een grote opeenhoping van sterren die in hetzelfde tempo om het Melkwegcentrum draait als de centrale balk. Deze sterren zijn in de greep van de zwaartekracht van de draaiende balk. Als de draaiing van de balk afneemt, zouden de sterren zich naar verwachting verder naar buiten verplaatsen, zodat hun omlooptijden synchroon blijven lopen met de rotatietijd van de balk. De Britse astronomen hebben ontdekt dat de sterren in de Hercules-stroom een specifieke chemische vingerafdruk vertonen. Ze bevatten relatief veel elementen zwaarder dan helium, wat bewijst dat ze zich oorspronkelijk dichter bij het Melkwegcentrum hebben bevonden, waar de sterren tien keer zoveel zware elementen bevatten als die elders in het Melkwegstelsel. Uit dit gegeven leiden astronomen af dat de balk, die biljoenen zonsmassa’s aan materie bevat, sinds zijn ontstaan minstens 24 procent langzamer is gaan draaien. De oorzaak zou volgens hen liggen bij afremmende werking van de donkere materie in de halo (het buitenste omhulsel) van ons Melkwegstelsel. (EE)
→ Dark matter is slowing the spin of the Milky Way’s galactic bar

14 juni 2021
De materie in het binnenste van neutronensterren is minder goed samen te drukken dan eerder werd gedacht. Een mondiaal samenwerkingsverband, geleid door onder anderen Anna Watts van de Universiteit van Amsterdam, komt tot die conclusie nadat ze met NASA’s Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de grootte en massa hebben bepaald van de zwaarst bekende neutronenster: PSR J0740+6620. NICER is een röntgentelescoop aan boord van het Internationale Ruimtestation ISS. Het resultaat is geaccepteerd voor publicatie in het vaktijdschrift Astrophysical Journal Letters. Aan het eind van hun leven raakt de brandstof in de kern van zware sterren op, en klappen ze onder hun eigen gewicht in elkaar, voordat ze ontploffen als supernova. De allerzwaarste sterren blijven achter als zwarte gaten, de andere worden neutronensterren. Neutronensterren zijn extreme objecten: ze hebben meer massa dan de zon bij een doorsnee van enkele tientallen kilometers. Maar welke vorm neemt de materie aan in de binnenkern, waar de dichtheid extreem hoog is? In traditionele modellen van een doorsnee neutronenster, met ongeveer 1,4 maal de massa van de zon, verwachten natuurkundigen dat de binnenkern grotendeels gevuld is met neutronen. De lagere dichtheid zorgt ervoor dat de neutronen ver genoeg uit elkaar blijven om intact te blijven, en deze innerlijke stijfheid resulteert in een grotere neutronenster. In zwaardere neutronensterren zoals J0740 is de dichtheid van de binnenkern veel hoger, waardoor de neutronen dichter op elkaar worden gedrukt. Het is onduidelijk of neutronen onder deze omstandigheden intact kunnen blijven of dat ze in plaats daarvan in quarks uiteenvallen. Op basis van de metingen met NICER schatten de onderzoekers dat J0740 een diameter van 25 tot 27 kilometer heeft. Daarmee is hij ongeveer even groot als de eerder onderzochte neutronenster J0030, terwijl deze laatste ongeveer een derde minder zwaar is. Dat sluit uit dat het inwendige van J0740 is samengedrukt tot een ‘zee’ van quarks. 
→ Volledig persbericht

11 juni 2021
Britse astronomen hebben een reuzenster op 25.000 lichtjaar van de aarde ontdekt waarvan de helderheid met een factor 30 afnam. Daarna werd de ster, met de aanduiding VVV-WIT-08 – weer helderder (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 11 juni). Hoewel veel sterren helderheidsvariaties vertonen – bijvoorbeeld omdat ze pulseren of door een andere ster bedekt worden – is het heel uitzonderlijk dat een ster in de loop van enkele maanden steeds zwakker wordt om vervolgens weer in helderheid toe te nemen. De ontdekkers denken dat de ster, die honderd keer zo groot is als onze zon, een nog onbekende begeleider heeft die, vanaf de aarde gezien, eens in de paar decennia voor hem langs schuift. Het zou gaan om een zwakke ster of een planeet die omgeven is door een ondoorzichtige stofschijf. Er waren al twee andere sterren bekend die een vergelijkbaar gedrag vertonen. De ene is de reuzenster Epsilon Aurigae, die eens in de de 27 jaar deels achter een enorme stofschijf verdwijnt en ongeveer de helft zwakker wordt. Het tweede voorbeeld is de recent ontdekte ster TYC 2505-672-1 die eens in de 69 jaar een bedekking ondergaat. VV-WIT-08 is ontdekt in het kader van de VISTA Variables in the Via Lactea survey (VVV), een project waarbij de helderheden van een miljard sterren worden gemonitord met de VISTA-telescoop van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in het noorden van Chili. Naast VV-WIT-08 heeft het Britse team nog twee andere reuzensterren ontdekt die merkwaardig helderheidsgedrag vertonen. Hoe dit soort wijde stersystemen zijn ontstaan, is nog onduidelijk. (EE)
→ Astronomers spot a ‘blinking giant’ near the centre of the Galaxy

8 juni 2021
Een team onder leiding van Lucy Ziurys van de Universiteit van Arizona heeft ongekend gedetailleerde waarnemingen gedaan van zogeheten planetaire nevels. Met behulp van de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) registreerden Ziurys en haar team in vijf van deze gasnevels radio-emissies van waterstofcyanide (HCN), formylion (HCO+) en koolmonoxide (CO). Planetaire nevels zijn heldere gasnevels die ontstaan ​​wanneer relatief lichte sterren het einde van hun bestaan naderen. Naar verwachting zullen de meeste sterren in ons Melkwegstelsel, waaronder ook de zon, hun bestaan afsluiten met het uitstoten van een planetaire nevel. Nadat de stervende ster grote hoeveelheden gas heeft weggeblazen en in een witte dwerg is veranderd, zendt hij gewoonlijk intense ultraviolette straling uit. Lang is gedacht dat deze straling de uitgestoten moleculen tot atomen zou afbreken. De afgelopen jaren zijn echter allerlei organische moleculen in planetaire nevels aangetoond, wat erop wijst dat het wel meevalt met de ‘sloop’ van deze moleculen. De nieuwe waarneemresultaten die vandaag zijn gepresenteerd tijdens de 238ste (virtuele) bijeenkomst van de American Astronomical Society ondersteunen het idee dat planetaire nevels belangrijke bronnen van moleculair materiaal zijn – materiaal dat weer als grondstof dient voor de vorming van nieuwe sterren en planeten. Tot voor kort gingen astronomen ervan uit dat wolken van moleculair gas – ook wel ‘stellaire kraamkamers’ genoemd – helemaal opnieuw zouden moeten beginnen met het samenvoegen van atomen tot moleculen. Maar het lijkt er nu dus op dat ze van meet af aan al van moleculen zijn voorzien. Als dat inderdaad zo is, zou dat de chemische evolutie van pas gevormden stersystemen sterk versnellen. Volgens Ziurys zijn veel planetaire nevels enigszins een raadsel, omdat ze allerlei vreemde vormen vertonen terwijl ze door bolvormige sterren zijn uitgestoten. Volgens haar wordt de complexe geometrie van de nevels veroorzaakt door bepaalde processen die samenhangen met de nucleosynthese – de vorming van nieuwe elementen – in de ster. Een mogelijk verklaring zouden de zogeheten heliumflitsen in de ster kunnen zijn – de uiterst korte, maar zeer explosieve kernreacties die zich buiten de kern van de stervende ster afspelen. Bij zo’n heliumflits kan stermaterie via de polen van de ster worden weggeblazen en door magnetische velden worden weggeleid. En dit zal gevolgen hebben voor de vorm van de nevel die zich om de ster vormt. In een tweede presentatie doet Lilia Koelemay, een promovendus in de onderzoeksgroep van Ziurys, verslag van de ontdekking van organische moleculen in de buitenwijken van ons Melkwegstelsel, ver buiten de zogeheten galactische leefbare zone. Deze zone, waarbinnen ook ons zonnestelsel zich bevindt, wordt beschouwd als een gebied waar de omstandigheden gunstig zijn voor het ontstaan van leven. Aangenomen wordt dat dit gebied zich uitstrekt tot ongeveer 32.600 lichtjaar van het centrum van het Melkwegstelsel. Met behulp van de ARO-telescoop van de Universiteit van Arizona hebben Koelemay en haar team nu echter de signatuur van methanol ontdekt in zeer koude moleculaire wolken op meer dan tweemaal zo grote afstand van het Melkwegcentrum. De aanwezigheid daar van dit eenvoudige organische molecuul doet vermoeden dat de leefbare zone van het Melkwegstelsel veel omvangrijker is dan tot nog toe werd aangenomen. (EE)
→ Organic molecules reveal clues about dying stars and outskirts of Milky Way

3 juni 2021
Witte dwergen, de gloeiende kernen van dode sterren, zijn vaak omgeven door stoffig puin. Deze puinschijven verschijnen echter pas 10 tot 20 miljoen jaar nadat de oorspronkelijke ster tot ‘rode reus’ opzwol en zijn gasmantel afstootte. Nieuw onderzoek door Jordan Steckloff van het Planetary Science Institute in Tucson, Arizona (VS) heeft een verklaring voor deze vertraging opgeleverd (The Astrophysical Journal Letters, 2 juni). Wanneer een zonachtige ster geen nucleaire brandstof meer heeft, zwelt hij op en verliest hij een groot deel van zijn massa. Het resterende deel stort ineen tot een witte dwerg – een bal van koolstof en zuurstof ter grootte van de aarde met ongeveer de helft van de massa van de zon. Tijdens dit proces worden de omloopbanen van planeten en planetoïden die om de ster draaien verstoort. Als gevolg daarvan kunnen sommige planetoïden hun moederster (de witte dwerg) zo dicht naderen, dat ze door getijdenkrachten tot stof worden verpulverd. De verwachting was dan ook dat jonge witte dwergen omgeven moeten zijn door planetair puin. Waarnemingen laten echter zien dat zulke puinschijven pas een hele tijd later worden gevormd. Steckloff en zijn team hebben met behulp van modelberekeningen aangetoond dat deze vertraging het gevolg is van het feit dat jonge witte dwergen extreem heet zijn. Zó heet dat het stof van verpulverde planetoïden snel verdampt en verdwijnt. Het stof stopt pas met verdampen wanneer het oppervlak van de witte dwerg is afgekoeld tot een temperatuur van ongeveer 27.000 graden. Het resultaat in overeenstemming met waarnemingen van deze witte dwergsystemen: alle stoffige puinschijven zijn aangetroffen bij witte dwergen die koeler zijn dan deze kritische temperatuur. (EE)
→ White Dwarf Stars’ Debris Disk Formation Delayed

26 mei 2021
Onderzoek door wetenschappers van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) zetten vraagtekens bij de schommelbeweging die de vervormde schijf van ons Melkwegstelsel zou vertonen (zie video). Het lijkt erop dat deze schommelbeweging of precessie niet bestaat of op z’n minst veel trager is dan werd aangenomen. Al sinds eind jaren 50 weten astronomen dat de schijf van ons Melkwegstelsel, waar het leeuwendeel van zijn honderden miljarden sterren verblijft, niet plat is, maar aan de ene kant wat omhoog, en aan de andere kant wat omlaag is gekromd. Hierdoor bevinden de sterren, het gas en het stof in het buitengebied van het Melkwegstelsel zich niet in hetzelfde vlak als de centrale schijf. Op basis van een analyse van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, kwamen onderzoekers in 2020 tot de conclusie dat de vervorming van de Melkwegschijf niet statisch is, maar met een periode van ongeveer 600 miljoen jaar van oriëntatie verandert, net als een schommelende draaitol. Bij hun nieuwe onderzoek hebben Žofia Chrobáková en Martín López Corredoira van het IAC vastgesteld dat de vermeende schommelbeweging bijna verdwijnt als er – anders dan bij het onderzoek uit 2020 – naar de omvangrijke populatie van miljarden jaren oude sterren wordt gekeken. De verdeling van deze populatie blijkt een veel geringere vervorming te vertonen dan die van de slechts enkele tientallen miljoenen jaren oude sterren die bij het eerdere onderzoek waren gebruikt. Volgens Chrobáková en Corredoira hoeft dat niet per se te betekenen dat de vervorming van de Melkwegschijf géén schommelbeweging maakt, maar die beweging is in elk geval veel trager dan verondersteld. (EE)
→ Does the Milky Way move like a spinning top?

17 mei 2021
Astronomen zijn erin geslaagd om de leeftijden bepalen van enkele van de oudste sterren in ons Melkwegstelsel. Door gegevens van ‘stertrillingen’ en informatie over de chemische samenstelling van de sterren met elkaar te combineren is daarbij een ongekende precisie bereikt (Nature Astronomy, 17 mei). Het onderzoeksteam, onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Birmingham, onderzocht ongeveer honderd rode reuzensterren en heeft daarbij ontdekt dat sommige daarvan oorspronkelijk hebben behoord tot het kleine sterrenstelsel Gaia-Enceladus, dat 8 tot 11 miljard jaar geleden door het Melkwegstelsel is ‘opgeslokt’. De resultaten laten zien dat de groep onderzochte sterren allemaal een vergelijkbare leeftijd hebben, of iets jonger zijn dan de meerderheid van de sterren waarvan bekend is dat ze hun leven in de Melkweg zijn begonnen. Dit bevestigt bestaande theorieën die suggereren dat het Melkwegstelsel al grote aantallen sterren had gevormd vóórdat de fusie met Gaia-Enceladus plaatsvond. De meeste van deze sterren bevinden zich nu duizenden lichtjaren boven en onder het Melkwegvlak. Bij hun berekeningen hebben de astronomen gebruik gemaakt van asteroseismologische gegevens van de Kepler-satelliet, en deze gecombineerd met gegevens van de Europese Gaia-ruimtetelescoop en de spectroscopisch APOGEE-survey. Alledrie leveren informatie op over de eigenschappen van sterren in ons Melkwegstelsel. Asteroseismologie is een relatief nieuwe techniek waarbij de relatieve frequenties en amplitudes van de natuurlijke trillingen van sterren worden gemeten. Op die manier kunnen astronomen informatie verzamelen over de grootte en de inwendige structuur van een ster. En aan de hand daarvan kan een nauwkeurige schatting worden gemaakt van diens leeftijd. (EE)
→ Dating the stars – Scientist provide most accurate picture yet

4 mei 2021
Een team van astronomen, onder leiding van Igor Soszyński van de Universiteit van Warschau (Polen), heeft ontdekt waarom veel zogeheten rode reuzensterren trage, regelmatige helderheidsvariaties vertonen. Uit infraroodwaarnemingen met de NEOWISE-satelliet blijkt dat de oorzaak ervan niet bij de sterren zelf ligt. Zonachtige sterren zwellen tegen het einde van hun bestaan sterk op en koelen daarbij af. Ze veranderen daardoor in ‘rode reuzen’. Nog wat later vertonen ze sterke helderheidsvariaties die verschillende oorzaken kunnen hebben: pulsaties van de sterren zelf, opstijgende convectiecellen in hun atmosfeer en zelfs wolken van stof rond de ster. De veranderlijkheid van de rode reuzensterren wordt redelijk goed begrepen, op één aspect na: dat van de zogeheten lange secundaire perioden. Sommige rode reuzen vertonen naast de eerder genoemde variaties namelijk ook veel tragere helderheidsdips die zich afspelen op tijdschalen van maanden tot jaren. Onduidelijk was of ook deze trage helderheidsvariaties door iets in de ster zelf worden veroorzaakt. Uit infraroodwaarnemingen van zevenhonderd van dit soort sterren blijkt nu dat de helft daarvan in het infrarood een tweede helderheidsdip vertonen die volledig uit fase loopt met de ‘hoofddip’. Volgens Soszyński en collega’s bewijst dit dat de langperiodieke variabiliteit van deze rode reuzensterren wordt veroorzaakt door een kleiner object dat om de ster heen draait. Dat object zou volgens de astronomen een om de ster cirkelende planeet kunnen zijn, die stof uit de opgezwollen atmosfeer van de ster opveegt. Daardoor zou de planeet fors in omvang toenemen, opwarmen en een komeetachtige stofstaart ontwikkelen. Steeds als deze begeleider van ons uit gezien voor zijn ster langs schuift, zien we een diepe helderheidsdip op zowel visuele als infrarode golflengten. De tweede dip ontstaat wanneer de planeet – die geen licht uitzendt, maar wél infraroodstraling – achter zijn ster langs trekt. (EE)
→ Solving the Mystery of Varying Red Giants

3 mei 2021
Een team van astronomen onder Nederlandse leiding heeft ontdekt dat zware sterren anders ontstaan dan hun kleine broertjes en zusjes. Waar kleine sterren vaak een geordende schijf van stof en materie om zich heen hebben, is de materiaalaanvoer bij grote sterren een chaotische puinhoop. Dat blijkt uit waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waarvan de resultaten onlangs in het The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd. Van jonge, kleine sterren is goed bekend hoe ze ontstaan. Ze onttrekken op een relatief georganiseerde manier materie aan een schijf van gas en stof. Astronomen hebben al veel van deze stofschijven gezien, maar nog nooit bij jonge, zware sterren. De vraag was dan ook of grote sterren wel op dezelfde manier ontstaan als kleine sterren. ‘Onze waarnemingen hebben nu overtuigend bewijs opgeleverd dat het antwoord nee is’, zegt Ciriaco Goddi, verbonden aan de Radboud Universiteit Nijmegen en het ALMA-expertisecentrum Allegro aan de Universiteit Leiden. Goddi voerde een team aan dat drie zeer jonge, zware sterren bestudeerde in stervormingsgebied W51 op ongeveer 17.000 lichtjaar van de aarde. De onderzoekers zochten speciaal naar grote, stabiele schijven met naar buiten bewegende straalstromen van materiaal, loodrecht op het vlak van de schijf. Met het grote oplossend vermogen van de ALMA-telescopen zouden zulke schijven te zien moeten zijn. Maar in plaats van stabiele schijven toonden de waarnemingen gasslierten die vanuit allerlei richtingen op de jonge, zware sterren af komen. Daarnaast zagen de onderzoekers zogeheten jets die erop duiden dat er mogelijk kleine, voor de telescoop onzichtbare, schijven zijn. Verder lijkt het erop dat de schijf van een van de drie onderzochte sterren zo’n honderd jaar geleden is omgedraaid. Kortom: chaos. De astronomen komen tot de conclusie dat deze zware jonge sterren, in elk geval in hun jonge jaren, worden gevoed met materiaal dat met onregelmatige snelheden uit allerlei richtingen toestroomt – anders dus dan bij kleine sterren, waarbij een stabiele instroom van materiaal plaatsvindt. Ze vermoeden dat dit waarschijnlijk de reden is dat er geen grote, stabiele schijven kunnen ontstaan. 
→ Oorspronkelijk persbericht

1 mei 2021
Astronomen vermoeden dat de enorm krachtige magnetische velden van witte dwergsterren op ongeveer dezelfde manier ontstaan als het magnetische veld van de aarde: door middel van een dynamo-mechanisme (Nature Astronomy, 29 april). Witte dwergen zijn de compacte overblijfselen van sterren die aan het einde van hun bestaan hun buitenlagen hebben afgestoten. Ze zijn ruwweg zo groot als de aarde, maar hebben ongeveer net zoveel massa als onze zon. Sommige van deze objecten vertonen een magnetisch veld dat een miljoen keer sterker is dan dat van de aarde, maar tot nu toe was onduidelijk hoe deze ontstaan. Een team onder leiding van Matthias Schreiber van de Universidad Santa María in Chili denkt nu een oplossing te hebben gevonden voor dit raadsel. De wetenschappers hebben aangetoond dat in witte dwergen een dynamo-mechanisme kan optreden, dat vergelijkbaar is met dat van de aarde, maar veel sterkere magnetische velden genereert. In een (fiets)dynamo wekt een ronddraaiende magneet elektrische stromen op in een stroomdraad. In planeten, en blijkbaar ook in sommige witte dwergen, werkt het precies omgekeerd: bewegingen van elektrisch geladen deeltjes wekken een magnetisch veld op. In het geval van de aarde gebeurt dit in de mantel van vloeibaar ijzer die de vaste ijzerkern van onze planeet omgeeft. Een soortgelijke situatie kan optreden in een witte dwergster, mits deze voldoende is afgekoeld. Wanneer een ster zijn gaslagen heeft afgestoten, blijft een zeer hete kern achter (de witte dwerg) die uit vloeibare koolstof en zuurstof bestaat. Zodra deze voldoende is afgekoeld, begint hij van binnenuit te kristalliseren en ontstaat er een vaste kern, die omgeven is door een laag van elektrisch geleidende vloeistof. Dat hoeft niet per se in een krachtig magnetisch veld te resulteren. Maar witte dwergen die materie van een begeleidende normale ster ontvangen, gaan heel snel draaien. Daardoor lopen de snelheden in de vloeistof sterk op en wordt het magnetische veld vele malen sterker. (EE)
→ Discovered: The mechanism that generates huge white dwarf magnetic fields

22 april 2021
Sterren zoals de zon worden draaiend geboren. Maar naarmate ze ouder worden leidt de interactie tussen hun magnetische velden en de uitstoot van geladen deeltjes (‘sterrenwind’) ertoe dat hun rotatie wordt afgeremd. Nieuw onderzoek onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Birmingham (VK) bevestigt dat deze ‘magnetische afremming’ minder effectief is dan verwacht (Nature Astronomy, 22 april). In 2016 vonden astronomen voor het eerst aanwijzingen dat de magnetische afremming bij oudere sterren niet altijd even goed werkt. Dat bleek uit waarnemingen van sterren in dezelfde levensfase als de zon, die sneller leken te draaien dan theoretisch was voorspeld. De ontdekking was gebaseerd op een methode waarbij astronomen donkere vlekken op het oppervlak van een ster lokaliseren, en deze volgen terwijl ze meebewegen met de draaiing van de ster. Bij jonge sterren, die veel ‘stervlekken’ vertonen, werkt deze methode goed, maar oudere sterren vertonen minder stervlekken, waardoor de ‘magnetische afremming’ zich moeilijker laat vaststellen. Bij het nu gepubliceerde onderzoek hebben astronomen niet naar stervlekken gekeken, maar gebruik gemaakt van ‘asteroseismologie’ – een vrij nieuwe techniek waarbij de oscillaties van het steroppervlak worden gemeten die door geluidsgolven in het inwendige van een ster worden veroorzaakt. Door de frequenties van deze oscillaties te meten, kan voor zowel oude als jonge sterren de rotatiesnelheid worden berekend. De nieuwe waarnemingen bevestigen de eerdere resultaten: de magnetische afremming is zwakker dan lang is aangenomen. De exacte oorzaak staat nog niet vast, maar een mogelijke factor kan zijn dat de magnetische velden van sterren mettertijd veranderen. (EE)
→ The Science of Spin – Asteroseismologists Confirm Older Stars Rotate Faster Than Expected

22 april 2021
Astronomen hebben op 1 mei 2019 een grote uitbarsting waargenomen bij Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster na de zon. Het was de grootste ‘flare’ (vlam) van deze ster die ooit in ultraviolet licht is waargenomen. Proxima is een rode dwergster op slechts vier lichtjaar van de aarde. Rond de ster cirkelen minstens twee planeten, waarvan de binnenste ongeveer even groot is als onze eigen planeet. Proxima is zeven keer zo klein als de zon en heeft acht keer zo weinig massa. Ondanks hun geringe omvang staan rode dwergsterren bekend om hun wispelturige gedrag: ze barsten veel vaker en heviger uit dan onze (nogal tamme) zon. Om te onderzoeken of deze uitbarstingen dezelfde oorzaak hebben als die van de zon, heeft een onderzoeksteam onder leiding van Evgenya Shkolnik en Parke Loyd van Arizona State University Proxima veertig uur lang waargenomen met negen telescopen op aarde en in de ruimte, waaronder de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Chili en de Hubble-ruimtetelescoop. Het was tijdens deze waarnemingsactie dat Proxima een uitzonderlijk hevige vlam produceerde. Binnen enkele seconden nam de helderheid van de ster in het ultraviolet met een factor 14.000 toe. De sterrenvlam, die slechts zeven seconden duurde, was ook waarneembaar op radiogolflengten. Alles bij elkaar was de vlam honderd keer krachtiger dan de uitbarstingen die onze zon produceert. Het was bovendien niet de enige vlam die Proxima in die veertig uur produceerde. Vermoed wordt dat dit onstuimige gedrag funest kan zijn voor de leefbaarheid van de planeten die om de ster cirkelen. Anderzijds kan de vrijkomende straling ook chemische reacties in gang zetten waarbij moleculen worden gevormd die nodig zijn voor het ontstaan van organisch leven. Sterrenvlammen ontstaan wanneer de magnetische velden nabij het oppervlak van een ster zodanig verstrengeld raken, dat ze knappen. Daarbij komt dermate veel energie vrij dat enorme aantallen geladen deeltjes met bijna de snelheid van het licht de ruimte in worden geschoten. (EE)
→ Humongous flare from sun’s nearest neighbor breaks records

9 april 2021
De Nederlandse sterrenkundige Ewine van Dishoeck (Universiteit Leiden) heeft met een internationaal team van collega's een overzichtsartikel geschreven over alles wat we dankzij ruimtetelescoop Herschel weten over water in de interstellaire ruimte. Het artikel in het vakblad Astronomy & Astrophysics zet bestaande kennis op een rij en bevat ook nieuwe informatie over waar het water op nieuwe, mogelijk leefbare werelden vandaan komt. Hoe en waar water wordt gevormd in de ruimte tussen de sterren en hoe dit water uiteindelijk op een planeet als de aarde terechtkomt, was tot tien jaar geleden niet overtuigend vastgesteld. Dat kwam onder andere doordat waarnemingen met telescopen vanaf de aarde verstoord worden door onze eigen waterrijke atmosfeer. In 2009 lanceerde ESA de ver-infrarode ruimtetelescoop Herschel die onderzoek aan water als een van zijn speerpunten had. Dat gebeurde vooral met het onder Nederlandse leiding gebouwde HIFI-instrument, ook wel de ‘moleculenjager’ genoemd. De telescoop deed tot 2013 dienst. In de afgelopen jaren verschenen er tientallen wetenschappelijke artikelen met losse Herschel-resultaten over water. Nu zijn deze resultaten op een rij gezet, gecombineerd en uitgebreid met nieuwe inzichten. De nieuwe studie beschrijft de levensloop van water van de eerste tot de laatste fase van het stervormingsproces, inclusief de tussenliggende stadia die tot nu toe onderbelicht waren gebleven. Het artikel toont aan dat het merendeel van het water wordt gevormd als ijs op piepkleine stofdeeltjes in de koude en ijle interstellaire wolken. Als die wolk ineenstort tot nieuwe sterren en planeten, blijkt het water vrijwel onaangetast te blijven. Daarna wordt het gros van het water snel verankerd in stofdeeltjes zo groot als kiezelstenen. In de roterende schijf rond de jonge ster vormen die kiezelstenen dan de bouwstenen voor nieuwe planeten. Verder hebben de onderzoekers uitgerekend dat vrijwel alle nieuwe zonnestelsels worden geboren met voldoende water om een paar duizend oceanen te vullen. Ewine van Dishoeck: ‘Het is fascinerend om je te realiseren dat als je een glas water drinkt, het merendeel van die moleculen al meer dan 4,5 miljard jaar geleden zijn gemaakt in de wolk waaruit onze zon en de planeten ontstonden.’ In de toekomst hopen de onderzoekers meer water in het heelal te bestuderen en dan met name in zich vormende planeetstelsels. Maar dat kan nog wel even duren. Een met Herschel vergelijkbare ruimtetelescoop staat namelijk op z'n vroegst rond 2040 gepland. Wel gaat eind 2021 de James Webb ruimtetelescoop de lucht in. Daarop zit het mede in Nederland gebouwde MIRI-instrument dat juist een onderdeel van de waterkaart kan ophelderen dat tot nu toe buiten bereik bleef. MIRI kan namelijk de warme waterdamp zien in de binnenste zones van stofschijven. 
→ Volledig persbericht

8 april 2021
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Japanse fysicus Teruaki Enoto, heeft ontdekt dat de ‘gigantische radiopulsen’ van de zogeheten Krabpulsar samenvallen met een toename van de röntgenstraling die deze uitzendt. De ontdekking suggereert dat de pulsen van deze en andere snel ronddraaiende neutronensterren honderden keren energierijker zijn dan tot nu toe werd aangenomen (Science, 9 april). De Krabpulsar is het compacte overblijfsel van een supernova-explosie die in het jaar 1054 door Chinese en Japanse geleerden is waargenomen. Bij deze gebeurtenis is een ster ontploft die ongeveer tien keer zoveel massa had als onze zon. Daarbij werden de buitenlagen van de ster de ruimte in geblazen en stortte zijn kern ineen tot een ongeveer dertig kilometer grote ‘bal’ van neutronen. Van een tiental pulsars in onze Melkweg is bekend dat ze gigantische radiopulsen kunnen produceren – extreem korte pulsen van radiostraling die slechts een milliseconde duren. Het vermoeden bestaat dat deze uitschieters ook de oorsprong kunnen zijn van de zogeheten snelle radioflitsen – korte stoten radiostraling die van bronnen ver buiten ons Melkwegstelsel afkomstig zijn. Ook de snelle radioflitsen worden in verband gebracht met (jonge) pulsars. Om dit mogelijke verband nader te onderzoeken, hebben Enoto en zijn collega’s het gedrag van de Krabpulsar onder de loep genomen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens die verspreid over drie jaar zijn verzameld door ruimtetelescopen, radiotelescopen op aarde en NICER, een meetinstrument aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Uiteindelijk is het gelukt om daarbij voor het eerst een duidelijk verband aan te tonen tussen de uitbarstingen op röntgen- en radiogolflengten. (EE)
→ Giant radio pulses from pulsars are hundreds of times more energetic than previously believed

8 april 2021
Aan de hand van gegevens van NASA-ruimtetelescoop Spitzer en twee telescopen op aarde hebben wetenschappers de drie snelst ronddraaiende bruine dwergen ontdekt die ooit zijn waargenomen. Bruine dwergen zijn objecten die qua massa tussen een zware planeet en een lichte ster in zitten. Ze zijn niet in staat om door middel van kernfusie energie op te wekken en stralen daardoor veel minder fel dan ‘echte’ sterren. Het drietal heeft ongeveer dezelfde afmetingen als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel, maar hebben veertig tot zeventig keer zoveel massa. Ze draaien ongeveer in een uur om hun as – tien keer zo snel als Jupiter dat doet. Net als sterren of planeten draaien bruine dwergen al vanaf hun ontstaan om hun as. Doordat ze afkoelen en samentrekken, gaan ze vervolgens sneller draaien – net als een kunstschaatser die zijn armen intrekt. Tot nu toe hebben astronomen de rotatietijden van een stuk of tachtig bruine dwergen gemeten, en die lopen uiteen van minder dan twee uur tot tientallen uren. Vanwege deze grote spreiding in draaisnelheid verraste het de onderzoekers dat de nu ontdekte exemplaren allemaal in ongeveer een uur om hun as wentelen, terwijl er aanwijzingen zijn dat ze zeer uiteenlopende leeftijden hebben. Volgens de astronomen kan dat haast geen toeval zijn: blijkbaar is dit zo’n beetje de hoogst mogelijke draaisnelheid. Onduidelijk is of er ook bruine dwergen bestaan die daadwerkelijk bezig zijn om zichzelf aan flarden te ‘centrifugeren’. Tot nu toe zijn die niet gevonden, en dat zou erop kunnen wijzen dat bruine dwergen van een ingebouwd ‘remmechanisme’ zijn voorzien. (EE)
→ Trio of Fast-Spinning Brown Dwarfs May Reveal a Rotational Speed Limit

30 maart 2021
Astronomen hebben, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een aantal ‘babysterren’ ontdekt in het centrum van ons Melkwegstelsel. Dat is verrassend omdat eerdere onderzoeken erop leken te wijzen dat deze omgeving niet geschikt is voor de vorming van nieuwe sterren. Sterren ontstaan uit wolken van gas en stof die onder invloed van hun eigen zwaartekracht samentrekken. Als deze samentrekking door invloeden van buitenaf wordt verstoord, kan het stervormingsproces verstoord raken. Rond het Melkwegcentrum zijn allerlei mogelijke storingsbronnen aanwezig. Sterke turbulenties kunnen de gaswolken in beroering brengen en hun samentrekking verhinderen, en sterke magnetische velden kunnen het gas bijstaan tegen zijn strijd tegen de zwaartekracht. Om meer inzicht te krijgen in de effecten die de stervorming verstoren, heeft een team onder leiding van Xing LU, een astronoom van de Nationale Sterrenwacht van Japan, met ALMA naar gebieden rond het Melkwegcentrum gekeken waar ruimschoots voldoende gas aanwezig is, maar voor zover bekend geen stervorming plaatsvindt. Tot hun verrassing ontdekten de astronomen daarbij meer dan achthonderd compacte concentraties van gas en stof. Aanvankelijk was niet duidelijk of in deze concentraties daadwerkelijk sterren worden gevormd. Daarom hebben Lu en zijn collega’s (weer met ALMA) gezocht naar de energetische uitstromen van gas die kenmerkend zijn voor sterren-in-wording. Daarbij ontdekten ze 43 kleine, zwakke ‘gasjets’. En dat bewijst dat zich ook nabij het Melkwegcentrum babysterren kunnen vormen. (EE)
→ Stellar Eggs near Galactic Center Hatching into Baby Stars

25 maart 2021
Gegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia suggereren dat de meest nabije sterrenhoop, de 153 lichtjaar verre Hyaden, uiteenvalt onder invloed van de zwaartekracht van een omvangrijke, maar niet waarneembare structuur in ons Melkwegstelsel. Als dat klopt, zou dat een aanwijzing kunnen zijn voor het bestaan van een populatie van ‘subhalo’s’ van donkere materie – onzichtbare wolken van deeltjes die overblijfselen zijn van de vorming van de Melkweg. De subhalo’s zouden zich inmiddels over het hele Melkwegstelsel hebben verspreid en een onzichtbare substructuur hebben gevormd. De zwaartekracht van zo’n substructuur zou een waarneembare invloed uitoefenen op alles wat te dicht in zijn buurt komt. De ontdekking van de (vermeende) substructuur is gebaseerd op waarnemingen van het gedrag van sterren die zich hebben losgemaakt van de Hyaden. Net als bij andere sterrenhopen leiden de onderlinge wisselwerkingen tussen de sterren van de Hyaden tot ontsnappingen. Hierdoor valt de sterrenhoop geleidelijk uit elkaar. Bekend was al dat een stuk of honderd Hyaden zich inmiddels hebben verspreid over een gebied met een middellijn van zestig lichtjaar. De nieuwste meetgegevens van Gaia wijzen er echter op dat er nog veel meer ontsnappingen hebben plaatsgevonden. Een onderzoeksteam onder leiding van ESA-astronoom Tereza Jerabkova heeft met behulp van een computermodel duizenden sterren opgespoord die ooit tot de Hyaden hebben behoord. De ontsnapte sterren vormen nu twee duizenden lichtjaren lange linten: zogeheten getijdenstaarten. De ene ‘staart’ beweegt voor de Hyaden uit, de andere sukkelt erachteraan. En daarbij valt op dat laatstgenoemde minder sterren bevat dan het computermodel vooraf voorspelde. Met behulp van aanvullende computersimulaties heeft Jerabkova nu aangetoond dat het waargenomen tekort aan sterren verklaarbaar is als de betreffende getijdenstaart in botsing is gekomen met een wolk van materie van ongeveer 10 miljoen zonsmassa’s. In de omgeving van de getijdenstaart is echter geen massarijke gaswolk of sterrenhoop te bekennen. Jerabkova suggereert daarom dat de verstoring door een subhalo van donkere materie kan zijn veroorzaakt, maar helemaal zeker is dat nog niet. Het is denkbaar dat bij toekomstig gericht onderzoek alsnog normale massarijke structuren in de buurt van de getijdenstaart worden opgespoord. Maar ondertussen willen zij en haar team ook andere sterrenhopen op raadselachtige verstoringen gaan onderzoeken. (EE)
→ Is the nearest star cluster to the Sun being destroyed?

19 maart 2021
Astronomen weten dat sterren ontstaan door het samentrekken van enorme wolken van waterstofgas. Daarbij belandt uiteindelijk slechts ongeveer dertig procent van het gas in de sterren die zich vormen. Aangenomen werd dat de overige zeventig procent tijdens het vormingsproces door de sterren worden weggeblazen. Maar nieuw onderzoek lijkt deze veronderstelling te ondergraven. Tijdens de geboortefase van een ster, die slechts ongeveer 500.000 jaar duurt, neemt zijn massa snel toe. Maar tijdens die groei, ontwikkelt een ster een hevige ‘sterrenwind’ en twee jets die gas de omgeving in blazen. Door deze uitstroom van gas ontstaat een holte in de omringende gaswolk. De meest gangbare theorieën voorspellen dat zo’n holte mettertijd gestaag groter word, tot aan het moment dat de gaswolk rond de ster volledig is opgeruimd. Op dat moment stokt de groei van de ster, omdat hij geen gas meer aangevoerd krijgt. Om dit proces nader te onderzoeken heeft een team van astronomen bestaande gegevens over ruim driehonderd protosterren – ‘sterren-in -wording’ – geanalyseerd die tussen 2008 en 2017 door de ruimtetelescopen Hubble, Spitzer en Herschel zijn verzameld. De jonge protosterren maken alle deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Orion. De resultaten wijzen erop dat de hoeveelheid gas die deze jonge objecten uitstoten lang niet zo groot is als tot nu toe werd aangenomen. Tegen het einde van hun vormingsproces hebben sommige sterren namelijk tamelijk kleine holtes gevormd. Het idee dat het de hevige uitstoot van gas is die bepaalt hoeveel een ster uiteindelijk verzamelt, gaat dus niet op. Waardoor de toevoer van gas naar de ster-in-wording dan wél wordt afgesneden, is nog onduidelijk. (EE)
→ Hubble Shows Torrential Outflows From Infant Stars May Not Stop Them From Growing

18 maart 2021
Astronomen hebben een omvangrijk, voorheen onbekend reservoir van polycyclische aromatische koolwaterstoffen (paks) ontdekt in een donkere, koude wolk van moleculen. Tot nu toe namen astronomen aan dat organische verbindingen van dit type voornamelijk werden geproduceerd in de atmosferen van stervende sterren. Maar ze blijken dus ook voor te komen in koude, donkere wolken waarin nog geen stervorming optreedt. Geschat wordt dat paks tot wel een kwart van alle koolstof in het heelal bevatten. Bij hun speurtocht naar paks hebben de astronomen gebruik gemaakt van de Green Bank Telescope, de grootste ‘stuurbare’ radiotelescoop ter wereld, in Virginia (VS). Dit instrument werd gericht op de Taurus Molecular Cloud (TMC-1) – een grote wolk van stof en gas op ruwweg 450 lichtjaar van de aarde, die ooit zal samentrekken en nieuwe sterren zal gaan vormen. Dat er in zulke wolken paks te vinden zouden zijn, werd al vermoed sinds de jaren 80, maar de aangetroffen hoeveelheden zijn vele malen groter dan gedacht. Ook blijkt het om verrassend veel soorten te gaan: meer dan tien zijn er geïdentificeerd. Vermoed wordt dat deze moleculen uiteindelijk zullen samenklonteren tot interstellaire stofdeeltjes, die uiteindelijk in planetoïden, kometen en planeten belanden. (EE)
→ Scientists uncover warehouse-full of complex molecules never before seen in space

11 maart 2021
Al tientallen jaren gaan wetenschappers ervan uit dat de kosmische (deeltjes)straling waarmee de aarde wordt gebombardeerd afkomstig is van supernova-explosies. Bij zulke explosies schieten inderdaad deeltjes met bijna de lichtsnelheid de ruimte in. Maar nieuw onderzoek wijst erop dat zelfs supernova’s niet krachtig genoeg zijn om deeltjes met een bewegingsenergie van ruwweg duizend biljoen elektronvolt (afgekort: PeV) te produceren (Nature Astronomy, 11 maart). En toch wordt kosmische straling van deze energie waargenomen. Een onderzoeksteam onder leiding van Petra Hüntemeyer van de Michigan Technological University suggereert nu dat de PeV-deeltjes in de kosmische straling niet afkomstig zijn van supernova’s, maar van actieve stervormingsgebieden zoals de 5000 lichtjaar verre Cygnus Cocoon. In zulke ‘stellaire kraamkamers’ ontstaan naast ‘gewone’ zonachtige sterren ook honderden zeer hete massarijke sterren. Deze sterren produceren hevige sterrenwinden in de vorm van een continue uitstroom van met name protonen. Wanneer de winden van verschillende sterren met elkaar in botsing komen, ontstaan schokgolven waarbij de deeltjes worden versneld. Bij de heftige interacties tussen protonen komt gammastraling vrij, en het is deze straling die Hüntemeyer en haar collega’s hebben waargenomen. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van het High-Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC) op de flank van een (dode) vulkaan in het zuiden van Mexico, die speciaal is ontworpen voor de detectie van energierijke gammastraling die de aardatmosfeer binnendringt. Met HAWC kan niet alleen worden gemeten welke energie deze straling heeft, maar ook uit welke richting hij kwam. Zo kon een verband worden gelegd tussen de meest energierijke gammastraling en de Cygnus Cocoon. (EE)
→ Not so fast, supernova: highest-energy cosmic rays detected in star clusters

4 maart 2021
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de kolossale ster VY Canis Majoris, die deel uitmaakt van het sterrenbeeld Grote Hond, net zulke helderheidsveranderingen vertoont als de ster Betelgeuze van het sterrenbeeld Orion, maar dan op veel grotere schaal. Vorig jaar straalde Betelgeuze gedurende enkele weken beduidend minder fel dan anders, om zich vervolgens weer te herstellen. Dat verschijnsel wordt toegeschreven aan een wolk van stof die is ontstaan door de uitstoot van materie door de ster zelf. Betelgeuze is een grote, koele ster, die tot de rode superreuzen wordt gerekend. VY Canis Majoris is nog eens honderd keer zo groot: het is een rode hyperreus met een middellijn van honderden miljoenen kilometers die 300.000 keer zo fel straalt als onze zon. Maar net als bij Betelgeuze neemt zijn helderheid soms flink af. Het duurt vervolgens jaren voordat hij weer op volle kracht straalt. Nieuwe waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop, onder leiding van Roberta Humphreys van de Universiteit van Minnesota in Minneapolis (VS), wijzen erop dat ook VY Canis Majoris wordt ‘gedimd’ door wolken van stof dat is ontstaan uit gasachtig materiaal dat door de ster zelf is uitgestoten. Door een reeks van grote uitbarstingen hebben zich grote bogen van plasma (heet geïoniseerd gas) rond de ster gevormd die zich over honderden miljarden kilometers uitstrekken. Uit eerder onderzoek was al gebleken dat deze plasmabogen in de loop van de afgelopen eeuwen door de ster zelf zijn uitgestoten. Met de Hubble-ruimtetelescoop hebben Humphreys en haar collega’s nu ook dichter bij VY Canis Majoris opeenhopingen van heet gas ontdekt, die mogelijk nog geen eeuw oud zijn. Uit de snelheid waarmee dit gas beweegt leiden de astronomen af dat ze waarschijnlijk verband houden met enkele ‘verduisteringen’ van de ster die in de vorige eeuw zijn waargenomen. Anders dan Betelgeuze is de hyperreus inmiddels niet meer met het blote oog te zien. Hij stoot honderd keer zoveel massa uit als zijn kleinere soortgenoot, soms in porties van twee Jupitermassa’s. Alles bij elkaar is hij daardoor mogelijk al ongeveer de helft van zijn oorspronkelijke massa kwijtgeraakt. Hoe het uiteindelijk met VY Canis Majoris zal aflopen, staat nog niet vast. Het is denkbaar dat de ‘monsterster’, net als Betelgeuze, zijn bestaan zal afsluiten met een supernova-explosie. Maar het is ook denkbaar dat hij simpelweg instort en in een zwart gat verandert. (EE)
→ Hubble Solves Mystery of Monster Star’s Dimming

3 maart 2021
Bij de eerste complete hemelsurvey met de röntgentelescoop eROSITA aan boord van de Russisch-Duitse Spektr-RG-missie hebben astronomen van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik een eerder onbekende supernovarest ontdekt. Het object, dat Hoinga wordt genoemd, bevindt zich verrassend genoeg ver van het vlak van de Melkweg, waar het overgrote deel van de sterren te vinden is. Zware sterren sluiten hun bestaan af met een enorme explosie die ‘supernova’ wordt genoemd. Geschat wordt dat er gemiddeld eens in de dertig tot vijftig jaar ergens in de Melkweg een supernova-explosie plaatsvindt. Het eigenlijke verschijnsel is maar gedurende enkele maanden waarneembaar, en gaat bovendien vaak schuil achter verduisterende wolken van stof. Het is dan ook ruim 400 jaar geleden dat astronomen getuige zijn geweest van een supernova in de Melkweg. Een supernova mag dan kort duren, het nagloeiende restant ervan kan nog 100.000 jaar waarneembaar blijven. Zo’n restant bestaat uit materiaal dat met grote snelheid door de ontploffende ster is weggeblazen en zich een weg baant door het interstellaire medium. Ongeveer driehonderd van zulke supernovaresten zijn tot nu toe opgespoord – veel minder dan de naar schatting 1200 die in onze Melkweg te vinden zouden moeten zijn. Dat kan betekenen dat er veel minder supernova-explosies plaatsvinden dan gedacht of dat er veel supernovaresten over het hoofd zijn gezien. Vandaar dat astronomen op allerlei golflengten naar supernova-resten aan het speuren zijn – in dit geval dus met een röntgentelescoop. Het ‘puin’ van een supernova-explosie heeft temperaturen van miljoenen graden en is daardoor een krachtige bron van energierijke röntgenstraling. Supernovarest Hoinga liet zich verrassend makkelijk opsporen. Met een middellijn van 4,4 graden – ongeveer negentig keer de schijnbare diameter van de vollemaan – is hij de grootste supernovarest die ooit op röntgengolflengten is ontdekt. Maar het is vooral zijn ligging ver van het Melkwegvlak die opzien baart. Alles bij elkaar zal eROSITA de komende jaren acht complete hemelsurveys gaan doen. Dat daarbij nieuwe supernovaresten zouden worden ontdekt, werd al verwacht. Maar dat de eerste al zo vroeg zou worden opgemerkt, is verrassend. Het zou inderdaad weleens kunnen betekenen dat de gebruikelijke zoekstrategie – het Melkwegvlak afspeuren – tekortschiet. (EE)
→ Hoinga: The largest supernova remnant ever discovered with X-rays

1 maart 2021
Japanse astronomen hebben een nauwkeurige methode ontwikkeld om de oppervlaktetemperaturen van rode superreuzen te bepalen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 1 maart). Rode superreuzen zijn een klasse van massarijke sterren die hun (relatief) korte bestaan eindigen met een supernova-explosie. Sterren bestaan in allerlei soorten en maten. Onze zon is een vrij klein exemplaar, zeker in vergelijking met een rode superreus als Betelgeuze, een heldere ster in het sterrenbeeld Orion. Rode superreuzen hebben meer dan negen keer zoveel massa als onze zon. Ondanks het feit dat rode superreuzen extreem helder en dus van grote afstand waarneembaar zijn, laten hun temperaturen zich maar moeilijk vaststellen. Dat komt door de gecompliceerde structuur van het buitenste deel van hun atmosfeer. Om de temperatuur van een rode superreus te kunnen meten, hebben astronomen spectrale informatie nodig die niet door de hoge atmosfeer van de ster wordt beïnvloed. In het ideale geval zou dat een enkelvoudige absorptielijn van een bepaald chemisch element zijn, maar die zijn bijvoorbeeld bij Betelgeuze niet aangetroffen. In plaats daarvan hebben de Japanse astronomen echter ontdekt dat de verhouding tussen twee absorptielijnen van het element ijzer samenhangt met de temperatuur. Anders gezegd: door de dieptes van deze beide absorptielijnen te meten, en op elkaar te delen, kan de temperatuur van de ster tot op ongeveer 50 graden nauwkeurig worden vastgesteld. Voor Betelgeuze vinden de onderzoekers een temperatuur van 3618 kelvin oftewel 3345 graden Celsius, wat goed in overeenstemming is met eerdere schattingen. Ter vergelijking: de oppervlaktetemperatuur van onze zon bedraagt 5500 graden Celsius. (EE)
→ Sensing suns

25 februari 2021
Met behulp van gegevens van de Europese Gaia-satelliet heeft een team onder leiding van doctoraalstudent Kareem El-Badry van de Universiteit van Californië te Berkeley een omvangrijke catalogus van dubbelsterren samengesteld. De catalogus omvat 1,3 miljoen dubbelsterren op afstanden tot 3000 lichtjaar. De Gaia-satelliet doet nauwkeurige metingen van de afstanden en bewegingen van honderden miljoenen sterren. El-Badry en zijn collega’s hebben deze meetresultaten gebruikt om sterren te selecteren die vlak naast elkaar staan, even ver verwijderd zijn van de aarde en min of meer in dezelfde richting bewegen. De nieuwe oogst aan dubbelsterren bestaat grotendeels uit hoofdreekssterren: sterren die – net als onze zon – bezig zijn om waterstof tot helium te fuseren. Maar er zitten ook 1400 dubbelsterren tussen die uit twee witte dwergen bestaan (afkoelende sterren die een groot deel van hun gas hebben afgestoten) of uit een witte dwerg en een normale ster. De catalogus kan worden gebruikt om de sterparen aan een ‘demografisch’ onderzoek te onderwerpen. Dat moet bijvoorbeeld inzicht geven in de massaverhoudingen tussen de sterren die een dubbelster vormen, hun onderlinge afstanden en hun leeftijden. Een van de resultaten van het onderzoek is dat de sterren die een dubbelster vormen vaak bijna dezelfde massa hebben. Het lijken als het ware ‘identieke tweelingen’ te zijn. Dat is vreemd, omdat de sterren veelal tientallen miljarden kilometers van elkaar verwijderd zijn. Volgens gangbare stervormingstheorieën zouden ze daarom willekeurige massa’s moeten hebben. El-Badry en medewerkers vermoeden dan ook dat de sterparen veel dichterbij elkaar zijn ontstaan tijdens een proces dat in de vorming van twee sterren van vergelijkbare massa resulteert, die door interacties met andere nabije sterren uit elkaar zijn gedreven. (EE)
→ Binary stars are all around us

22 februari 2021
Een internationaal team van sterrenkundigen onder Nederlandse leiding heeft een jonge ster in beeld gebracht waarbij de omringende stofschijf nog steeds gevoed wordt vanuit de omgeving. De foto is uitgeroepen tot foto van de week van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO). Het bijbehorende onderzoek verschijnt in Astrophysical Journal Letters. SU Aur of voluit SU Aurigae is een ster die veel jonger en zwaarder is dan onze zon. Hij is ongeveer 4 miljoen jaar oud en staat op ongeveer 500 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Voerman (Auriga). De ster is niet te zien met het blote oog. Een internationaal team van onderzoekers bracht met behulp van het SPHERE-instrument op de Very Large Telescope de ster en zijn omgeving in detail in kaart. Daarna combineerden ze hun gegevens met eerdere waarnemingen van de Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) en de ruimtetelescoop Hubble. De stofstaarten in de nieuwe afbeelding komen uit de omringende nevel die waarschijnlijk gevormd is nadat de ster botste met een enorme wolk van gas en stof. Door de verschillende waarnemingen met elkaar te combineren, konden de sterrenkundigen afleiden dat er nog steeds materiaal vanuit de nevel en de staarten naar de stofschijf valt. Ook zagen de onderzoekers dat de ster en de stofschijf waarin mogelijk planeten gaan ontstaan, niet netjes op een lijn draaien. Ze vermoeden dat de materiaalaanvoer de verkeerde uitlijning veroorzaakt. 
→ Volledig persbericht

18 februari 2021
Het bekende stellaire zwarte gat Cygnus X-1 is niet 15, maar 21 zonsmassa’s zwaar. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen van sterrenkundigen van onder meer de Universiteit van Amsterdam. De waarnemingen zijn goed nieuws voor astronomen, want daarmee wordt de kloof kleiner tussen lichte, stellaire zwarte gaten en middelzware zwarte gaten (Science, 19 februari). Een internationaal team van astronomen onder leiding van James Miller-Jones (voorheen UvA, nu Curtin University, Australië) keek zes dagen lang met de Very Long Baseline Array naar het zwarte gat en zijn omgeving. De Very Long Baseline Array is een radiotelescoop met tien schotels, verspreid over de VS, die samen één grote gecombineerde telescoop vormen. Doordat de astronomen het zwarte gat meerdere dagen volgden, zagen ze hoe snel het zwarte gat zich verplaatste ten opzichte van sterren die heel ver weg staan. Daardoor konden ze heel precies de afstand bepalen tussen het zwarte gat en de aarde. Die bleek veel groter te zijn dan toe nu toe gedacht. De wetenschappers konden vervolgens de massa berekenen met behulp van de afstand en de omlooptijd van het zwarte gat om zijn begeleidende ster. Die massa blijkt dus niet 15 zonsmassa’s, maar 21. En de begeleidende ster is ook een stuk zwaarder dan onderzoekers lang dachten. Coauteur Phil Uttley (UvA): ‘Dat is interessant, want zulke zware stellaire zwarte gaten en begeleidende sterren kunnen uiteindelijk samensmelten tot een middelgroot zwart gat. We hebben van botsende middelgrote zwarte gaten al zwaartekrachtsgolven opgevangen, maar we konden ze nog niet goed verklaren met waarnemingen.’ Cygnus X-1 werd in 1964 ontdekt toen geigertellers aan boord van een sub-orbitale raket op hol sloegen. Ze bleken een grote hoeveelheid röntgenstraling op te vangen uit het heelal. Lange tijd was de wetenschap er niet van overtuigd dat het om een zwart gat ging. De bekende natuurkundige Stephen Hawking bijvoorbeeld, wedde in 1974 dat Cygnus X-1 geen zwart gat was. In 1990 gaf hij zich gewonnen. Het zwarte gat Cygnus X-1 begon zijn leven waarschijnlijk als een ster met een massa van ongeveer zestig keer die van de zon. Tienduizenden jaren geleden stortte de ster in en werd het een zwart gat. Nu draait het zwarte gat in vijf en halve dag rond een grote begeleidende ster.
→ Volledig persbericht

12 februari 2021
Bij onderzoek van het hart van de bolvormige sterrenhoop NGC 6397 is een onverwachte ontdekking gedaan. In plaats van één massarijk zwart gat lijkt zich daar een opeenhoping van lichtere zwarte gaten te bevinden (Astronomy & Astrophysics, 11 februari). Bolvormige sterrenhopen, ook wel bolhopen genoemd, zijn stersystemen waarin honderdduizenden sterren dicht opeengepakt zitten. Deze systemen zijn doorgaans erg oud: het onderzochte exemplaar, NGC 6397, is bijna zo oud als het heelal zelf. De bolhoop, die wordt gekenmerkt door een zeer compacte kern, bevindt zich op een afstand van 7800 lichtjaar en is daarmee een van de meest nabije. Aanvankelijk dachten astronomen dat zich in de kern van NGC 6397 één middelzwaar zwart gat had verschanst. Objecten van dit type houden het midden tussen de superzware zwarte gaten (vele miljoenen keren zoveel massa als de zon) die in de kernen van sterrenstelsels te vinden zijn, en ‘normale’ zwarte gaten (maximaal enkele tientallen zonsmassa’s). Tot nu toe zijn nog niet veel van die middelzware zwarte gaten ontdekt. Astronomen Eduardo Vitral en Gary Mamon van het Parijse Instituut voor Astrofysica (IAP) hoopten dat middelzware zwarte gat in de dichte kern van NGC 6397 te kunnen opsporen. Daarbij ontdekten ze inderdaad een onzichtbare massaconcentratie, maar tot hun verrassing was die niet ‘puntvormig’, zoals je van een enkelvoudig zwart gat zou verwachten. De massaconcentratie strekt zich uit over een paar procent van de grootte van de bolhoop. Om de moeilijk vindbare verborgen massa op te sporen, hebben Vitral en Mamon gekeken naar de snelheden waarmee de sterren van NGC 6397 om het centrum draaien. Hoe meer massa zich in de kern van de bolhoop bevindt, des te sneller bewegen de sterren daaromheen. Hun analyse geeft aan dat de banen die de sterren in de hele bolhoop tamelijk willekeurige banen volgen, in plaats van systematische cirkel- of langgerekte ellipsbanen. Dat brengt de astronomen tot de conclusie dat de onzichtbare massacomponent in het hart van NGC 6397 uit de talrijke restanten van zware sterren – witte dwergen, neutronensterren en vooral zwarte gaten – moet bestaan. Mettertijd zijn deze sterrestanten door interacties met nabije minder zware sterren naar het centrum van de bolhoop ‘gezonken’ – een proces dat ‘dynamische wrijving’ wordt genoemd. Door datzelfde proces verzamelen de lichtere sterren zich aan de buitenkant van de bolhoop. Volgens Vitral en Mamon kan de vermeende opeenhoping van zwarte gaten ertoe leiden dat het in de kernen van bolhopen als deze tot samensmeltingen van zwarte gaten komt. Deze botsingen zouden een belangrijke bron van zwaartekrachtgolven kunnen zijn, die met speciale detectors zoals LIGO en Virgo kunnen worden geregistreerd. (EE)
→ Hubble Uncovers Concentration of Small Black Holes

9 februari 2021
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Jacco Vink van de Universiteit van Amsterdam, heeft aanwijzingen gevonden voor een bijzonder soort supernova-explosie nabij het centrum van ons Melkwegstelsel. Deze zijn het resultaat van langdurige waarnemingen met de Chandra-ruimtetelescoop, waarbij een bijzondere cocktail van zware elementen in het restant van de explosie zijn aangetroffen (The Astrophysical Journal, 10 februari). Het supernova-restant, dat Sagittarius A Oost of kortweg Sgr A Oost wordt genoemd, is lang aangezien als het overblijfsel van een zware ster die zijn relatief korte bestaan afsloot met een verwoestende explosie. Dat lijkt nu echter toch niet zo te zijn. Op basis van de nieuwe Chandra-gegevens denken astronomen dat Sgr A Oost een overblijfsel is van een ander type supernova-explosie, waarbij een witte dwerg – het compacte restant van een uitgeputte zonachtige ster – centraal stond. Wanneer een witte dwerg te veel materiaal aan een begeleidende ster onttrekt of met een soortgenoot fuseert, resulteert dat eveneens in een supernova-explosie, die type Ia wordt genoemd. De Chandra-gegevens laten echter zien dat het hierbij niet om een ‘normale’ supernova van type Ia gaat. De samenstelling van het achtergebleven materiaal wijst erop dat het een zeldzame supernova van type Iax is geweest. Over deze supernova’s is nog weinig bekend, maar volgens de meest gangbare theorie verplaatsen de thermonucleaire kettingreacties die tot de verwoesting van de witte dwerg kunnen leiden zich bij dit type explosie veel langzamer door de ster dan bij type Ia. Dit resulteert in een zwakkere explosie, waarbij afwijkende hoeveelheden zware elementen worden gevormd. Het is zelfs mogelijk dat een deel van de witte dwergster achterblijft. Uit waarnemingen van supernova-explosies in andere sterrenstelsels leiden astronomen af dat supernova’s van type Iax drie keer zo schaars zijn als die van type Ia. In ons Melkwegstelsel zijn slechts drie supernova-restanten van type Ia bekend, en nu dus mogelijk ook eentje van type Iax. (EE)
→ Rare Blast’s Remains Discovered in Milky Way Center

5 februari 2021
Astronomen hebben voor het eerst verre sterrenstelsels gebruikt om een klein deel van de ‘ontbrekende’ materie in de Melkweg op te sporen. Het gaat om een wolk van koud gas, die niet rechtstreeks waarneembaar is. De meeste massa in het heelal bestaat uit de mysterieuze donkere materie, waarvan nog onbekend is waaruit deze is opgebouwd. Normale materie, zoals we die in sterren, planeten, pindakaas en vlinders aantreffen, vertegenwoordigt maar ongeveer vijf procent van het totaal. Dit is de zogeheten baryonische materie. Ergerlijk genoeg is ook nog lang niet alle baryonische materie in kaart gebracht: ongeveer de helft ervan lijkt zoek. Aangenomen wordt dat veel ervan voor rekening komt voor wolken van koud gas. Yuanming Wang, doctoraalstudent aan de Universiteit van Sydney, heeft een ingenieuze methode bedacht om deze ontbrekende materie op te sporen. Daarmee heeft ze een tot nog toe onbekende stroom van koud gas in de Melkweg opgespoord, op slechts tien lichtjaar van de aarde. De wolk is ongeveer een biljoen kilometer lang en 10 miljard kilometer breed, maar heeft niet veel meer massa dan onze maan. Zulk koud gas zendt van zichzelf geen licht uit en laat zich zelfs niet rechtstreeks opsporen met radiotelescopen. Maar de gaswolken verstoren wel de radiogolven afkomstig van objecten die van ons uit gezien ver daarachter staan. Hierdoor lijken de verre objecten te ‘fonkelen’, net zoals de aardatmosfeer sterren aan het fonkelen brengt. Wang en haar medewerkers hebben, met behulp van de ASKAP-radiotelescoop in West Australië, vijf fonkelende radiobronnen ontdekt die op één lijn aan de hemel staan. En hun analyse laat zien dat hun licht door de dezelfde wolk van koud gas moet zijn gegaan – vermoedelijk een langgerekte wolk waterstofgas met een temperatuur van –260 graden Celsius. Bij deze lage temperatuur bevriest waterstof tot een moeilijk detecteerbare ’sneeuw’. (EE)
→ Student astronomer finds galactic missing matter

20 januari 2021
Een team van sterrenkundigen, met onder anderen de UvA-astronomen Frank Backs en Hanneke Poorta, heeft ontdekt dat zware sterren die samen rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien in wijde banen worden geboren, maar al binnen een miljoen jaar snel naar elkaar toe bewegen. Het resultaat van het onderzoek onder leiding van María Claudia Ramírez-Tannus van het Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg (Duitsland), verschijnt vandaag in Astronomy & Astrophysics. Sterren worden geboren in groepen (clusters) binnen gas- en stofwolken. Een relatief klein aantal heeft een massa van meer dan acht keer die van de zon, en valt binnen de categorie ‘zwaar’. Ze vormen vaak sterparen waarbij de onderlinge afstand tussen de sterren klein is. Het is tot nu toe onbegrepen hoe dit precies tot stand komt. De vorming van een nabije partner zou moeten gebeuren in de snel roterende binnenste delen van een gasschijf rond de zwaardere hoofdster. Echter, het gas in die gebieden heeft niet de neiging in te storten en een partner te vormen. De afgelopen jaren hebben de astronomen verscheidene jonge stervormingsgebieden bestudeerd. Met behulp van spectrografen op ESO’s Very Large Telescope in het noorden van Chili hebben ze van individuele zware sterren de radiële snelheid kunnen afleiden (de snelheid langs de gezichtslijn). Door de data te combineren kwamen ze tot de snelheidsdispersie van de zware sterren: de statistische spreiding in de radiële snelheid die het gevolg is van het hebben van een (vaak niet waargenomen) partner. De belangrijkste component van de radiële snelheid van de sterren is hun baansnelheid. Dat is de snelheid waarmee de sterren om elkaar heen draaien. Deze snelheid wordt hoger wanneer de sterren dichter bij elkaar staan. De astronomen vonden een correlatie tussen de snelheidsdispersie van zware sterren in clusters en hun leeftijd: de dispersie neemt binnen een miljoen jaar aanzienlijk toe. Ze concluderen dat de baansnelheden van de dubbelsterren toenemen, en de banen dus kleiner worden. Partners worden dus in de buitendelen van de gasschijven gevormd, waar gas wel kan samenklonteren tot een ster, en pas daarna naderen ze elkaar voor een innige dans. 
→ Volledig persbericht

20 januari 2021
Er is een nieuwe ontwikkeling rondom KIC 8462852, beter bekend als Tabby’s ster. Deze ster kwam in 2015 in de schijnwerpers te staan doordat haar helderheid op onvoorspelbare momenten tijdelijk flink vermindert. Voor dat merkwaardige gedrag werden verschillende verklaringen bedacht, waaronder zelfs de mogelijkheid dat er een kolossaal bouwsel om de ster wentelt. Maar de meest waarschijnlijke verklaring is dat de ster omgeven is door stof of grover puin, afkomstig van uit elkaar vallende kometen of botsende planetoïden. Er is een nieuw puzzelstukje gevonden die deze verklaring nog wat versterkt. Tabby’s ster lijkt namelijk een andere ster als begeleider te hebben. Dat blijkt uit waarnemingen door een team van astronomen onder leiding van Logan Pearce van de Universiteit van Arizona. Pearce en collega’s houden sinds 2016 een zwak sterretje in de gaten dat vanaf de aarde gezien vlak naast Tabby’s ster staat. Op website arXiv hebben ze nu een preprint geplaatst van de resultaten van deze waarnemingen, die later ook in het vakblad The Astrophysical Journal zullen worden gepubliceerd. Metingen met de Keck-telescoop op Hawaï en gegevens van de Europese satelliet Gaia brengen de astronomen tot de conclusie dat de beide sterren vrijwel zeker een vast koppel vormen. Tabby’s ster – nu aangeduid als KIC 8462852 A – is de grootste van de twee: ze is ongeveer anderhalf keer zo groot als de zon. Haar begeleider, KIC 8462852 B, is een rode dwergster die ongeveer half zo groot is als de zon. De afstand tussen beide sterren is op dit moment 132 miljard kilometer (880 keer de afstand zon-aarde). Dat betekent dat KIC 8462852 B geen directe invloed kan hebben op de helderheid van Tabby’s ster. Maar computersimulaties van wijde dubbelsterren hebben laten zien dat deze systemen erg gevoelig kunnen zijn voor (zwaartekrachts)invloeden van buitenaf. Dat kan ertoe leiden dat de banen van eventuele planeten of kleinere objecten zoals kometen of planetoïden zodanig worden verstoord dat het tot botsingen komt. En dat zou het rijkelijk aanwezige stof en puin rond Tabby’s ster kunnen verklaren. (EE)
→ The Mysterious 'Alien Megastructure' Star Is Not Alone, Astronomers Discover

15 januari 2021
Al zestig jaar weten astronomen dat de schijf van de Melkweg, waar het leeuwendeel van zijn honderden miljarden sterren verblijft, niet vlak is, maar aan de ene kant wat omhoog, en aan de andere kant omlaag is gekromd. Gegevens van de Sloan Digital Sky Survey bevestigen dit, en laten bovendien zien dat deze golving eens in de ongeveer 440 miljoen jaar om het Melkwegcentrum draait. Ongeveer vijftig tot zeventig procent van alle spiraalstelsels – de categorie van sterrenstelsels waartoe onze Melkweg behoort – vertoont een kromming. De Melkweg zelf ook, maar dat laat zich niet zo gemakkelijk vaststellen, omdat we ons zo ongeveer in het schijfvlak bevinden. Om meer te weten te komen over de vorm van de Melkweg, moeten astronomen de posities en bewegingen van grote aantallen sterren verspreid over de hele Melkweg onderzoeken. Dat is ook precies wat een team onder leiding van Xinlun Cheng van de Universiteit van Virginia (VS) aan de hand van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey, de Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) en de Europese astrometrische ruimtetelescoop Gaia heeft gedaan. Aan de hand van gegevens van honderdduizenden sterren hebben Cheng en zijn collega’s vastgesteld dat de kromming van de Melkweg in feite een golf is die om het Melkwegcentrum draait. Het effect is vergelijkbaar met de Mexicaanse golf in een voetbalstadion, die ontstaat wanneer groepen mensen beurtelings opstaan en weer gaan zitten: de sterren gaan op en neer, op het ritme van de golf. De driedimensionale sterrenkaart die de astronomen aan de hand van APOGEE- en Gaia-gegevens hebben samengesteld, strekt zich tot op grotere afstand van het Melkwegcentrum uit dan eerdere kaarten. Hierdoor kon nu een nauwkeuriger beeld verkregen van de omvang van de stellaire golf en de snelheid waarmee deze zich verplaatst. De meest waarschijnlijke oorzaak van de golf is een relatief recente interactie tussen de Melkweg en een van zijn satellietstelsels. Modelberekeningen van Chang zijn team geven aan dat de betreffende ontmoeting ongeveer drie miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. (EE)
→ The Milky Way Does The Wave

12 januari 2021
Tijdens de virtuele bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week plaatsvindt, hebben wetenschappers van de Apache Point Observatory Galactic Evolution Explorer (APOGEE)-survey resultaten gepresenteerd die erop wijzen dat een recent ontdekte ‘sterrenstroom’ in de Melkweg een andere oorsprong heeft dan werd aangenomen. Ons Melkwegstelsel heeft in de loop van zijn bestaan tientallen botsingen met kleinere sterrenstelsels meegemaakt. Terwijl deze stelsels door de Melkweg worden ‘opgeslokt’, worden ze verscheurd door getijdenkrachten. Door dit proces is in de halo – het ijle buitenste omhulsel van de Melkweg – een ingewikkeld netwerk van sterrenstromen ontstaan. Sommige van de stromen binnen dit netwerk lijken met elkaar verbonden te zijn, en vinden hun oorsprong wellicht bij één en hetzelfde opgeslokte stelsel. Maar de ‘spaghetti’ van sterrenstromen is nog lang niet ontward. Een van de meest recent ontdekte stromen is de Jhelum-stroom. De oorsprong ervan was tot nu toe onduidelijk, maar er leek een verband te bestaan met ‘Gaia-Enceladus’, een fors dwergstelsel dat ongeveer tien miljard jaar geleden door de Melkweg is opgeslokt. Restanten van deze ‘fusie’ zijn verspreid over ons hele sterrenstelsel terug te vinden, ook op plek waar de Jhelum-stroom is aangetroffen. In het kader van de APOGEE-survey is nu het spectrum vastgelegd van de helderste rode reuzenster van de Jhelum-stroom. Het spectrum van een ster bevat informatie over diens chemische samenstelling en beweging binnen de Melkweg. In combinatie met nauwkeurige positiebepalingen van de Europese Gaia-satelliet heeft dit geleid tot de ontdekking dat de rode reus een heel andere koers volgt dan de overige restanten van de Gaia-Enceladus-fusie. Hieruit leiden de astronomen af dat de Jhelum-stroom waarschijnlijk het restant is van een ander klein sterrenstelsel of misschien zelfs van een bolvormige sterrenhoop die aan de getijdenkrachten van de Melkweg is bezweken. (EE)
→ Untangling the streamers in the Milky Way

12 januari 2021
Ons Melkwegstelsel bevat mogelijk iets minder donkere materie dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit metingen van hoe pulsars – snel rondtollende ster-restanten die bundels van straling uitzenden – in banen om het Melkwegcentrum bewegen. Alle objecten in ons Melkwegstelsel ondervinden een versnelling die het gevolg is van de gezamenlijke aantrekkingskracht van donkere materie en de stellaire dichtheid. Een onderzoeksteam onder leiding van Sukanya Chakrabarti van het Institute for Advanced Study (VS) heeft deze aantrekkingskracht nu voor het eerst rechtstreeks gemeten. Daartoe zijn heel nauwkeurige metingen gedaan van de radiopulsen van pulsars die zich in en boven de Melkwegschijf bevinden. Met name sterren die zich in de ijle halo van de Melkweg bevinden – een ruwweg bolvormig gebied dat tot op ongeveer 300.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum reikt – zijn gevoelig voor de aantrekkingskracht van de donkere materie in de Melkwegschijf. Deze laatste werd bij eerdere schattingen van de hoeveelheid donkere materie voorgesteld als een schijf in ‘evenwichtstoestand’. In werkelijkheid vertoont de Melkwegschijf echter allerlei golfbewegingen ten gevolge van vroegere ‘aanvaringen’ met kleinere sterrenstelsels en door de aantrekkingskracht van naburige dwergstelsels zoals de beide Magelhaense Wolken. Als gevolg daarvan volgen sterren geen vlakke banen om het Melkwegcentrum, maar golven ze een beetje op en neer. Bij het nieuwe onderzoek is geen gebruik gemaakt van deze vereenvoudigde voorstelling van zaken, maar zijn rechtstreekse metingen gedaan van de versnellingen die pulsars ondervinden ten gevolge van de materie in de Melkwegschijf. Op basis van deze metingen en de bekende hoeveelheid zichtbare materie in de Melkweg, hebben onder onderzoekers berekend hoeveel donkere materie ons Melkwegstelsel bevat. De uitkomst ligt dicht bij die van eerdere bepalingen, maar lijkt een tikkie lager uit te vallen. De foutmarge in de nieuwe bepaling is nog wel heel groot. (EE)
→ Measurements of Pulsar Acceleration Reveal Milky Way’s Dark Side

8 januari 2021
Een onderzoeksteam onder leiding van Dániel Apai van de Universiteit van Arizona heeft een bandenpatroon ontdekt in de atmosfeer van Luhman 16B, een bruine dwerg op iets meer dan zes lichtjaar afstand. De structuur wordt toegeschreven aan stromingen in de atmosfeer van dit ‘mislukte’ sterretje (The Astrophysical Journal, 7 januari). Bruine dwergen zijn hemelobjecten die het midden houden tussen een ster en een planeet. Ze zijn ongeveer net zo groot als de planeet Jupiter, maar hebben veelal tientallen keren zoveel massa. Omdat ze minder massa hebben dan de allerkleinste sterren, is de druk in hun kern niet hoog genoeg om atomen te fuseren zoals sterren dat doen. Daardoor koelen bruine dwergen, die kort na hun ‘geboorte’ nog relatief heet zijn, mettertijd af. Om te onderzoeken of de atmosfeer van zo’n bruine dwerg overeenkomsten vertoont met die van een zware gasplaneet als Jupiter, hebben Apai en zijn collega’s helderheidsgegevens van Luhman 16 AB geanalyseerd. Deze data zijn afkomstig van TESS – een satelliet die de helderheden van stellaire objecten meet om zo eventuele exoplaneten te kunnen opsporen. Luhman 16 AB bestaat uit twee om elkaar wentelende bruine dwergen. De TESS-data laten zien dat met name Luhman B kleine periodieke helderheidsfluctuaties vertoont – geen afzonderlijke pieken, maar regelmatig optredende clusters van korte piekjes. Een gedetailleerde analyse aan de hand van computersimulaties laat zien dat de fluctuaties verklaarbaar zijn als deze bruine dwerg net zo’n bandenstructuur vertoont als Jupiter. De banden zelf zijn van zo’n grote afstand niet te zien, maar door de draaiing van de bruine dwerg kijken we – of beter gezegd: TESS – afwisselend tegen lichtere en donkerdere delen van het bandenpatroon aan. De banden in de atmosferen van gasplaneten en bruine dwergen zijn vergelijkbaar met de straalstromen in de aardatmosfeer. Ze worden veroorzaakt door winden op grote hoogte die min of meer evenwijdig aan de evenaar lopen. (EE)
→ Striped or Spotted? Winds and Jet Streams Found on the Closest Brown Dwarf

29 december 2020
Een onderzoeksteam onder leiding van astronomen van de National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) heeft aan de hand van data van de LAMOST-telescoop en de Gaia-satelliet 591 zogeheten hogesnelheidssterren ontdekt. Enkele tientallen van deze sterren hebben zoveel snelheid dat ze uit ons Melkwegstelsel kunnen ontsnappen. Hogesnelheidssterren bevinden zich ver van het vlak van de Melkweg en doorlopen langgerekte banen om het Melkwegcentrum. Sinds de ontdekking van de eerste hogesnelheidsster in 2005 hadden astronomen al meer dan 550 van deze objecten ontdekt. Met de nieuwe ontdekkingen komt het totaal dus ruim boven de duizend. Uit de bewegingen van de 591 nieuwe hogesnelheidssterren leiden de onderzoekers af dat ze deel uitmaken van het binnenste deel van de halo van de Melkweg. De halo is een min of meer bolvormig gebied rond de Melkwegschijf waar zich maar weinig sterren bevinden. Het gros van de 591 opgespoorde sterren is arm aan elementen zwaarder dan helium. Volgens de astronomen wijst dit erop dat de stellaire halo van de Melkweg voor een belangrijk deel bestaat uit sterren die deel hebben uitgemaakt van kleine sterrenstelsels die op enige moment door het Melkwegstelsel zijn opgeslokt en aan flarden zijn getrokken. (EE)
→ Chinese astronomers discover 591 high-velocity stars with LAMOST and Gaia

16 december 2020
Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van Clémence Fontanive van de Universiteit van Bern, heeft een bijzonder dubbelsysteem ontdekt. Het bestaat uit een ‘mislukte’ ster en een fors uitgevallen planeet die op grote afstand om elkaar draaien. Het stervormingsproces leidt soms tot de vorming van ondermaatse sterretjes die bruine dwergen worden genoemd. Een bruine dwerg is kleiner en koeler dan een ster, en lijkt qua massa en temperatuur soms meer op een groot uitgevallen planeet. Maar net als ‘echte’ sterren kunnen ze paren vormen die tezamen hun rondjes om het centrum van het Melkwegstelsel draaien. Fontanive en haar collega’s hebben een nieuw voorbeeld van zo’n ‘sterloos dubbelsysteem’ ontdekt: Oph 98. Het bestaat uit twee lichte objecten op 450 lichtjaar van de aarde, die op een onderlinge afstand van 30 miljard kilometer (200 keer de afstand zon-aarde) om elkaar cirkelen. De zwaarste van de twee, Oph 98A, is een jonge bruine dwerg die ongeveer vijftien keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. Het andere object heeft twee keer zo weinig massa en moet daarom tot de planeten worden gerekend. Heel erg scherp is de scheidslijn tussen een bruine dwerg en een planeet overigens niet. Objecten die een dubbelsysteem vormen worden door hun onderlinge zwaartekrachtsaantrekking bij elkaar gehouden. Die band is zwakker naarmate de objecten minder massa en/of een grotere onderlinge afstand hebben. Oph 98 is het zwakst gebonden dubbelsysteem dat tot nu toe is ontdekt. De begeleider van Oph 98A is ontdekt op beelden van de Hubble-ruimtetelescoop. Door middel van vervolgwaarnemingen met de Canada-France-Hawaii Telescope op Hawaï hebben de astronomen kunnen aantonen dat de beide objecten door de zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn. (EE)
→ A pair of lonely planet-like objects born like stars

10 december 2020
Bij de eerste complete hemelsurvey met de röntgentelescoop eROSITA aan boord van de Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG)-satelliet is een grote zandlopervormige structuur in de Melkweg ontdekt. Deze ‘eROSITA-bubbels’ lijken veel op de Fermi-bubbels die tien jaar geleden bij nog hogere energieën zijn ontdekt (Nature, 9 december). De meest waarschijnlijke verklaring voor de structuur is een zeer energierijke uitbarsting die lang geleden in het centrum van het Melkwegstelsel heeft plaatsgevonden. De schokgolven van dit verschijnsel banen zich nu een weg door het ijle omhulsel van heet gas rond de Melkweg. Het bestaan van de noordelijke bubbel, die boven de schijf van de Melkweg uittorent, was al een hele tijd bekend. Hij werd aangezien voor het restant van een supernova-explosie die lang geleden zou hebben plaatsgevonden. Maar nu ook ónder de Melkwegschijf zo’n bubbel is ontdekt, zoeken astronomen de oorzaak in het centrum van ons Melkwegstelsel. De eROSITA-bubbels hebben afmetingen van misschien wel 50.000 lichtjaar en zijn tezamen ongeveer net zo groot als de complete Melkweg. Ze zijn ook groter dan de bekende Fermi-bubbels en hun ontstaan heeft ook meer energie gekost – het equivalent van 100.000 supernova-explosies. Er zijn twee verklaringen mogelijk voor hun ontstaan. De ene is een hevige geboortegolf van sterren, gevolgd door een reeks supernova-explosies. De andere mogelijkheid is dat er een grote uitbarsting heeft plaatsgevonden in de nabijheid van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum – bijvoorbeeld toen deze een ster opslokte. (EE)
→ eROSITA finds large-scale bubbles in the halo of the Milky Way

9 december 2020
Onder leiding van Andrew Zic van de Universiteit van Sydney (Australië) heeft een team van astronomen ontdekt dat er bij Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster na de zon, een direct verband bestaat tussen het optreden van zonnevlammen en uitbarstingen van radiostraling. Het is voor het eerst dat deze samenhang bij een andere ster dan de zon is waargenomen (Astrophysical Journal, 9 december). Proxima is slechts 4,2 lichtjaar van ons verwijderd. Vrij onlangs hebben astronomen twee planeten bij deze ster ontdekt: Proxima b op slechts 7,5 miljoen kilometer afstand, en Proxima c op ruim 200 miljoen kilometer. Proxima c is met een temperatuur van vermoedelijk meer dan –200 °C hoe dan ook te koud voor leven, maar voor Proxima b zag het er gunstiger uit: op een groot deel van zijn oppervlak zouden de temperaturen boven nul kunnen liggen. Bekend was ook dat rode dwergen als Proxima vaak krachtige radio-uitbarstingen vertonen. Maar de hoop bestond dat deze bij rode dwergen een andere oorzaak zouden hebben dan bij onze zon. Bij deze laatste gaan radio-uitbarstingen gepaard met zonnevlammen en de uitstoot van plasma – energierijke deeltjesstraling. Op aarde hebben we daar – vanwege de grote afstand van de zon en het beschermende aardmagnetische veld – maar zelden last van. Proxima heeft dat voordeel niet. De nieuwe waarnemingen, gedaan met de radiotelescoop ASKAP en de optische Zadko-telescoop in West-Australië, wijzen er sterk op dat de radio-uitbarstingen van rode dwergen wel degelijk samenhangen met ‘zonnevlammen’ en de uitstoot van plasma. En dat betekent dat Proxima b geregeld blootstaat aan allerlei soorten schadelijke straling, die niet alleen funest zijn voor zijn leefbaarheid, maar ook de eventuele atmosfeer van de planeet aantasten. (EE)
→ Space weather discovery puts ‘habitable planets’ at risk

3 december 2020
Archiefbeelden van de Hubble-ruimtetelescoop laten zien dat de jonge planetaire nevel Hen 3-1357, ook wel de Pijlstaartrognevel genoemd, in twintig jaar tijd duidelijk is vervaagd. Een planetaire nevel is een uitdijende gaswolk die bestaat uit gas dat door een stervende ster is uitgestoten. Op beelden die de ruimtetelescoop in 1996 heeft gemaakt vertoonde het centrum van Hen 3-1357 nog heldere blauwe gasschillen. Maar daar was in 2016 al bijna niets meer van over, en ook blijkt de nevel duidelijk van vorm te zijn veranderd. Zo’n snelle verandering in het uiterlijk van een planetaire nevel wordt maar heel zelden waargenomen. Vermoed wordt dat de oorzaak van de snelle verandering bij de centrale ster ligt. Uit eerder onderzoek van Hen 3-1357, waarbij ook Hubble-gegevens zijn gebruikt, was al opgemerkt dat die ster bijzonder gedrag vertoont. In de periode 1971-2002 is zijn temperatuur opgelopen tot bijna tienmaal de temperatuur van het zonneoppervlak (5500 °C). Astronomen denken dat de temperatuursprong is veroorzaakt door een korte periode van heliumfusie die buiten de kern van de ster optrad. Na deze ‘heliumflits’ begon de ster, en daarmee ook de gasnevel, weer af te koelen. (EE)
→ Hubble Captures Fading of the Stingray Nebula

3 december 2020
De nieuwste sterrendatabase van ruimtetelescoop Gaia toont onder andere het samenkomen en uiteengaan van de Magelhaense Wolken en de versnelling van onze zon in haar beweging door de Melkweg. Verder zijn nu van alle 330.000 sterren die zich binnen 325 lichtjaar van de aarde bevinden veel meer gegevens bekend en kunnen sterrenkundigen voor het eerst goed vanaf de aarde naar de buitenkant van de Melkweg kijken. Dat maakte een internationaal team van onderzoekers vanochtend om 10.00 uur bekend. De onderzoekers, onder wie een aantal Nederlanders, mochten als eerste de gegevens analyseren omdat ze meewerkten aan het geschikt maken van de informatie voor de sterrenkunde-gemeenschap. Amina Helmi (Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen) was onder andere betrokken bij het onderzoek naar de dansende Magelhaense wolken, twee kleine buursterrenstelsels van onze Melkweg: ‘We kunnen nu de snelheden en de positie van de sterren in de Kleine en Grote Magelhaense wolk nauwkeurig bepalen. Daardoor kunnen we afleiden dat ze eerst naar elkaar zijn bewogen en daarna weer van elkaar zijn verwijderd. Tijdens deze dans pikten ze sterren van elkaar.’ Met de nieuwste gegevens kan beter vanuit onze positie in de Melkweg naar buiten worden gekeken. Het mooie van het kijken naar het zogeheten galactische anti-centrum is dat de beweging van de sterren aan de hemel direct aangeeft hoe sterren door de ruimte bewegen. Eduardo Balbinot (Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen) vult aan: ‘Met de nieuwe gegevens kunnen we laten zien dat de schijf van de Melkweg zo’n 10 miljard jaar geleden veel kleiner was dan nu. We hadden al wel het vermoeden, maar nu kunnen we het hardmaken.’ De Europese ruimtesatelliet Gaia mat inmiddels van 1,8 miljard sterren in onze Melkweg en onze buursterrenstelsels de snelheid en de positie. Daarmee kan onder andere een 3D-kaart van onze Melkweg worden gemaakt. Ook leveren de gegevens informatie op over de samenstelling, de vorming en de evolutie van ons sterrenstelsel en onze naaste buren. Gaia werd in 2013 gelanceerd. De eerste portie gegevens kwam in 2016 vrij. De tweede verzameling volgde in 2018. Het eerste deel van de derde partij is vandaag uitgekomen. De publicatie van het complete derde data-archief staat gepland voor 2022. Volgens Anthony Brown, Universiteit Leiden en hoofd van de Europese Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC), het consortium dat de gegevens klaarmaakt voor de database, was het oorspronkelijk de bedoeling om alle informatie van data release 3 in één keer in 2022 naar buiten te brengen. ‘We hebben echter besloten om het eerste deel met gegevens al eerder beschikbaar te maken, want het is zonde om de sterrenkundigen te laten wachten op deze schat aan informatie’, aldus Brown. 
→ Oorspronkelijk persbericht

1 december 2020
De aarde bevindt zich dichter bij het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg dan tot nu toe werd aangenomen. Nare gevolgen heeft dat niet: met een afstand van 25.800 lichtjaar bevindt dat zwarte gat, Sagittarius A*, zich nog altijd erg ver weg. De aanpassing is het gevolg van een nauwkeuriger model van ons Melkwegstelsel, gebaseerd op nieuwe waarnemingen met het Japanse radio-astronomische project VERA. VERA staat voor VLBI Exploration of Radio Astrometry. Het is een netwerk van vier radiotelescopen die verspreid over een aantal eilanden van Japan staan opgesteld. Met dit netwerk worden sinds het jaar 2000 metingen gedaan van de snelheden en afstanden van objecten in de Melkweg. Daarbij wordt een meetnauwkeurigheid van 10 microboogseconden bereikt – theoretisch scherp genoeg om een eurocent op de maan te zien liggen. Op basis van de VERA-gegevens en recente waarnemingen van andere onderzoeksteams hebben astronomen een nieuwe kaart van de Melkweg gemaakt. Aan de hand van deze kaart hebben ze ook de positie van Sagittarius A* nauwkeurig kunnen berekenen. De gevonden afstand van 25.800 lichtjaar is duidelijk kleiner dan de officiële waarde van 27.700 lichtjaar die de Internationale Astronomische Unie in 1985 heeft aangenomen. Maar hij ligt wel heel dicht bij het resultaat dat in 2019 door de Europese GRAVITY-samenwerking is gepubliceerd (26.673 lichtjaar). Een tweede conclusie van het VERA-model is dat de aarde met een snelheid van 227 km/s om het Melkwegcentrum draait. Dat is 7 km/s sneller dan de officiële waarde van 220 km/s. Door het VERA-netwerk uit te breiden met radiotelescopen in Zuid-Korea en China hopen de Japanse astronomen een nog grotere meetnauwkeurigheid te bereiken. 
→ Earth faster, closer to black hole in new map of galaxy

1 december 2020
In een jong stersysteem op 400 lichtjaar afstand is koolmonoxidegas ontdekt dat zich met hoge snelheid van de centrale ster (‘NO Lup’) verwijdert. De ontdekking wijst erop dat de ontwikkeling van zonnestelsels als het onze gecompliceerder verloopt dan gedacht. Het snelle gas is gedetecteerd met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. Hoewel onduidelijk is hoe het gas met zo’n hoge snelheid kan ontsnappen, denken de ontdekkers, een team onder leiding van de Universiteit van Cambridge, dat het afkomstig is van ijzige objecten in de planetoïdengordel rond de ster. De detectie van koolmonoxidegas rond NO Lup is gedaan bij een survey van jonge sterren van klasse III. Dat zijn sterren die nog omgeven zijn door schijven van puin waarin frequente botsingen optreden tussen kometen, planetoïden en planetesimalen (‘planetaire bouwstenen’). Mettertijd blijft, doordat zich planeten vormen, slechts een zwakke gordel van koud stof rond zo’n ster achter, vergelijkbaar met de Kuipergordel van ons eigen zonnestelsel. Ook bij NO Lup is een zwakke stofschijf waargenomen, maar hij was de enige van de onderzochte sterren waarbij koolstofmonoxide werd gedetecteerd. Hoewel bekend is dat de planeet-vormende schijven rond veel jonge sterren veel gas bevatten, is NO Lup verder ontwikkeld, en zou het planeetvormingsproces al veel van zijn gas moeten hebben opgeruimd. Maar wat het meest opvallend is aan de ontdekking is de snelheid waarmee het koolstofmonoxidegas zich van de ster verwijdert: het lijkt met een snelheid van ongeveer 22 kilometer per seconde te zijn ‘gelanceerd’. Modelberekeningen laten zien dat deze hoge snelheid verklaarbaar is als het gas is vrijgekomen bij botsingen tussen ijzige planetoïden of door de verdamping van kometen. Er zijn recente aanwijzingen dat ditzelfde proces zich ook in ons eigen zonnestelsel heeft afgespeeld. Bij waarnemingen van de ijsdwerg Arrokoth, een komeetachtig object in de Kuipergordel, heeft de ruimtesonde New Horizons in 2019 aanwijzingen gevonden dat dit object 4,5 miljard jaar geleden veel gas is kwijtgeraakt. (EE)
→ Fast-moving gas flowing away from young star’s asteroid belt may be caused by icy comet vaporisation

25 november 2020
De ster CK Vulpeculae (CK Vul), die in 1670 als een nova (‘nieuwe ster’) aan de hemel verscheen, staat ongeveer vijf keer zo ver weg als tot nu toe werd aangenomen. Tot die conclusie komen astronomen na waarnemingen met de noordelijke Gemini-telescoop op Hawaï. De veel grotere afstand brengt met zich mee dat de explosie die CK Vul destijds onderging veel energierijker moet zijn geweest dan gedacht. 350 jaar geleden zag de Franse Monnik Anthelme Voituret een heldere nieuwe ster opvlammen in het sterrenbeeld Vulpecula (Vosje). In de daaropvolgende maanden werd de ster ongeveer zo helder als de Poolster en werd hij door astronomen in de gaten gehouden. Na een jaar was de ster weer uitgedoofd. De nieuwe ster, die pas later de aanduiding CK Vulpeculae kreeg, is lang beschouwd als het eerste goed gedocumenteerde voorbeeld van een nova. Dat is een kortstondig astronomisch verschijnsel dat optreedt in een compact dubbelstersysteem bestaande uit een witte dwerg (het restant van een zonachtige ster) en een andere ster. Deze laatste draagt waterstof over aan de witte dwerg, en als zich eenmaal voldoende gas op diens oppervlak heeft verzameld, komt er een thermonucleaire kettingreactie op gang die uitmondt in een enorme explosie. Dit proces kan zich met tussenpozen enkele malen herhalen. Over het nova-karakter van CK Vul is de afgelopen jaren de nodige twijfel ontstaan, onder meer vanwege de ontdekking van radioactieve aluminium en andere zeldzame isotopen in de onmiddellijke omgeving van de plek aan de hemel waar de explosie heeft plaatsgevonden. De ontdekking dat CK Vul veel verder weg staat dan gedacht, wakkert deze discussie verder aan. Bij de nieuwste waarnemingen is ontdekt dat ijzeratomen in de gaswolk die na de explosie achterbleef veel sneller bewegen dan eerdere waarnemingen hadden aangegeven. Een deel van het gas blijkt zich met een snelheid van maar liefst 7 miljoen km/uur van de plek van de erosie te verwijderen. Omdat dankzij eerdere waarnemingen ook bekend is hoeveel groter de gasnevel de afgelopen tien jaar is geworden, konden de astronomen daaruit afleiden dat CK Vul ongeveer 10.000 lichtjaar van ons verwijderd moet zijn. Tot nu toe werd uitgegaan van een afstand van 2000 lichtjaar. Dit betekent dat de explosie van 1670 ruwweg 25 keer zo hevig moet zijn geweest dan eerdere schattingen aangaven – veel heviger dan een ‘gewone’ nova-explosie. De explosie van CK Vul hield waarschijnlijk het midden tussen een nova en een supernova. En daarmee behoort deze ster tot een heel kleine categorie van objecten waarvan nog niet vaststaat hoe hun plotselinge uitbarstingen nu precies zijn ontstaan. (EE)
→ Blast from the Past

24 november 2020
Een team onder leiding van Felipe Alves van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (Duitsland) heeft met behulp van de ALMA-radiotelescoop het vormingsproces van een jonge ster onderzocht. De ALMA-beelden tonen een schijf van stof en gas rond de ster-in-wording, die omgeven is door filamenten van gas. De astronomen interpreteren deze filamenten als ‘accretiekanalen’ waarlangs materiaal vanuit de omringende gaswolk naar de protoplanetaire schijf toe stroomt. De schijf voorziet op zijn beurt weer de centrale ster van materiaal. Zonnestelsels zoals het onze ontstaan in het inwendige van interstellaire wolken van gas en stof die onder invloed van de zwaartekracht samentrekken. Daarbij ontstaat een protoster die omgeven is door een schijf van gas en stof, waarin zich planeten kunnen vormen. Tijdens dat proces vegen de om de ster cirkelende planeten-in-wording materiaal uit hun omgeving op, waardoor er lege ringvormige holtes in de protoplanetaire schijf ontstaan. ALMA heeft de afgelopen jaren al tal van zulke protoplanetaire schijven met openingen in beeld gebracht. Maar daarbij ging het altijd om stelsels waarbij de alles omringende wolk van gas en stof al is opgeruimd. Bij het nu onderzochte object, dat [BHB2007] 1 wordt genoemd, is dat nog niet het geval. Dat toont aan dat de protoplanetaire schijf nog bezig is om te groeien terwijl hij tegelijkertijd zijn ster voedt. In de schijf rond [BHB2007] 1 is ook een 10 miljard kilometer brede ringvormige holte waargenomen. Daaruit leiden de onderzoekers af dat zich daar een grote planeet of eventueel een bruine dwergster aan het vormen is. Dat object zou vier tot zeventig keer zoveel massa hebben als de planeet Jupiter. (EE)
→ A planet-forming disk still fed by the mother cloud

18 november 2020
Zestien jaar geleerden ontdekten astronomen met behulp van de GALEX-ruimtetelescoop een ster die omringd is door een ring die een gloed van ultraviolet straling vertoont. Omdat de voor onze ogen onzichtbare uv-straling op GALEX-opnamen met blauw werd aangegeven, kreeg het bijzondere object de bijnaam Blauwe Ringnevel. Hoe dit ongeveer 6300 lichtjaar verre object tot stand kwam bleef lange tijd onduidelijk. Een team van wetenschappers denkt nu een verklaring voor de ‘blauwe’ ring rond de ster te hebben gevonden. In een vandaag in Nature gepubliceerd artikel komen ze tot de conclusie dat de ring in feite de onderkant is van een kegelvormige wolk van fluorescerend gas. Deze zou zijn ontstaan bij een botsing tussen twee sterren. Daarbij zouden overigens niet één maar twee ‘puinkegels’ zijn ontstaan. Vanaf de aarde zien we alleen de kegel die naar ons toe wijst. De andere beweegt precies de andere kant op en is voor ons bijna niet waarneembaar. Het samensmelten van twee sterren die ooit een dubbelster hebben gevormd komt vrij vaak voor, maar bij dit proces komt zoveel stof vrij, dat de gebeurtenis al snel aan het zicht onttrokken wordt. Pas als het stof optrekt kan gedurende enkele duizenden tot honderdduizenden jaren – naar kosmische maatstaven heel kort – zo’n dubbele kegel te zien zijn. Vandaar dat objecten als de Blauwe Ringnevel zeldzaam zijn. De astronomen denken dat de ‘geboorte’ van de Blauwe Ringnevel een paar duizend jaar geleden is begonnen in een dubbelster bestaande uit een zonachtige ster en een ster die ongeveer tien keer zo klein was. De zonachtige ster raakte het eerst door haar nucleaire ‘brandstof’ heen en zwol daardoor zo sterk op, dat de kleinere ster in haar buitenlagen terechtkwam en naar binnen spiraalde. Daarbij verloor de kleine ster materie en vormde zich een gasschijf rond de zonachtige ster. De wolk van materie die bij de uiteindelijke botsing werd weggeblazen, is door deze gasschijf in tweeën gesneden. Zo zijn de twee kegelvormige ‘puinwolken’ ontstaan. Door de schokgolf die bij de botsing ontstond werd het waterstofgas in de beide kegels dermate heet dat het op ultraviolette golflengten begon te fluoresceren. De Blauwe Ringnevel was een feit. (EE)
→ Merging Stars Produce Glowing Blue Ring Nebula

13 november 2020
Een internationaal team van astronomen is er, met behulp van ‘kunstmatige intelligentie’, in geslaagd om de ‘stamboom’ van ons Melkwegstelsel te reconstrueren. Daarbij is gebruik gemaakt van de eigenschappen van bolvormige sterrenhopen die om de Melkweg cirkelen. Astronomen weten al een tijdje dat sterrenstelsels kunnen ‘groeien’ door met kleinere soortgenoten te fuseren. De afgelopen jaren is, onder meer dankzij gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia, de bevestiging gevonden dat dit ook voor ons eigen Melkwegstelsel geldt. Zo zou 9 miljard jaar geleden een fors sterrenstelsel – ‘Gaia-Enceladus’ – door de Melkweg zijn opgeslokt. Het nieuwe onderzoek wijst erop dat daar nog een andere grote fusie aan vooraf is gegaan. Bolvormige sterrenhopen zijn compacte groepen van honderdduizenden sterren die bijna zo oud zijn als het heelal zelf. Rond de Melkweg zwermen 150 van zulke bolhopen, waarvan vele zouden zijn ontstaan in de kleinere stelsels die in de Melkweg zijn opgegaan. Een onderzoeksteam onder leiding van Diederik Kruijssen van de Universiteit van Heidelberg en Joel Pfeffer van de John Moores University in Liverpool heeft deze ‘fossiele overblijfselen’ nu gebruikt om de geschiedenis van het Melkweg te reconstrueren. Daartoe hebben de astronomen een reeks van geavanceerde computersimulaties ontwikkeld, waarmee wordt nagebootst hoe het bolvormige sterrenhopen vergaat nadat ze eenmaal door een groot sterrenstelsel zijn verzwolgen. Op die manier konden – met behulp een kunstmatig neuraal netwerk – verbanden worden gelegd tussen de leeftijden, chemische samenstellingen en baanbewegingen van bolvormige sterrenhopen en de eigenschappen van de voorloper-stelsels waarin zij meer dan 10 miljard jaar geleden zijn gevormd. Door deze inzichten toe te passen op groepen van bolvormige sterrenhopen in de Melkweg, kon niet alleen worden vastgesteld hoeveel sterren deze voorloper-stelsels hebben bevat, maar ook wanneer zij door de Melkweg zijn opgeslokt. Daarbij is onder meer ontdekt dat al 11 miljard geleden een kleiner stelsel – ‘Kraken’ gedoopt – in botsing is gekomen met de Melkweg. Omdat ons sterrenstelsel destijds viermaal minder massa had dan tijdens de Gaia-Enceladus-fusie, moet de Melkweg daarbij een flinke gedaanteverandering hebben ondergaan. Volgens de astronomen heeft ons Melkwegstelsel in de loop van zijn bestaan vijf sterrenstelsels met meer dan 100 miljoen sterren ‘gekannibaliseerd’ en nog eens vijftien stelsels met minstens 10 miljoen stelsels. De grootste fusies zouden tussen de 6 en 11 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden. (EE)
→ Family tree of the Milky Way deciphered

9 november 2020
Astronomen van ASTRON, het Nederlands instituut voor radioastronomie, zijn er voor het eerst in geslaagd om een ‘bruine dwerg’ op te sporen met een radiotelescoop. Een bruine dwerg is een object met meer massa dan een grote planeet als Jupiter, maar met aanzienlijk minder massa dan onze zon (Astrophysical Journal Letters, 9 november). De bruine dwerg, die Elegast wordt genoemd, is opgespoord met LOFAR, een radiotelescoop die uit duizenden afzonderlijke ontvangstantennes bestaat. Het hart van dit instrument bevindt zich bij Exloo in Drenthe. Bruine dwergen zijn vrij zwakke bronnen van radiostraling. Deze wordt gegenereerd door geladen deeltjes die in het magnetische veld van zo’n ‘mislukte ster’ terecht zijn gekomen. Tot nu toe konden met radiotelescopen alleen sterke magnetische velden worden waargenomen, honderd keer zo sterk als die van een koelkastmagneet. LOFAR, die waarnemingen doet op lage frequenties, kan echter al magnetische velden registreren die honderd keer zo zwak zijn. Dat betekent dat hij in staat is om de magnetische velden van de koudste bruine dwergen en van grote exoplaneten te detecteren. Elegast viel op doordat zijn radiostraling een karakteristieke vorm van polarisatie vertoont. Vervolgwaarnemingen met twee optische telescopen hebben bevestigd dat het inderdaad om een bruine dwerg gaat. Elegast is overigens niet de eerste bruine dwerg die met een radiotelescoop is waargenomen: eerder zijn al radiowaarnemingen gedaan van bruine dwergen die voordien met infraroodtelescopen waren ontdekt. Het onderzoeksteam, onder leiding van Harish Vedantham, hoopt middels vervolgwaarnemingen de sterkte van het magnetische veld van Elegast te kunnen meten en de uitkomst daarvan met theoretische voorspellingen te vergelijken. Ook proberen de astronomen meer bruine dwergen in de LOFAR-gegevens op te sporen. (EE)
→ First direct detection of a brown dwarf with a radio telescope

4 november 2020
Voor het eerst is het astronomen gelukt om een zogeheten snelle radioflits te detecteren die binnen ons eigen Melkwegstelsel is ontstaan. Snelle radioflitsen zijn extreem heldere pulsen radiostraling die slechts een fractie van een seconde duren. Sinds de eerste detectie van zo’n radioflits in 2007 zijn in zo’n beetje alle hoeken en gaten van het heelal radioflitsen waargenomen. Die kwamen echter van zulke grote afstanden dat niet kon worden vastgesteld door welk soort objecten ze werden uitgezonden. Wel bestond al het vermoeden dat zogeheten magnetars – snel ronddraaiende neutronensterren met een extreem sterk magnetisch veld – de bron van het verschijnsel waren. De recente detectie van een radioflits van een veel nabijer object lijkt dat te bevestigen. De waargenomen radiopuls kwam inderdaad uit de richting van een magnetar (Nature, 4 november). De verlossende radioflits werd opgepikt door de CHIME-radiotelescoop in Canada, die de hemel voortdurend afspeurt naar ’tijdelijke’ radiobronnen. Ook op 28 april pikte CHIME weer zo’n radioflits op, maar ditmaal was er iets bijzonders aan de hand. Kort daarvóór hadden diverse satellieten namelijk een aantal uitbarstingen van röntgen- en gammastraling waargenomen die uit vrijwel dezelfde richting kwam. De bron ervan was de al bekende magnetar SGR 1935+2154, die zich op 30.000 lichtjaar van de aarde bevindt. Nader onderzoek heeft laten zien dat de twee uitbarstingen hoogstwaarschijnlijk niet los van elkaar staan. Twee dagen na de eerste uitbarsting detecteerde de Chinese radiotelescoop FAST namelijk opnieuw een radioflits die uit de directe omgeving van SGR 1935+2154 kwam. Magnetars zoals SGR 1935+2154 zenden wel vaker pulsen radiostraling uit, maar die zijn lang niet zo helder als FRB 200428, zoals de snelle radioflits van 28 april wordt genoemd. Het gaat echt om een ‘uitschieter’, wat meteen ook verklaart waarom het zo lang heeft geduurd voordat er een snelle radioflits van een object in ons eigen Melkwegstelsel werd geregistreerd. Hóé magnetars snelle radioflitsen produceren is echter nog onduidelijk. (EE)
→ First Detection of Ultrabright Radio Flashes in Our Own Galaxy

28 oktober 2020
Nieuw onderzoek wijst erop dat de meeste sterren in de centrale verdikking van ons Melkwegstelsel – de zogeheten bulge – tijdens één grote ‘geboortegolf’ zijn gevormd die meer dan 10 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. Tot nu toe werd aangenomen dat de sterren in de binnenste 1000 lichtjaar van de Melkweg verspreid over twee of meer perioden zijn ontstaan. Bij het onderzoek hebben astronomen miljoenen sterren gefotografeerd met de Dark Energy Camera (DECam) van de Victor M. Blanco 4-meter telescoop op Cerro Tololo in Chili. Van 70.000 van deze sterren is vervolgens de chemische samenstelling vastgesteld. Normaal gesproken gebeurt dat met behulp van een spectroscoop, maar daarmee kunnen slechts kleine aantallen sterren tegelijk onderzocht worden. Daarom is bij dit onderzoek voor een andere aanpak gekozen. Met de DECam zijn op golflengten van het ultraviolet tot het nabij-infrarood de helderheden van de vele sterren gemeten. De helderheidsverschillen die sterren op verschillende golflengten vertonen geven een indicatie van hun samenstelling. Uit het onderzoek blijkt dat de sterren rond het Melkwegcentrum relatief rijk zijn aan ‘metalen’ – de term waarmee astronomen elementen zwaarder dan waterstof en helium aanduiden. Dat is verrassend omdat metalen door opeenvolgende generaties van sterren moeten zijn geproduceerd. Daarom bevatten de meeste oude sterren juist weinig metalen. Ook is ontdekt dat de sterren in de bulge ruwweg evenveel metalen bevatten. Dat geeft aan dat ze rond dezelfde tijd zijn ontstaan. Mogelijk is hun geboortegolf op gang gekomen nadat een ander jong sterrenstelsel door de nog jonge Melkweg werd opgeslokt. (EE)
→ New Survey Finds That Single Burst of Star Formation Created Milky Way’s Central Bulge

20 oktober 2020
Het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel lijkt niet erg snel draaien. Dat blijkt uit theoretisch onderzoek door Amerikaanse wetenschappers, die daaruit concluderen dat dit ook de reden is dat het zwarte gat, dat Sagittarius A* wordt genoemd, geen ‘jets’ heeft. Hoewel bekend is dat de massa’s van centrale zwarte gaten van grote invloed zijn om het hen omringende sterrenstelsel, laat het gevolg van hun draaiing zich niet eenvoudig meten. Om de invloed van Sagittarius A* op ons Melkwegstelsel beter te leren begrijpen, hebben de wetenschappers Avi Loeb en Frank Baird de omloopbanen en ruimtelijke verdelingen van de sterren in de naaste omgeving van het zwarte gat geanalyseerd. Deze zogeheten S-sterren blijken niet precies in hetzelfde vlak om Sagittarius A* te cirkelen, maar zijn over twee voorkeursvlakken verdeeld. Als het zwarte gat heel snel om zijn as zou draaien, zou die nette verdeling over twee vlakken volgens Loeb en Baird allang verstoord moeten zijn. Ze denken dan ook dat de draaisnelheid van het zwarte gat niet meer dan tien procent van de maximale waarde (de lichtsnelheid) kan bedragen. Dat zou betekenen dat Sagittarius A* waarschijnlijk ook geen jets kán hebben. Een jet is een gerichte, gebundelde uitstroom van gas die ontstaat wanneer het centrale zwarte gat snel ronddraait. Tot nog toe zijn ook geen tekenen van jet-activiteit bij Sagittarius A* ontdekt. Volgens de beide wetenschappers zou het verdere onderzoek van Sagittarius A* met behulp van de Event Horizon Telescope uitsluitsel over deze kwestie kunnen geven. De bevindingen van Loeb en Baird zijn in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd, kort voordat bekend werd dat de Nobelprijs voor Natuurkunde 2020 werd toegekend aan Reinhard Genzel en Andrea Ghez – twee astronomen die zich al vele jaren met het onderzoek van de S-sterren bezighouden. (EE)
→ Monster in Middle of Milky Way Is...Spinning Slowly?

19 oktober 2020
Astronomen van de University of Iowa hebben vastgesteld dat de halo van heet gas waarin ons Melkwegstelsel is gehuld een klonterige structuur heeft. Dat komt waarschijnlijk doordat deze halo voortdurend wordt aangevuld met materiaal dat door sterren-in-wording en stervende sterren is uitgestoten. De halo, die ook wel het circumgalactische medium wordt genoemd, diende tien miljard jaar geleden als ‘couveuse’ voor de nog in aanbouw zijnde Melkweg (Nature Astronomy, 19 oktober). De nieuwe bevindingen zijn gebaseerd op waarnemingen met de mini-satelliet HaloSat, die naar röntgenstraling van het circumgalactische medium heeft gekeken. Uit de waarnemingen blijkt dat dit medium min of meer schijfvormig is. HaloSat werd in mei 2018 ‘gelanceerd’ vanuit het internationale ruimtestation ISS. Op plekken waar de Melkweg de meeste nieuwe sterren produceert, vertoont het circumgalactische medium de meeste röntgenstraling. Dat wijst erop dat er een duidelijk verband bestaat met het stervormingsproces. Waarschijnlijk wordt gas dat eerder naar de Melkweg toe is gevallen, en daar voor de vorming van nieuwe sterren is gebruikt, nu weer teruggegeven aan het circumgalactische medium. Er is dus sprake van een kringloop. De HaloSat-missie had onder meer tot doel om de omvang van het circumgalactische medium te bepalen. Is deze halo vele malen groter dan het Melkwegstelsel zelf of gaat het om een relatief dunne laag? Het nu gepubliceerde onderzoek geeft daar nog geen uitsluitsel over. Zeker is wel dat zich relatief veel heet materiaal in de buurt van het Melkwegvlak bevindt. Maar het is heel goed mogelijk dat het overgrote deel van de halo slechts een zwakke bron van röntgenstraling is. Als volgende willen de onderzoekers de gegevens van HaloSat dan ook combineren met die van andere röntgensatellieten. Dat zou niet alleen uitsluitsel kunnen geven over de werkelijke omvang van de Melkweghalo, maar ook over een andere kwestie waar astronomen al een tijdje mee worstelen: het probleem van de ontbrekende materie. Gewone materie zoals wij die kennen zou ongeveer vijf procent van het totaal aan materie en energie in het heelal moeten vertegenwoordigen. Ongeveer een derde daarvan bleef echter lange tijd zoek. Recent onderzoek heeft laten zien dat een flink deel ervan in het zogeheten kosmische web opgeslagen kan zijn. Maar ook in de halo’s van sterrenstelsels zoals onze Melkweg kan zich veel materie schuilhouden. (EE)
→ The Milky Way galaxy has a clumpy halo

18 oktober 2020
In mei van dit jaar maakte een team van astronomen de ontdekking bekend van een zwart gat op slechts duizend lichtjaar van de aarde. Het object zou in het gezelschap zijn van twee normale sterren, waarvan de ene om het zwarte gat leek te cirkelen. ‘Leek’, want nieuw onderzoek trekt het bestaan van dat zwarte gat nu in twijfel. Volgens astronomen Douglas Gies en Luqian Wang van Georgia State University is HR 6819, zoals het bijzondere stersysteem wordt genoemd, mogelijk toch geen drievoudig stelsel. Het zou gaan om een normale dubbelster, bestaande uit twee hete sterren: een zogeheten Be-ster, omgeven door een schijf van materie, en een veel lichtere B3 III-ster. Op basis van modelberekeningen komen Gies en Wang tot de conclusie dat de schommelbewegingen die in het vermeende drievoudige stersysteem zijn waargenomen heel goed terug te voeren zijn op de schommelbeweging die de schijf rond de Be-ster zou vertonen als het simpelweg om een dubbelster zou gaan. Met andere woorden: ook zonder zwart gat zijn de eigenschappen van het systeem verklaarbaar. Voorwaarde is dan wel dat de twee sterren sterk in massa verschillen. De Be-ster zou ongeveer zes keer zoveel massa hebben als onze zon, en zijn begeleider zou aanzienlijk lichter zijn dan onze zon. Het is denkbaar dat deze laatste al in zo’n vergevorderd evolutiestadium verkeert dat hij een groot deel van zijn oorspronkelijke massa aan zijn grote buur heeft overgedragen. (EE)
→ Casting Doubt on a Nearby Black Hole

16 oktober 2020
De koele superreuzenster Betelgeuze – de laatste tijd veel in het nieuws vanwege zijn wispelturige helderheidsgedrag – is kleiner dan tot nu toe werd gedacht en staat ook minder ver weg. Dat is de uitkomst van onderzoek onder leiding van Meridith Joyce van de Australian National University. Superreuzen hebben een beperkte levensduur. Vermoed wordt dat Betelgeuze over ruwweg 100.000 jaar een catastrofale (supernova)explosie zal ondergaan. Volgens de onderzoekers staan de recente helderheidsvariaties daar waarschijnlijk los van. Ze lijken het gevolg te zijn geweest van de uitstoot van stof, in combinatie met pulsaties van ster zelf. Joyce en haar collega’s hebben deze pulsaties met behulp van computermodellen geanalyseerd, om een beter beeld te krijgen van de toestand waarin Betelgeuze momenteel verkeert. Volgens de astronomen heeft hun analyse bevestigd dat de pulsaties van de ster door drukgolven zijn veroorzaakt. Ook lijkt het erop dat er in de kern van de ster momenteel helium tot zwaardere elementen wordt gefuseerd. Dat betekent dat er op korte termijn nog geen supernova-explosie te verwachten is. Een ander resultaat van het onderzoek is dat Betelgeuze kleiner is dan tot nog toe werd aangenomen. De ster zou ‘slechts’ 750 keer zo groot zijn als onze zon in plaats van ongeveer duizend keer. Als dat klopt, staat de ster ook dichterbij dan gedacht: op 530 lichtjaar in plaats van 700 lichtjaar. Dat is – met het oog op de toekomstige supernova-explosie – overigens nog steeds een veilige afstand. (EE)
→ Supergiant star Betelgeuse smaller, closer than first thought

16 oktober 2020
Een team van astronomen heeft met behulp van de Canada-France-Hawaii Telescope een nieuwe ‘sterrenstroom’ ontdekt die afkomstig is van de bolvormige sterrenhoop M92. De ontdekking wijst erop dat M92 uiteenvalt onder invloed van de getijdenkrachten die door ons Melkwegstelsel worden veroorzaakt. En dat roept vragen op over de oorsprong van deze sterrenhoop. Sterrenstromen zijn lange, dunne linten van sterren die ontstaan doordat bolvormige sterrenhopen en dwergsterrenstelsels worden verscheurd door de immense zwaartekracht van het Melkwegstelsel. Deze stromen kunnen miljarden jaren standhouden en bieden astronomen de mogelijkheid om de evolutie van het Melkwegstelsel te onderzoeken en de verdeling van de daarin aanwezige donkere materie in kaart te brengen. Computersimulaties van de sterrenstroom van M92 wijzen erop dat deze relatief kort geleden is ontstaan – ergens in de afgelopen 500 miljoen jaar. De bolvormige sterrenhoop zelf is met een leeftijd van ruwweg 11 miljard jaar veel ouder. Een en ander wijst erop dat de sterrenhoop zich niet vanaf het begin in zijn huidige omloopbaan heeft bevonden. Waar zijn oorsprong dan wel ligt, is nog onduidelijk. Ondanks dat de omgeving van M92 wel vaker is onderzocht, is de sterrenstroom tot nu toe onopgemerkt gebleven. Dat deze nu wel is ontdekt komt door een combinatie van betere opnamen en nauwkeurige metingen (door de Europese Gaia-satelliet) van de eigenbewegingen van de sterren. (EE)
→ New M92 Stellar Stream Discovered

7 oktober 2020
Astronomen hebben een sterke aanwijzing gevonden dat planeten zich al kunnen gaan vormen wanneer hun jonge moederster nog niet volgroeid is. Op een detailrijke opname gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) is namelijk een jonge schijf met diverse leemtes en stofringen te zien – een teken dat er planeten ‘in aanbouw’ zijn (Nature, 7 oktober). De opname toont de jonge protoster IRS 63, die 470 lichtjaar van ons verwijderd is. De ster-in-wording maakt deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Slangendrager. IRS 63 is nog gehuld in een omvangrijk omhulsel van gas en stof, en de protoster en de hem omringende schijf worden vanuit dit ‘reservoir’ van materie voorzien. Bij tal van stersystemen die ouder zijn dan 1 miljoen jaar vertoont de circumstellaire schijf duidelijke afzonderlijke stofringen. Maar IRS 63 is nog niet half zo oud en is nog volop aan het groeien. Een en ander wijst erop dat planeetvorming al begint vóórdat een ster volwassen is. Dat vergroot de overlevingskans van planeten-in-wording. Als planeten heel vroeg beginnen te ontstaan en zich niet te dicht bij hun jonge moederster bevinden spiralen ze niet zo snel naar deze toe. De astronomen hebben ontdekt dat zich in de jonge schijf van gas en stof rond IRS 63, die ongeveer dezelfde afmetingen heeft als ons zonnestelsel, ongeveer 150 aardmassa’s aan materie heeft verzameld. Voor de vorming van een Jupiter-achtige gasplaneet is een vaste kern van ongeveer tien aardmassa’s nodig. Het is dus heel goed denkbaar dat zich rond deze protoster een of meer ‘gasreuzen’ zullen vormen. (EE)
→ Stars and Planets Grow Up Together as Siblings

28 september 2020
In het centrum van ons Melkwegstelsel bevindt zich een tot nog toe onbekende populatie van oude sterren met verrassende eigenschappen. Volgens het internationale onderzoeksteam dat de sterren heeft opgespoord zijn de sterren afkomstig van een bolvormige sterrenhoop die naar het Melkwegcentrum is gemigreerd. Ons Melkwegstelsel is een grote schijf, bestaande uit enkele honderden miljarden sterren en talrijke wolken van gas en stof die om het centrum van de schijf draaien. Dat centrum ligt, vanuit de aarde gezien op een afstand van ongeveer 25.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Boogschutter. Precies in het Melkwegcentrum bevindt zich een zeer massarijk zwart gat. Daaromheen cirkelen enkele tientallen miljoenen sterren die tezamen de zogeheten Nuclear Star Cluster (NSC) vormen. Deze sterrenhoop omvat de binnenste 26 lichtjaar van de Melkweg. Om deze centrale sterrenhoop te kunnen onderzoeken, moeten astronomen gebruik maken van speciale apparatuur. Tussen ons en het Melkwegcentrum bevinden zich namelijk talrijke wolken van gas en stof die de sterren aan het zicht onttrekken. Een team onder leiding van Anja Feldmeier-Krause heeft de sterrenhoop nu onderzocht met de KMOS-spectrograaf van de Europese Very Large Telescope. Dit instrument kan onder meer nabij-infraroodstraling opvangen – een vorm van straling die veel minder hinder ondervindt van interstellair stof dan zichtbaar licht. Met behulp van deze spectrograaf hebben de astronomen ongeveer 700 NSC-sterren onderzocht op helderheid en kleur. Ook zijn hun snelheden en chemische eigenschappen in kaart gebracht. Uit de chemische samenstelling van een ster kan zijn leeftijd worden afgeleid. Sterren zetten de lichte elementen waterstof en helium om in zwaardere elementen. Als een ster dus rijk is aan zware elementen zoals zuurstof, koolstof en ijzer, dan betekent dit dat hij is ontstaan uit de overblijfselen van voorgaande sterren en dus relatief jong is. Omgekeerd moet een ster met weinig zware elementen heel oud zijn: hij is ontstaan in een tijd dat er nog vrijwel geen zware elementen voorradig waren in het heelal. Een analyse van de KMOS-gegevens laat nu zien dat de Nuclear Star Cluster een samenraapsel is van verschillende sterpopulaties. Verreweg de meeste NSC-sterren bevatten meer zware elementen dan onze zon, en zijn dus jong. Maar ongeveer 50 ervan bevatten juist veel minder zware elementen. Deze sterren hebben bovendien een hogere snelheid dan rest en hun banen staan een beetje schuin op het Melkwegvlak. Een en ander wijst erop dat ze een gezamenlijke oorsprong hebben. Volgens de meest gangbare theorie is de Nuclear Star Cluster een samenraapsel van meerdere sterrenhopen die vanuit de schijf van de Melkweg naar het centrum zijn gemigreerd. Het is dus denkbaar dat de nu opgespoorde oude sterren tot een zogeheten bolvormige sterrenhoop hebben behoord. Om deze theorie te toetsen hebben de astronomen computersimulaties gedaan. De berekeningen laten zien dat de hypothetische oude sterrenhoop drie tot vijf miljard jaar geleden in het Melkwegcentrum verzeild is geraakt. Deze sterrenhoop kan afkomstig zijn geweest van een passerend kleiner sterrenstelsel, maar het lijkt waarschijnlijker dat hij uit de Melkweg zelf is gekomen. Dat laatste wordt bevestigd door de ontdekking dat de waargenomen eigenschappen van de oude NSC-sterren overeenkomsten vertonen met die van sterren in nog bestaande bolvormige sterrenhopen in onze Melkweg. (EE)
→ Encounter of generations in the heart of the Galaxy

18 september 2020
Voor het eerst is het astronomen gelukt om rechtstreeks de afstand te meten van een magnetar – een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. De afstandsmeting kan helpen bepalen of magnetars inderdaad de bronnen zijn van de raadselachtige snelle radioflitsen. Snelle radioflitsen werden in 2007 voor het eerst waargenomen. Het zijn zeer energierijke stoten radiostraling die hooguit enkele duizendsten van een seconde duren. De meeste zijn afkomstig van buiten ons Melkwegstelsel, maar door welk soort objecten ze worden geproduceerd staat nog niet vast. Hun eigenschappen wijzen er echter op dat ze door magnetars kunnen worden veroorzaakt. Bij de nieuwe afstandsbepaling is gebruik gemaakt van de Very Long Baseline Array (VLBA), een Amerikaans netwerk van radiotelescopen. Deze array is in de periode van januari tot november 2019 en in maart en april 2020 regelmatig gericht op de magnetar XTE J1810-197 – een van de weinige magnetars die behalve röntgen- en gammastraling ook radiopulsen uitzenden. Door de draaiing van de aarde om de zon verplaatste de magnetar zich tijdens de waarneemperiode een héél klein beetje ten opzichte van verre achtergrondobjecten. Met behulp van dit schijnbare effect, dat parallax wordt genoemd, kon de afstand van de pulsar meetkundig worden bepaald. Met een afstand van 8100 lichtjaar behoort XTE J1810-197 tot de meest nabije objecten in zijn soort. Nu dat bekend is, kan ook worden berekend hoeveel energie vrijkomt bij de normale pulsen radiostraling die hij uitzendt. Als hij dan ooit een keer zoiets als een snelle radioflits produceert, kan vervolgens worden berekend hoeveel energie dáárbij vrijkomt. Als snelle radioflitsen inderdaad door magnetars worden uitgezonden, zouden beide uitkomsten ongeveer even groot moeten zijn. (EE)
→ VLBA Makes First Direct Distance Measurement to Magnetar

17 september 2020
Een internationaal team van onderzoekers met Nederlandse sterrenkundigen heeft met waarnemingen en modellen laten zien dat de tot nu toe slecht begrepen grote verscheidenheid in de structuur van sterrenwinden komt door begeleidende sterren of door grote exoplaneten. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vakblad Science. Sterrenkundigen breken al langere tijd hun hoofd over de vraag waarom de sterrenwinden van stervende sterren in modellen vaak een bolvormige planetaire nevel veroorzaken, terwijl er in de praktijk veel spiraalvormige, vlindervormige, zandlopervormige en ringvormige planetaire nevels zijn. Een groep onderzoekers onder leiding van Leen Decin (KU Leuven, België) onderwierp 14 nabije rode reuzen aan een nader onderzoek. De sterrenwinden van deze rode reuzen zullen zich in 100.000 jaar ontwikkelen tot planetaire nevels. De astronomen gebruikten hiervoor de ALMA-telescopen in Chili. Het was voor het eerst dat er van een aantal rode reuzen met een sterrenwind op éénzelfde, gedetailleerde manier gegevens werden verzameld. Daardoor konden de sterrenkundigen de sterren goed vergelijken. De winden van deze rode reuzen bleken allemaal niet-bolvormig te zijn. Ze hadden vormen die sterk lijken op die van de planetaire nevels rond al uitgedoofde sterren. Met behulp van de verkregen gegevens maakten de sterrenkundigen vervolgens een model om de variatie in sterrenwinden te verklaren. Het blijkt dat de vorm van de sterrenwinden goed verklaard kan worden als de rode reus een begeleidende ster in de buurt heeft of als er een grote exoplaneet omheen draait. Leen Decin: ‘Ik vergelijk het met het roeren van melk in een kopje koffie. Dan ontstaan er ook spiralen.’ De ontdekking levert een nieuwe methode om exoplaneten en begeleidende sterren te ontdekken, aldus medeauteur Alex de Koter (Universiteit van Amsterdam en KU Leuven): ‘Aan de hand van de structuur van de sterrenwind van rode reuzen kunnen we nu achterhalen of, en zo ja op welke afstand er een begeleider zit en hoe zwaar die is. Zo kunnen we bijvoorbeeld zoeken naar Jupiter-achtige planeten in de fase van hun bestaan vlak voordat hun ster het opgeeft.’ Het onderzoek helpt ook bij het voorspellen van hoe de nevel van ons eigen zonnestelsel eruitziet als onze zon over ongeveer vijf miljard jaar zelf een rode reus wordt. Rens Waters (Radboud Universiteit en SRON): ‘Waarschijnlijk, zo laten de nieuwe modellen zien, zorgen Jupiter en Saturnus ervoor dat zich in de bolvormige sterrenwind een zwakke spiraal zal vormen.’ 
→ Oorspronkelijk persbericht

15 september 2020
Bij botsingen tussen neutronensterren komt goud vrij, maar lang niet zoveel als tot nu toe werd aangenomen. Dat is de conclusie van nieuw onderzoek waarvan de resultaten vandaag in The Astrophysical Journal zijn gepubliceerd. Bij de oerknal zijn grote hoeveelheden waterstof, helium en lithium ontstaan, maar dat was het ook wel zo’n beetje. Zwaardere elementen, tot aan het atoomgewicht van ijzer, zijn gevormd bij kernfusieprocessen in sterren. Ze zijn over de ruimte verspreid door middel van sterrenwind of bij de explosies van zware sterren (supernova’s). Aangenomen werd dat de helft van alle elementen zwaarder dan ijzer, waaronder goud, zijn ontstaan bij botsingen tussen neutronensterren – de uiterst compacte restanten van sterren. Onderzoek onder leiding van Chiaki Kobayashi van de universiteit van Hertfordshire (VK) wijst er echter op dat bij deze botsingen, die ook zwaartekrachtgolven genereren, lang niet zoveel goud vrijkomt als werd aangenomen – nu niet, en ook in het vroege heelal niet. De onderzoekers baseren hun conclusie op modellen voor de chemische evolutie van onze Melkweg. Daarbij zijn de verschillende stellaire processen in kaart gebracht die zich in ons sterrenstelsel hebben afgespeeld, en is uitgerekend wat deze aan zware elementen moeten hebben opgeleverd. Dit heeft geresulteerd in een periodiek systeem – een tabel van chemische elementen – waarin per element is aangegeven wanneer en door welk proces het is ontstaan. Volgens Kobayashi en haar team vinden er simpelweg niet genoeg botsingen tussen neutronensterren plaats om de huidige hoeveelheden goud en andere zware elementen te kunnen verklaren. In plaats daarvan denken de astronomen dat deze elementen bij een ander stellair verschijnsel zijn gevormd: bijzondere supernova-explosies van zware sterren die heel snel roteren en sterke magnetische velden genereren. Helemaal kloppend maakt deze toevoeging de chemische boekhouding overigens niet: volgens de modellen zou veel meer zilver en veel minder goud moeten zijn geproduceerd dan uit waarnemingen blijkt. De oplossing van dit raadsel zou kunnen zijn dat er meer botsingen tussen neutronensterren plaatsvinden dan de beschikbare waarnemingen suggereren. Een andere mogelijkheid is dat de nucleaire reacties die in de vorming van deze elementen resulteren efficiënter zijn dan wordt aangenomen. (EE)
→ Elements of surprise: neutron stars contribute little, but something's making gold

9 september 2020
Nieuw onderzoek biedt een verklaring voor het bestaan en de omvang van de Magelhaense Stroom. Dat is een lang lint van wolken van gas die zich uitstrekken van de beide Magelhaense Wolken – twee naburige sterrenstelsels – en de zuidpool van ons Melkwegstelsel. De Magelhaense Stroom bestaat uit waterstofgas dat onttrokken is aan de Magelhaense Wolken, die in een baan om de Melkweg draaien. De enorme gasstroom strekt zich uit over meer dan een kwart van de zuidelijke hemel en bevat genoeg gas voor de vorming van een miljard sterren van het kaliber zon. Tot nu toe was onduidelijk waarom de Magelhaense Stroom zo omvangrijk is en zoveel massa heeft. De gasstroom doorkruist namelijk de halo van warm gas die de Melkweg omhult, en dat zou ertoe moeten leiden dat hij geleidelijk ‘oplost’, net als het condensatiespoor van een vliegtuig. In een vandaag (10 september) in Nature gepubliceerd artikel komt een internationaal onderzoeksteam met een verklaring hiervoor. De astronomen hebben bewijs gevonden dat de beide Magelhaense Wolken zelf ook omgeven zijn door halo’s van warm gas, en dat beschermt de gasstroom tegen de Melkweg. Hun nieuwe model kan ook de grote massa van de Magelhaense Stroom verklaren. Volgens de astronomen zijn de twee kleinere sterrenstelsels op enig moment ‘ingevangen’ door de Melkweg, en daarbij werden hun halo’s als het ware uiteen getrokken. Eerdere modellen gingen ervan uit dat getijdenkrachten en de kracht waarmee de Magelhaense Wolken tegen elkaar aan duwen de oorzaak van de vorming van de Magelhaense Stroom was. Zo kon inderdaad de omvang en vorm van de gasstroom worden verklaard, maar niet zijn grote massa. Nieuwe computersimulaties laten zien dat de de vorming van de Magelhaense Stroom zich in twee stappen heeft voltrokken. Toen de Magelhaense Wolken zich nog op grote afstand van de Melkweg bevonden, onttrok de Grote Magelhaense Wolk miljarden jaren lang gas aan zijn kleinere metgezel. Dit ‘gestolen’ gas draagt voor tien tot twintig procent bij aan de massa van de gasstroom. Nadat de beide Wolken in een omloopbaan om de Melkweg werden getrokken, verloren ze ongeveer twintig procent van hun halo en kreeg de Magelhaense Stroom zijn huidige omvang. (EE)
→ How the Milky Way stole an enormous gas halo from our dwarf neighbours

26 augustus 2020
Met behulp van het GRAVITY-instrument van de Europese Very Large Telescope hebben astronomen de naaste omgeving van een ster-in-wording onderzocht. Hun waarnemingen bevestigen de theorie dat het magnetische veld van zo’n ‘babyster’ een belangrijke rol speelt bij de aanvoer van materie uit de schijf van gas en stof die hem omringt (Nature, 27 augustus). Bij hun vorming zijn sterren nog relatief klein en zitten ze diep verscholen in een wolk van gas. Maar in de loop van de honderdduizenden jaren trekken ze steeds meer gas naar zich toe en groeit hun massa. Met behulp van het GRAVITY-instrument hebben astronomen nu kunnen aantonen dat dit gas door het magnetische veld van de ster naar diens oppervlak toe wordt geleid. Met de bestaande telescopen op aarde en in de ruimte is dit proces niet rechtstreeks waarneembaar: daarvoor zijn de relevante details te klein. Met het GRAVITY-instrument lukt het wel: het verenigt de vier 8-meter telescopen van de Very Large Telescope tot één ‘virtuele’ telescoop die details kan onderscheiden die normaal gesproken alleen waarneembaar zijn met een 100-meter telescoop. Met behulp van dit instrument hebben de astronomen het centrale deel van de gasschijf rond de jonge ster TW Hydrae waargenomen. Met een afstand van 196 lichtjaar staat deze ster relatief dichtbij en bovendien zien we zijn gasschijf bijna recht van ‘boven’. De waarnemingen laten zien dat de nabij-infraroodstraling die van dit stersysteem afkomstig is, inderdaad zijn oorsprong vindt in het centrale deel van de accretieschijf, waar het waterstofgas op het steroppervlak belandt. Dat wijst er sterk op dat de ‘groei’ van de ster wordt bepaald door een proces dat ‘magnetosferische accretie’ wordt genoemd. Dat betekent dat de toestromende materie in goede banen wordt geleid door het magnetische veld van de babyster zelf. Je zou misschien verwachten dat de materie uit de accretieschijf door de zwaartekracht vanzelf wel op de ster belandt, maar zo simpel is het niet. Vanwege het behoud van impulsmoment kan materie die rond de ster draait niet in rechte lijn op diens oppervlak vallen. Door de wrijving die binnen de accretieschijf optreedt kan een deel van het gas de ster wel wat naderen, maar dichterbij dan vijfmaal de diameter van de ster komt het zonder hulp van buitenaf niet. Dertig jaar geleden bedacht de Duitse astronoom Max Camenzind een oplossing voor dit probleem. Volgens hem zouden de magnetische velden van jonge sterren ervoor zorgen dat gas vanuit het binnenste deel van de accretieschijf naar de ster toe kan stromen. De GRAVITY-waarnemingen bevestigen dit. Ze laten zien dat zich op minder dan tweemaal de diameter van TW Hydrae – ruimschoots binnen het ‘onoverbrugbare’ gebied rond de ster – heet waterstofgas bevindt. Tot zo dichtbij de ster kan het gas van de accretieschijf zich niet uitstrekken. Ook kan het hete gas niet van de ster zelf afkomstig zijn. Volgens de astronomen resteert er maar één plausibele verklaring: het magnetosferische accretiemodel. (EE)
→ How to Feed a Baby Star

25 augustus 2020
Nieuwe computersimulaties bieden een mogelijke oplossing voor de zogeheten ‘galactische balkparadox’: het feit dat verschillende waarnemingen tegenstrijdige resultaten opleveren omtrent de bewegingen van sterren in het centrale deel van de Melkweg. De resultaten zijn gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De meeste spiraalstelsels, waaronder ook onze eigen Melkweg, hebben een grote, balkachtige structuur van sterren in hun centrum. Over de omvang en draaisnelheid van de balk van de Melkweg bestaat echter al jaren discussie. Zo wordt uit metingen van de snelheden van sterren in de omgeving van de zon afgeleid dat de balk klein is en snel draait, terwijl directe waarnemingen van het centrale deel van de Melkweg juist wijzen op een aanzienlijk grotere en langzamer draaiende balk. Met behulp van geavanceerde simulaties van de vorming van het Melkwegstelsel hebben astronomen van de universiteit van Surrey (VK) en het Leibniz Instituut voor Astrofysica (Duitsland) nu een mogelijke verklaring voor deze discrepantie gevonden. Uit de simulaties blijkt dat zowel de omvang als de rotatiesnelheid van de balk van de Melkweg mettertijd varieert. Hierdoor lijkt de balkstructuur soms twee keer zo groot dan anders en draait hij 20 procent langzamer. Deze variaties zouden het gevolg zijn van de interactie tussen de balkstructuur en de binnenste spiraalarm van de Melkweg. Wanneer de balk het domein van deze arm nadert wordt zijn draaiing afgeremd, terwijl de spiraal juist versnelt. Zodra ze contact hebben gemaakt, bewegen ze een tijdlang als één geheel, waardoor de balk veel langer en trager lijkt dan hij in werkelijkheid is. Uiteindelijk gaan ze weer uit elkaar en versnelt de balk en wordt de spiraal afgeremd. De simulaties geven aan dat dit scenario zich om de 80 miljoen jaar herhaalt. De bestaande controverse rond de galactische balk zou simpelweg het gevolg zijn van het feit dat we nu in een tijd leven dat balk en spiraal met elkaar verbonden zijn. Hierdoor lijkt de balk groot en traag. De bewegingen van de sterren in de omgeving van de zon wordt echter nog steeds bepaalt door de werkelijke, veel kleinere aard van de balk. (EE)
→ Galactic bar paradox resolved in cosmic dance

20 augustus 2020
Astronomen hebben ontdekt dat er vanuit het centrum van de Melkweg ‘kogels’ van dicht, koud gas worden weggeschoten. Hoe dat gebeurt, is nog een raadsel, maar het zou grote gevolgen kunnen hebben voor de toekomst van ons Melkwegstelsel. Het koude gas, met temperaturen van meer dan 170 graden onder nul, is waargenomen met het Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili. (Nature, 19 augustus). Dat het centrum van ons Melkwegstelsel, waar zich een 4 miljoen zonsmassa’s zwaar zwart gat bevindt, gas uitstoot was al langer bekend. Maar het bleek daarbij tot nu toe altijd om warm tot zeer heet gas te gaan. Een bekend voorbeeld zijn de Fermi-bellen, twee kolossale bellen van heet, geïoniseerd gas die boven en onder het Melkwegcentrum uit steken. Onduidelijk is nog of ook het nu waargenomen koude gas onder invloed van het centrale zwarte gat is uitgestoten. Het is ook denkbaar dat het is weggeblazen door de duizenden zware sterren die zich rond het Melkwegcentrum hebben verzameld. Maar het vreemde is dat het zwarte gat, Sagittarius A* geheten, momenteel niet erg actief is, en ook de stervorming in het centrale deel van de Melkweg staat op een laag pitje. De APEX-gegevens wijzen erop dat de koude gaswolken zich vermengen met het warmere gas ter plaatse en mogelijk bezig zijn om uiteen te vallen. Het lijkt erop dat ze een aanzienlijke massa vertegenwoordigen. En dat is slecht nieuws voor de toekomstige vorming van sterren ter plaatse. Voor stervorming zijn namelijk dichte concentraties van koud gas nodig. (EE)
→ Mystery gas discovered near centre of Milky Way

17 augustus 2020
Astronomen hebben een gaswolk ontdekt die lijkt te pulseren op gammagolflengten. De pulsaties volgen het ritme van een ‘naburig’ zwart gat dat om een reuzenster cirkelt. Er lijkt dus sprake te zijn van een onderling verband, maar onduidelijk is hoe het zwarte gat de pulsaties van een honderd lichtjaar verderop gelegen gaswolk kan beïnvloeden (Nature Astronomy, 17 augustus). De ontdekking volgt uit een analyse van gegevens die over een periode van meer dan tien jaar zijn verzameld door NASA-ruimtetelescoop Fermi, die het heelal op de golflengten van gammastraling – de meest energierijke vorm van elektromagnetische straling – waarneemt. De analyse had specifiek betrekking op het object SS 433, dat circa 15.000 lichtjaar van de aarde verwijderd is. SS 433 bestaat uit een ster die ongeveer dertig keer zoveel massa heeft als onze zon en een zwart gat van tien à twintig zonsmassa’s. De twee cirkelen met een periode van dertien dagen om elkaar, en onderwijl onttrekt het zwarte gat materie aan de reuzenster. Deze materie spiraalt naar het zwarte gat toe en hoopt zich op in een zogeheten accretieschijf, voordat zij uiteindelijk kan worden opgeslokt. Een deel van die materie komt echter niet in het zwarte gat terecht, maar wordt in de vorm van twee nauwe jets of straalstromen terug de ruimte in geblazen. Dat gebeurt met zo’n kolossale snelheid dat de uitgestoten materie een bron van röntgen- en gammastraling wordt. Omdat de accretieschijf niet precies in het vlak van de beide objecten ligt, maakt deze een schommelbeweging – net als een draaitol die schuin op tafel wordt neergezet. Hierdoor zwabberen de jets van SS 433 heen en weer, en deze zogeheten precessiebeweging heeft een periode van circa 162 dagen. Het vreemde is nu dat de gaswolk honderd lichtjaar verderop in hetzelfde tempo pulsen van gammastraling vertoont, terwijl hij niet eens in het verlengde van een van de jets van SS 433 ligt. Een overtuigende verklaring daarvoor ontbreekt nog, maar de astronomen zoeken de oorzaak voorlopig bij snelle protonen (waterstofkernen) die aan de uiteinden van de jets of juist aan de rand van de accretieschijf worden gegenereerd. Dat zou ertoe leiden dat de gaswolk wordt bestookt met snelle deeltjes, die bij botsingen met het gas flitsjes gammastraling produceren. (EE)
→ Strange gamma-ray heartbeat puzzles scientists

13 augustus 2020
Waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop wijzen erop dat de onverwachte ‘verduistering’ van de heldere ster Betelgeuze, afgelopen winter, waarschijnlijk is veroorzaakt doordat de ster een enorme hoeveelheid heet materiaal de ruimte in heeft geblazen. Daarop heeft zich een wolk van donker stof gevormd die het licht van Betelgeuze heeft getemperd. Betelgeuze is een rode superreus: een ster die door veranderingen in de fusiereacties in zijn kern sterk is opgezwollen. In oktober 2019 begon deze ster duidelijk minder helder te worden, en medio februari van dit jaar was de reuzenster meer dan drie keer zo zwak als normaal. Daarna bereikte haar helderheid weer normale waarden. Voor deze onverwachte gebeurtenis zijn verschillende verklaringen aangedragen. Zo zou Betelgeuze wolken van stof hebben uitgestoten of zouden zich kolossale ‘zonnevlekken’ op haar oppervlak hebben gevormd. De Hubble-waarnemingen brengen astronomen nu tot de conclusie dat er inderdaad sprake is geweest van donker stof rond de ster. Dit verduisterende materiaal zou zijn ontstaan doordat een kolossale convectiecel opsteeg vanuit het inwendige van de ster en de koelere buitenlagen van haar atmosfeer wist te bereiken. De spectra die de ruimtetelescoop in het laatste kwartaal van 2019 heeft vastgelegd laten inderdaad zien dat een deel van Betelgeuze in eerste instantie duidelijk heter werd en dat het betreffende materiaal naar buiten bewoog. Het (aanvankelijk) hete materiaal was twee tot vier keer zo helder als de normale helderheid van de ster en koelde op miljoenen kilometers van de ster af tot donker stof. Over de oorzaak van de uitbarsting tasten astronomen nog in het duister. Mogelijk werd het opstijgen van de convectiecel geholpen door de pulsaties die Betelgeuze toch al vertoont. Op het moment van de uitbarsting was de ster namelijk net aan het opzwellen. Het is niet ondenkbaar dat het verschijnsel een voorbode is van de supernova-explosie die de ster uiteindelijk te wachten staat. Maar het kan nog vele duizenden jaren duren voordat het daadwerkelijk zover is. Momenteel kan Betelgeuze niet worden waargenomen met de Hubble-ruimtetelescoop, omdat zij te dicht bij de zon staat. Wel kan de ster nog worden bekeken met STEREO-A, een NASA-satelliet die normaal gesproken de zon observeert. Metingen van deze satelliet laten zien dat de helderheid van Betelgeuze opnieuw aan het afnemen is. Dat is verrassend, omdat de ‘helderheidsdips’ van de ster doorgaans met tussenpozen van ruim een jaar optreden. Astronomen kijken dan ook met meer dan gemiddelde belangstelling uit naar komend najaar, als Betelgeuze weer goed te zien zal zijn. (EE)
→ Hubble Helps Uncover the Mystery of the Dimming of Betelgeuse

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

27 juli 2020
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie Amina Helmi (Rijksuniversiteit Groningen), heeft de zesde en laatste database van de RAVE-survey vrijgegeven met spectroscopische gegevens van een half miljoen sterren in de Melkweg. Uit de gegevens kunnen astronomen onder meer temperaturen en samenstellingen van sterren afleiden. RAVE was een van de eerste grote projecten die systematisch de hemel afspeurden. RAVE, dat staat voor RAdial Velocity Experiment, rafelde van 451.783 sterren in de buurt van de aarde systematisch het licht uiteen in de kleuren van de regenboog. Dat gebeurde met de UK Schmidt telescoop in het Australische Siding Spring. Die telescoop stond van 2003 tot 2013 bijna elke heldere nacht in dienst van het project. Het project werd geleid door het Duitse Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam. De afgelopen jaren gaven de sterrenkundigen vijf eerdere pakketten met gegevens vrij. Het slotpakket is gekoppeld aan de nieuwere Gaia-catalogus die van meer dan een miljard sterren de snelheden, posities en afstanden in kaart bracht. Amina Helmi (Rijksuniversiteit Groningen), die ook betrokken is bij de Gaia-catalogus, nam ook aan de RAVE-dataverzameling deel. Ze zegt: ‘RAVE is een echte pionier. We zullen de survey blijven gebruiken. Onder andere om de opvolgers te trainen.’ Die opvolgers zijn bijvoorbeeld de mede door Nederlanders gebouwde WEAVE voor een telescoop op La Palma en 4MOST voor een Europese telescoop in Chili. Dankzij RAVE is onder andere berekend hoe snel een ster minimaal moet bewegen om uit de Melkweg te ontsnappen. Die berekening vormde een bevestiging dat ons sterrenstelsel veel onbekende, donkere materie moet bevatten. Ook konden sterrenkundigen met RAVE systematisch naar metaal-arme sterren speuren. Daardoor leerden ze meer over de vroege Melkweg. 
→ Oorspronkelijk persbericht

15 juli 2020
Een in 2015 ontdekte witte dwergster heeft mogelijk een gedeeltelijke supernova-explosie ondergaan. Daarbij is hij ontsnapt aan zijn stellaire begeleider en raast hij nu met een snelheid van 900.000 kilometer per uur door onze Melkweg (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 15 juli). Witte dwergen zijn de overgebleven kernen van rode reuzensterren die aan het einde van hun leven hun buitenste lagen hebben afgestoten. De meeste witte dwergen hebben een atmosfeer die vrijweg geheel uit waterstof en helium bestaat, met soms nog wat koolstof of zuurstof. Witte dwerg SDSS J1240+6710 is wat dat betreft een buitenbeentje. Zijn atmosfeer bevat waterstof noch helium en bestaat uit een mengsel van zuurstof, neon, magnesium, silicium en een aantal andere elementen die normaal gesproken aan het begin van een supernova-explosie ontstaan. Nog zwaardere elementen zoals ijzer en nikkel, die in een latere fase van de explosie worden gevormd, ontbreken echter. Ook heeft de witte dwerg opvallend weinig massa. Dat witte dwergen het toneel kunnen zijn van een supernova-explosie was al bekend. Wanneer zo’n object een dubbelster vormt met een normale ster, kan er stermaterie naar zijn oppervlak stromen. Zodra zich daar maar genoeg gas heeft verzameld, komt er een thermonucleaire explosie op gang waarbij de witte dwerg uiteenspat: een supernova van type Ia. Volgens de astronomen die SDSS J1240+6710 met de Hubble-ruimtetelescoop hebben onderzocht, is het in dit geval niet tot een volledige supernova-explosie gekomen. De combinatie van geringe massa, afwijkende samenstelling en hoge snelheid wijst erop dat er wel een explosie op gang kwam, maar dat deze voortijdig is afgebroken – waarschijnlijk omdat de witte dwerg heel abrupt een flinke hoeveelheid massa afstootte. Daarmee zou SDSS J1240+6710 de ‘overlevende’ kunnen zijn van een soort supernova-explosie die nog nooit rechtstreeks is waargenomen. Bij gebrek aan radioactief nikkel, dat verantwoordelijk is voor de langdurige nagloed van supernova’s van type Ia, zouden dit soort ‘mislukte’ explosies maar heel kort waarneembaar zijn. En daardoor laten ze zich maar moeilijk opsporen. (EE)
→ Thermonuclear Blast Sends Star Hurtling Across the Milky Way

13 juli 2020
Japanse astronomen hebben tijdens de eerste waarneemnacht met de nieuwe 3,8-meter Seimei-telescoop in Okayama een ‘supervlam’ geregistreerd op de nabije rode dwergster AD Leonis. Het explosieve verschijnsel was twintig keer krachtiger dan de zonnevlammen die onze eigen ster produceert. AD Leonis staat op een afstand van iets minder dan zestien lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Leeuw. Hij staat te boek als een actieve vlamster, die geregeld flinke uitbarstingen van licht en andere vormen van straling produceert. Naast de supervlam hebben de astronomen ook nog elf ‘mildere’ uitbarstingen van de ster waargenomen. Uit de waarnemingen blijkt dat tijdens de supervlam ruwweg tien keer meer energierijke elektronen vrijkwamen dan bij de gemiddelde zonnevlam – iets wat nog niet eerder was waargenomen. Ook ontdekten de astronomen dat AD Leonis bij de wat zwakkere opvlammingen alleen op de golflengte van H-alfastraling – licht dat door waterstofatomen wordt uitgezonden – helderder wordt, maar niet op andere visuele golflengten. Waarnemingen van vlamsterren moeten meer inzicht geven in het ontstaan van supervlammen. Heel af en toe vertoont ook onze zon van deze hevige uitbarstingen, die grote schade kunnen veroorzaken aan gevoelige elektronische apparatuur. Door sterren als AD Leonis te onderzoeken hopen astronomen het optreden van supervlammen beter te kunnen voorspellen. (EE)
→ The Lion’s Roar: New Telescope Spots Superflare in Leo

11 juli 2020
Met hulp van een team van ’burgerwetenschappers’ hebben astronomen twee bijzondere bruine dwergen ontdekt – ballen van gas die niet genoeg massa hebben om energie op te wekken zoals sterren dat doen. De burgerwetenschappers doen mee aan het NASA-project ‘Backyard Worlds: Planet 9’, waarbij gegevens van de infraroodsatelliet NEOWISE worden doorgespit. Daarbij hebben ze tot nu toe al meer dan 1600 bruine dwergen opgespoord. De twee objecten die daarbij recent zijn opgespoord worden door astronomen omschreven als de eerste ’extreme T-type subdwergen’. Ze hebben ongeveer 75 keer zoveel massa als de planeet Jupiter en zijn naar schatting 10 miljard jaar oud. Daarmee behoort het duo tot de meest planeetachtige bruine dwergen die tot nu zijn ontdekt. Op sommige infraroodgolflengten lijken de twee op normale bruine dwergen, maar op andere zien ze er heel anders uit. Daaruit kan worden afgeleid dat ze een uitzonderlijke samenstelling hebben. Zo bevatten ze heel weinig ijzer, wat betekent dat ze, net als zeer oude sterren, bij hun ontstaan weinig zwaar materiaal van voorgaande generaties van sterren hebben meegekregen. De gemiddelde bruine dwerg kan wel dertig keer zoveel ijzer en andere zware elementen bevatten. Omdat wordt vermoed dat bruine dwergen op dezelfde manier ontstaan als planeten (door samenklontering van restmateriaal dat rond een pas gevormde ster achterblijft), versterkt de ontdekking het vermoeden dat er ook metaal-arme exoplaneten kunnen bestaan. (EE) 
→ Two Bizarre Brown Dwarfs Found With Citizen Scientists' Help

8 juli 2020
Een onderzoeksteam onder leiding van Lina Necib van het California Institute of Technology heeft een nieuwe omvangrijke ‘sterrenstroom’ in de betrekkelijke nabijheid van de zon ontdekt. De ongeveer 250 sterren zouden een overblijfsel kunnen zijn van een klein sterrenstelsel dat door onze Melkweg is opgeslokt (Nature Astronomy, 6 juli). De ontdekking van de restanten van ‘Nyx’, zoals het voormalige dwergstelsel wordt genoemd, is gebaseerd op een combinatie van gegevens van de Gaia-satelliet en computersimulaties. Gaia meet de posities en ruimtelijke bewegingen van miljoenen sterren in de Melkweg. Op die manier kunnen groepen sterren worden opgespoord die op een bepaalde manier samen optrekken. Het team van Necib heeft een geavanceerde analysetechniek – ’deep learning’ – losgelaten op de Gaia-gegevens. Daarmee werden niet alleen de al eerder ontdekte restanten van een ander dwergstelsel (het ‘Worststelsel’) opgespoord, maar ook een nog onbekende structuur. Deze bestaat uit 250 sterren die met de schijf van de Melkweg meedraaien, maar tevens in de richting van het Melkwegcentrum bewegen. Vervolgonderzoek met telescopen op aarde zal duidelijkheid moeten geven over de chemische samenstelling en andere eigenschappen van de sterrenstroom. Op die manier hopen de astronomen te kunnen vaststellen wanneer Nyx door de Melkweg is opgeslokt, en misschien zelfs waar het sterrenstelsel vandaan is gekomen. (EE)
→ New Collection of Stars, Not Born in Our Galaxy, Discovered in Milky Way

6 juli 2020
Zware sterren exploderen aan het einde van hun bestaan als supernova’s en stoten kort voordien grote hoeveelheden koolstof uit. Maar ook de grote meerderheid van lichtere sterren draagt zijn steentje bij, zo blijkt uit nieuw onderzoek. Voordat sterren van minder dan ongeveer acht zonsmassa’s ineenstorten tot ‘witte dwergen’ produceren ze een stevige sterrenwind die verrijkt is met tal van chemische elementen, waaronder koolstof (Nature Astronomy, 6 juli). De oorsprong van koolstof, een element dat cruciaal was voor het ontstaan van leven op onze planeet, is al geruime tijd een punt van discussie onder astronomen. Om meer inzicht in deze kwestie te krijgen heeft een team onder leiding van Paola Marigo van de universiteit van Padua (Italië) een aantal witte dwergen onderzocht van de Keck-telescoop op Hawaï. Daarbij zijn de massa’s van deze langzaam uitdovende sterren gemeten en schattingen gemaakt van de massa’s die de sterren oorspronkelijk hebben gehad. Tot nu toe werd aangenomen dat tussen ‘geboortegewicht’ en eindgewicht van een ster een lineair verband bestaat. Oftewel: hoe zwaarder de ster bij geboorte, des te zwaarder is de witte dwerg die hij achterlaat. Bij het onderzoek van Marigo en haar collega’s, dat betrekking had op witte dwergen die deel uitmaken van een open sterrenhoop – een grote groep sterren van gelijke leeftijd, zijn nu echter witte dwergen ontdekt die duidelijk meer massa hadden dan verwacht. Daaruit kan worden afgeleid dat sterren die ongeveer 1,5 miljard jaar geleden in onze Melkweg zijn geboren geen witte dwergen van ruwweg 0,6 zonsmassa hebben achtergelaten, maar exemplaren van circa 0,7 zonsmassa die voorheen in verband werden gebracht met sterren van ongeveer 3 zonsmassa’s. Er lijkt dus een ‘knik’ te zitten in het verband tussen geboortegewicht en eindgewicht van sterren. En volgens de onderzoekers is dat een teken dat lichte sterren flinke koolstofprocenten zijn. Op basis van stermodellen komen ze tot de conclusie dat sterren al vanaf een geboortegewicht van 1,65 zonsmassa hun omgeving met koolstof verrijken. In vergelijking met supernova’s gaat het weliswaar om kleine hoeveelheden, maar omdat lichte sterren veel talrijker zijn dan zware, zal hun gezamenlijke bijdrage toch aanzienlijk zijn. (EE)
→ White dwarfs reveal new insights into the origin of carbon

29 juni 2020
Volgens een onderzoeksteam onder leiding van Thavisha Dharmawarden van het Max-Planck-Institut für Astronomie is de ‘verduistering’ die de heldere ster Betelgeuze tussen oktober 2019 en april 2020 heeft vertoond toch niet door stofwolken veroorzaakt. De astronomen denken dat ongewoon grote sterrenvlekken (het equivalent van zonnevlekken) de oorzaak zijn van de helderheidsdip van de ster (Astrophysical Journal Letters, 29 juni). Rode superreuzen zoals Betelgeuze vertonen wel vaker helderheidsvariaties, maar het komt zelden voor dat de helderheid van de ster daarbij tot slechts 40 procent van haar normale waarde terugvalt. Sommige astronomen meenden daarom zelfs dat Betelgeuze op het punt van ontploffen stond. Dharmawardena en haar collega’s zoeken de oorzaak van de helderheidsdip nu bij temperatuurvariaties in de fotosfeer (het lichtgevende ‘oppervlak’) van de ster. De meest waarschijnlijke oorzaak zijn reusachtige koele sterrenvlekken die 50 tot 70 procent van het oppervlak van de ster zouden hebben beslagen. De suggestie dat Betelgeuze wolken van stof had uitgestoten, die eveneens plausibel is voor een ster van dit type, wordt ondergraven door gegevens die met het Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) zijn verzameld. Deze telescopen registreren straling op submillimeter-golflengten. In dit golflengtegebied is met name koel stof goed waarneembaar. Tot verrassing van de onderzoekers is Betelgeuze zelfs op submillimeter-golflengten 20 procent zwakker geworden dan normaal. En dat gedrag is niet in overeenstemming met de aanwezigheid van stof. Het moet dus de ster zelf zijn geweest die de helderheidsafname veroorzaakte. De gemeten helderheidsafname in zichtbaar licht en submillimeter-straling is verklaarbaar als de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van Betelgeuze met ongeveer 200 graden is gedaald. Maar de astronomen achten het waarschijnlijker dat de temperatuurafname niet gelijkmatig was. Opnamen van de ster die in december 2019 zijn gemaakt vertonen namelijk duidelijke helderheidsverschillen. Al met al lijken enorme sterrenvlekken dan ook de meest waarschijnlijke verklaring voor het gedrag van de ster. Van onze zon is bekend dat zij een 11-jarige cyclus vertoont waarbij het aantal zonnevlekken toe- en afneemt. Toekomstige waarnemingen zullen moeten uitwijzen of de recente helderheidsdip van Betelgeuze ook het gevolg is van zo’n vlekkencyclus. (EE)
→ Betelgeuse – a giant with blemishes

18 juni 2020
Nieuw onderzoek onder leiding van de Leidse promovendus Lukasz Tychoniec wijst uit dat planeten rond jonge sterren – op kosmische schaal – in een oogwenk van minder dan een half miljoen jaar worden geboren. Op basis van gegevens van het ALMA-observatorium in Noord-Chili en de VLA in New Mexico, VS, komen de sterrenkundigen tot de conclusie dat zeer jonge stofschijven al voldoende materiaal bevatten om planeetstelsels te bouwen. Tot nu toe keken astronomen vooral naar protoplanetaire schijven rond jonge sterren van 1 tot 3 miljoen jaar oud, en in die vrij volwassen schijven troffen ze steeds een hoeveelheid stof aan waaruit niet eens enkele gasplaneet zoals Jupiter te maken is. Lukasz Tychoniec van de Sterrewacht Leiden besloot daarom proto-sterren te onderzoeken in de relatief nabijgelegen moleculaire gaswolk in het sterrenbeeld Perseus. De protoplanetaire schijven die de astronomen onderzochten zijn slechts tussen de 100.000 en 500.000 jaar oud, maar zijn mogelijk al planeten aan het vormen. Uit metingen aan het licht dat het stof in de schijven uitzendt, blijkt er meer dan genoeg materiaal te zijn om planeten te bouwen. Ze vergeleken de massa van de schijven met de massa van meer dan 2000 bekende exoplaneetsystemen. Tychoniec: ‘In alle gevallen vonden we dat de hoeveelheid stof voldoende is om de bekende populatie exoplaneten te vormen. De schijven in de Perseus-wolk hebben geen moeite om exoplaneten te maken zoals we die zien in onze Melkweg.’ Het resultaat, dat is geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics, zal bijdragen aan het ontwikkelen van nieuwe modellen voor planeetvorming, waarmee astronomen een beter begrip krijgen van de manier waarop en het tempo waarin exoplaneten – en ook ons eigen zonnestelsel – zijn gevormd. 
→ Volledig persbericht

17 juni 2020
Astronomen hebben een pulsar – een rondtollende neutronenster – ontdekt die pas 240 jaar oud lijkt. Het naar astronomische maatstaven zeer jonge object is opgespoord met de röntgensatellieten Swift (NASA), NuSTAR (Caltech) en XMM-Newton (ESA). De ‘baby-pulsar’ werd op 12 maart jl. opgemerkt toen hij een flinke uitbarsting van röntgenstraling produceerde. Een neutronenster is het uiterst compacte restant van een zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. Swift J1818.0-1607, zoals de nieuwe ontdekking wordt genoemd, heeft tweemaal zoveel massa als de zon, maar is desondanks slechts een kilometer of twintig groot. Met een magnetisch veld dat ongeveer een factor duizend keer sterker is dan dat van de gemiddelde neutronenster, behoort Swift J1818.0-1607 tot de zogeheten magnetars – de meest magnetische objecten in het heelal. Objecten van dit type kunnen zeer krachtige uitbarstingen van licht en andere vormen van elektromagnetische straling produceren die tot ver in het heelal waarneembaar zijn. Tijdens zijn recente uitbarsting was deze magnetar minstens tien keer zo helder als normaal. Swift J1818.0-1607 bevindt zich in het sterrenbeeld Boogschutter, op een afstand van ongeveer 16.000 lichtjaar. Het licht dat we nu van de neutronenster ontvangen werd dus 16.000 jaar geleden uitgezonden, op het moment dat deze ongeveer 240 jaar oud was. (EE)
→ A Cosmic Baby Is Discovered, and It's Brilliant

12 juni 2020
De wolken van gas en stof waaruit sterren en planeten ontstaan zijn vroeger rijk aan complexe organische moleculen dan tot nu toe werd gedacht. Dat schrijven astronomen van de Universiteit van Arizona in The Astrophysical Journal. Complexe organische moleculen spelen vermoedelijk een belangrijke rol bij het ontstaan van leven. Uit het onderzoek blijkt dat deze moleculen al honderdduizenden jaren voordat er echte sterren ontstaan rijkelijk aanwezig zijn in ‘stellaire kraamkamers’. Dat is verrassend, omdat verondersteld werd dat het voor de vorming van complexe organische moleculen vereist zou zijn dat het aanwezige gas en stof wordt opgewarmd door protosterren – sterren-in-wording. Bij het onderzoek is gebruik gemaakt van de 12-meter radiotelescoop van de radiosterrenwacht op Kitt Peak, ten zuidwesten van Tucson, Arizona. Met dit instrument zijn 31 sterloze verdichtingen van gas en stof onderzocht die deel uitmaken van een grote stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier, op ongeveer 440 lichtjaar van de aarde. Het zal nog honderdduizenden jaren duren voordat uit deze verdichtingen protosterren ontstaan. Desondanks zijn daarin nu de signaturen van complexe organische moleculen waargenomen. In alle onderzochte pre-stellaire verdichtingen is methanol aangetroffen en bij meer dan twintig ervan ook ethanal. De grote vraag is nu hoe deze moleculen zijn ontstaan. Aangenomen werd dat voor hun vorming warmte nodig is, maar de onderzochte verdichtingen zijn nog extreem koud. Om deze kwestie nader te onderzoeken willen de astronomen verder ‘inzoomen’ op enkele van de sterloze verdichtingen, om alle daarin aanwezige complexe organische moleculen te inventariseren. (EE)
→ Ingredients for Life Appear in Stellar Nurseries Long Before Stars are Born

12 juni 2020
Voor de eerste keer heeft een ruimtesonde vanaf zo’n grote afstand hemelopnamen naar de aarde gestuurd, waarop enkele nabije sterren een beetje verschoven lijken te zijn ten opzichte van hun posities zoals we die vanaf de aarde waarnemen. De ruimtesonde, New Horizons, scheerde in 2015 langs de verre dwergplaneet Pluto en is inmiddels bijna 7 miljard kilometer van ons verwijderd. Vanuit die positie kijkt hij onder een iets andere hoek naar de sterren dan astronomen op aarde – een effect dat parallax wordt genoemd. Het parallaxeffect is het duidelijkst waarneembaar bij de meest nabije sterren. Die lijken vanuit New Horizons gezien een klein stukje te zijn versprongen ten opzichte van hun verre soortgenoten. Op 22 en 23 april van dit jaar richtte New Horizons zijn telescoopcamera op de sterren Proxima Centauri (afstand 4,24 lichtjaar) en Wolf 359 (7,86 lichtjaar). Bij vergelijking met opnamen die op dezelfde dagen met telescopen op aarde zijn gemaakt, valt het parallaxeffect gemakkelijk op. Van de nieuwe foto’s heeft astrofysicus Brian May, beter bekend als de gitarist van rockband Queen, stereoparen gemaakt die zich op verschillende manieren laten bekijken. (EE)
→ NASA’s New Horizons Conducts the First Interstellar Parallax Experiment

9 juni 2020
Astronomen hebben, met behulp van de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili, gedetailleerde opnamen gemaakt van twee sterren-in-wording die zich in een heel pril ontwikkelingsstadium bevinden. De proto-dubbelster maakt deel uit van het object IRAS 16293-2422 in de Ophiuchus moleculaire wolk. Bij de waarnemingen zijn ook de snelheden van de sterren gemeten. Daaruit blijkt dat de twee in ongeveer 360 jaar om elkaar wentelen. IRAS 16293-2422 is een van de helderste stervormingsgebieden in de naaste omgeving van de zon. Het object is 460 lichtjaar van ons verwijderd en is rijk aan complexe organische moleculen. Vanwege de grote hoeveelheden gas en stof ter plaatse was tot nu toe onduidelijk waaruit IRAS 16293-2422 precies bestaat. Bij waarnemingen op verschillende golflengten waren wel minstens twee compacte bronnen te zien, maar dat konden er ook meer zijn. De ALMA-waarnemingen hebben nu laten zien dat IRAS 16293-2422 minstens drie jonge sterren herbergt: de al langer bekende protoster ‘B’ en het tweetal ‘A1’ en ‘A2’, dat tot nu toe als één object werd gezien. De twee jonge sterren-in-wording zijn elk omgeven door een kleine stofschijf, die op zijn beurt weer is ingebed in een grotere wolk van gas en stof. Protoster A1 heeft bijna net zoveel massa als onze zon en is omgeven door een stofschijf met de omvang van de planetoïdengordel in ons eigen zonnestelsel. Protoster A2 heeft ruwweg anderhalf keer zoveel massa en heeft een grotere schijf, die schuin op de globale wolkstructuur staat, terwijl de schijf van protoster B een heel andere oriëntatie heeft. Daaruit wordt afgeleid dat de stervorming in dit gebied vrij chaotisch verloopt. Uit de snelheden waarmee A1 en A2 ten opzichte van elkaar bewegen kan worden afgeleid dat het om een echte dubbelster gaat. De twee protosterren zijn dus door de zwaartekracht aan elkaar gebonden. Hun onderlinge afstand is vergelijkbaar met de afstand zon-Pluto (6 miljard kilometer). Het tweetal is nog druk bezig om materie uit de omgeving aan te trekken: ze zijn dus nog in de groei. (EE)
→ Close-up view reveals binary proto-stars in the process of assemblage

3 juni 2020
Een internationaal onderzoeksteam, met onder anderen Marta Alves van de Radboud Universiteit, heeft een spookachtige, bijna volmaakte cirkelboog van ultraviolet-emissie ontdekt rond de ‘steel’ van het sterrenbeeld Grote Beer. De boog strekt zich uit over een afstand van dertig graden. De ontdekking is gepresenteerd tijdens de halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society, die ditmaal online plaatsvindt. De zeer dunne cirkelboog bestaat uit samengedrukt interstellair gas, wat erop wijst dat het om een schokfront gaat van een grote stellaire explosie die zestig graden boven het vlak van de Melkweg heeft plaatsgevonden. Wanneer de explosie heeft plaatsgevonden, en op welke afstand van de aarde, is hoogst onzeker. Het team schat dat het meer dan 100.000 jaar geleden is gebeurd, op een afstand van ongeveer 600 lichtjaar. Een klein stukje van de boog werd al in 1997 opgemerkt in gearchiveerde beeldgegevens van de NASA-satelliet GALEX. Maar pas toen Marta Alves bijna twintig jaar later vervolgwaarnemingen deed met de grotendeels in Nederland gestationeerde radiotelescoop LOFAR, kwam de ware omvang van de structuur aan het licht. Verder onderzoek moet uitsluitsel geven over de afstand, ouderdom en fysieke afmetingen van de ‘Ursa Major Boog’. Maar het vermoeden bestaat dat de explosie die de boog heeft veroorzaakt medeverantwoordelijk is geweest voor het ‘schoonvegen’ van een gebied boven de zon. Dit hemelgebied staat bekend om zijn ‘interstellaire vensters’ die astronomen een beter zicht bieden op sterrenstelsels buiten onze Melkweg. (EE)
→ Astronomers Discover 30 Degree Arc of Ultraviolet Emission Centered on the Big Dipper

2 juni 2020
Tijdens de 236ste bijeenkomst van de American Astronomical Society heeft postdoc Maria Schutte van de Universiteit van Oklahoma de ontdekking bekendgemaakt van een jonge bruine dwergster die omgeven is door een schijf van gas en stof. De ontdekking is gedaan in het kader van het Disk Detective-project van NASA. De bruine dwerg met schijf, die de aanduiding W1200-7845 draagt, is maar ongeveer 332 lichtjaar van ons verwijderd. Hij maakt deel uit van een groep van een stuk of twintig jonge sterren waarvan de leeftijd op minder dan vier miljoen jaar is bepaald. Daarmee is hij momenteel de jongste bruine dwerg in de naaste omgeving van de zon. Een bruine dwerg(ster) is een gasrijk object met 13 tot 80 keer zoveel massa als Jupiter, de grootste planeet van ons zonnestelsel. Anders dan volwaardige sterren hebben bruine dwergen niet genoeg massa om in hun kern energie op te wekken door middel van waterstoffusie. Ze vormen daarmee de schakel tussen planeten en sterren. Disk Detective is een project voor ‘burgerwetenschappers’ dat gebruik maakt van optische en infraroodopnamen om circumstellaire schijven op te sporen – schijven waarin zich planeten kunnen vormen. De meest effectieve manier om zulke schijven te vinden is door opnamen van grote aantallen objecten aan een visuele inspectie te onderwerpen. Bij Disk Detective 1.0 hebben duizenden vrijwilligers maar liefst 400.000 objecten bekeken. Gisteren is het vervolg op dit project van start gegaan: Disk Detective 2.0. Dus iedereen kan weer meehelpen om nieuwe schijven op te sporen. (EE)
→ OU Graduate Student Maria Schutte Presents Findings on Young, Nearby Brown Dwarf With a Disk

2 juni 2020
Onze verre voorouders in Afrika waren 3,5 miljoen jaar geleden wellicht getuige van een bijzonder hemelverschijnsel: een spookachtige gloed in het sterrenbeeld Boogschutter die misschien wel een miljoen jaar aanhield. De oorzaak: een enorme uitbarsting in het centrum van ons Melkwegstelsel. De uitbarsting ontstond waarschijnlijk toen een grote wolk van 100.000 zonsmassa’s aan waterstofgas op de materieschijf rond het centrale superzware zwarte gat viel. Daarbij ontstonden twee kegels van intense ultraviolette straling boven en onder het vlak van de Melkweg die als ‘kosmische zoeklichten’ de omgeving aanstraalden. Het zuidelijke ‘zoeklicht’ bereikte daarbij de zogeheten Magelhaense Stroom – een uitgestrekt lint van gas dat achter de twee grootste satellieten van de Melkweg, de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, aan sleept. Daarbij raakte het waterstofgas in de Stroom geïoniseerd, waardoor deze laatste oplichtte als een kerstboom. Een en ander wordt afgeleid uit de huidige eigenschappen van het gas in de Magelhaense Stroom. Met de Hubble-ruimtetelescoop is gekeken naar het licht van 21 verre quasars – in feite ook kosmische zoeklichten – die door dat gas heen schijnen. Daarbij is geconstateerd dat de Magelhaense Stroom ionen bevat die door een intense stralingsbron moeten zijn ontstaan. Bij dezelfde gebeurtenis ontstonden ook de twee kolossale bellen van heet plasma (= geïoniseerd gas) die nog steeds ongeveer 30.000 lichtjaar boven en onder het vlak ons sterrenstelsel uit torenen. Deze onzichtbare bellen, die ongeveer een miljoen zonsmassa’s aan (ijle) materie bevatten, worden de Fermi-bellen genoemd. Hun bestaan werd tien jaar geleden opgemerkt door de Fermi-ruimtetelescoop van NASA. De nieuwe bevindingen, die ook gepubliceerd zullen worden in The Astrophysical Journal, zijn vandaag gepresenteerd tijdens de virtuele halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society. (EE)
→ Flash from Milky Way's Black Hole Illuminated Gas Outside Our Galaxy

2 juni 2020
Een samenwerkingsverband onder leiding van Adelle Goodwin van de Monash-universiteit (Australië) heeft gedetailleerde waarnemingen gedaan van de röntgenuitbarsting van een verre neutronenster. Bij het onderzoek waren vijf onderzoeksteams en zeven telescopen (vijf op aarde, twee in de ruimte) betrokken. Een neutronenster is het compacte restant van een zware ster die een supernova-explosie heeft ondergaan. Het onderzochte object, SAX J1808.4−3658 geheten, is in 1996 ontdekt met de Italiaans/Nederlandse röntgensatelliet BeppoSAX. Het heeft een bruine dwerg (‘mislukte ster’) als begeleider en onttrekt daar met tussenpozen materie aan. Deze materie valt niet rechtstreeks op de neutronenster, maar spiraalt ernaartoe en hoopt zich op in een accretieschijf, waarin de temperaturen enorm oplopen. Dit leidt uiteindelijk tot een intense uitbarsting van röntgenstraling, waarbij ongeveer evenveel energie vrijkomt als onze zon in tien jaar produceert. Goodwin en haar collega’s hebben dit proces vanaf het prille begin – een toename van de visuele helderheid van het object – kunnen volgen. Deze eerste activiteit speelde zich af aan de rand van de accretieschijf, dicht in de buurt van de begeleidende ster. De overgedragen materie deed er uiteindelijk twaalf dagen over om naar de neutronenster toe te spiralen – aanzienlijk langer dan gedacht. Mogelijk hangt dit trage verloop samen met de samenstelling van de accretieschijf. Doorgaans bestaan dit soort schijven voornamelijk uit waterstof, maar dit specifieke object heeft een schijf die voor de helft uit helium bestaat. De onderzoekers denken dat deze overdaad aan helium de opwarming van de schijf remt, omdat helium bij een hogere temperatuur ‘ontvlamt’ dan waterstof. De resultaten van het onderzoek zullen deze week worden gepresenteerd tijdens de (virtuele) halfjaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society en kort daarna worden gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
→ Astronomers capture a pulsar ‘powering up’

1 juni 2020
De halo van ijl gas, stof en donkere materie waarin ons Melkwegstelsel is gehuld, is veel heter dan werd aangenomen – net zo heet als die van vergelijkbare sterrenstelsels. Dat blijkt uit nieuw onderzoek door wetenschappers van Ohio State University. Eerder hadden onderzoekers van dezelfde universiteit al vastgesteld dat delen van de halo van de Melkweg temperaturen tot circa 10 miljoen graden Celsius hebben. Daarmee waren ze minstens tien keer zo heet als gedacht. Het nieuwe onderzoek wijst er nu op dat dit mogelijk voor de hele halo geldt. Dat blijkt uit gegevens van de röntgensatellieten XMM-Newton (Europa) en Suzaku (Japan). Deze satellieten hebben spectra van de halo van de Melkweg verzameld in vijf verschillende richtingen. En al deze spectra laten dezelfde hoge temperatuur zien. Om te onderzoeken of de Melkweg in dit opzicht uniek is, hebben de astronomen ook gekeken naar gegevens van het 200 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 3221, dat qua vorm en afmetingen op onze Melkwegstelsel lijkt. Uit die analyse blijkt dat de halo van NGC 3221 ongeveer dezelfde temperatuur heeft. De nieuwe bevindingen zijn vandaag gepresenteerd tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society, die zich vanwege de corona-pandemie ditmaal online afspeelt. (EE)
→ The Milky Way has one very hot halo, astronomers find

1 juni 2020
Astronomen die gebruik maken van telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben reusachtige vlekken ontdekt op de oppervlakken van extreem hete sterren die zich in sterrenhopen verschuilen. De sterren worden niet alleen geteisterd door magnetische vlekken, sommige produceren ook ‘supervlammen’ – explosies van energie die enkele miljoenen keren heviger zijn dan vergelijkbare erupties op de zon (Nature Astronomy, 1 juni). Het gaat om een bijzonder soort sterren die extreme ‘horizontale-tak’-sterren worden genoemd. Dat zijn objecten die ongeveer half zo weinig massa hebben als de zon, maar vier tot vijf keer heter zijn. In onze Melkweg worden deze merkwaardig hete objecten doorgaans in verband gebracht met een nabije stellaire begeleider. Verrassend genoeg lijkt de overgrote meerderheid van de extreme ‘horizontale-tak’-sterren die in dichtbevolkte bolvormige sterrenhopen worden waargenomen echter geen begeleider te hebben. Door deze sterren langdurig met ESO-telescopen in de gaten te houden, is nu vastgesteld dat deze geheimzinnige objecten wel een andere bijzondere eigenschap gemeen hebben: ze vertonen in de loop van enkele dagen tot weken regelmatige helderheidsveranderingen. Volgens de astronomen komt dit door vlekken op hun oppervlak. Dat moeten dan wel heel andere vlekken zijn dan de donkere vlekken op onze eigen zon, al worden beide veroorzaakt door magnetische velden. De vlekken op de hete sterren zijn helderder en heter dan het omringende steroppervlak, terwijl die op de zon juist donker afsteken tegen het zonsoppervlak en koeler zijn dan hun omgeving. De vlekken op de extreme ‘horizontale-tak’-sterren zijn ook aanzienlijk groter dan zonnevlekken: ze kunnen tot wel een kwart van het steroppervlak bestrijken. De heldere vlekken zijn bovendien ongelooflijk hardnekkig: waar individuele zonnevlekken slechts enkele dagen tot maanden standhouden, blijven zij tientallen jaren bestaan. De waargenomen helderheidsveranderingen ontstaan doordat de vlekken door de draaiing van de hete sterren in en uit beeld schuiven. De nieuwe ontdekking kan wellicht ook de oorsprong helpen verklaren van de sterke magnetische velden van veel witte dwergsterren – de ‘opgebrande’ restanten van zonachtige sterren die overeenkomsten met extreme ‘horizontale-tak’-sterren vertonen. Beide stersoorten worden namelijk geplaagd door magnetische vlekken op hun oppervlak. (EE)
→ Volledig persbericht

28 mei 2020
Onderzoek van de dichtbevolkte en massarijke jonge sterrenhoop Westerlund 2 laat zien dat de sterren nabij het centrum van de sterrenhoop maar zelden omgeven zijn door de wolken van stof waaruit mettertijd planeten kunnen ontstaan. De oorzaak ligt bij de zwaarste en helderste sterren in de cluster, die het gas en stof rond naburige sterren verdrijven. Het onderzoek, dat gedaan is met de Hubble-ruimtetelescoop, speelde zich af in de periode 2016-2019. Het was voor het eerst dat daarbij een jonge, zware sterrenhoop onder de loep werd genomen. Eerdere vergelijkbare onderzoeken hadden betrekking op nabijere stervormingsgebieden die veel minder massarijk waren. Sterrenhoop Westerlund 2 telt minstens 37 extreem zware sterren waarvan sommige wel tachtig keer zoveel massa hebben als onze zon. Deze sterren produceren intense ultraviolette straling en hevige sterrenwinden die de planeetvormende schijven rond naburige sterren sterk eroderen. Zo’n schijf kan grotendeels verdampen en de resterende materie heeft vermoedelijk niet meer de juiste samenstelling om planetesimalen (planetaire ‘bouwstenen’) te vormen. Westerlund 2 maakt deelt uit van een stellaire kraamkamer die bekendstaat als Gum 29. Deze bevindt zich op een afstand van ruwweg 14.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Carina (Kiel). In zichtbaar licht is deze kraamkamer moeilijk waarneembaar, omdat deze in stof gehuld is. De Wide Field Camera 3 van de ruimtetelescoop kan op nabij-infrarode golflengten echter door dit stof heen kijken. Op die manier hebben astronomen kunnen vaststellen dat slechts 1500 van de bijna 5000 sterren in de sterrenhoop de karakteristieke helderheidsfluctuaties vertonen die erop wijzen dat ze omgeven zijn door stof en planetesimalen. En al deze sterren zijn minstens vier lichtjaar verwijderd van het centrum van Westerlund 2.
→ Hubble Finds that ‘Distance’ From the Brightest Stars is Key to Preserving Primordial Discs

25 mei 2020
De vorming van de zon, het zonnestelsel en dus ook onze aarde is mogelijk te danken aan de botsing tussen ons Melkwegstelsel en het Sagittarius-dwergstelsel, dat als een satelliet om de Melkweg heen draait. Van dat stelsel was al bekend dat het drie keer in botsing is gekomen met de Melkwegschijf, waar zich het gros van de sterren bevindt. Uit nieuw onderzoek blijkt nu dat elk van deze botsingen heeft geleid tot een stellaire ‘geboortegolf’ (Nature Astronomy, 25 mei). De eerste botsing vond vijf tot zes miljard jaar geleden plaats. De beide andere ontstonden ongeveer twee en één miljard jaar geleden. Uit gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia blijkt nu dat de vorming van nieuwe sterren ongeveer 5,7 miljard jaar geleden een duidelijke piek bereikte. Ook na de beide andere botsingen vormden zich meer sterren. Een en ander wordt afgeleid uit de helderheden, afstanden en kleuren van sterren tot op 6500 lichtjaar van de zon. Dat de opeenvolgende botsingen met de Sagittarius-dwerg deze uitwerking hadden is niet zo vreemd. Het was alsof er een steen in de rustige ‘Melkweg-vijver’ werd gegooid. Als gevolg daarvan kwamen het daarin aanwezige gas en stof in beroering, waardoor er plaatselijk concentraties van dit materiaal ontstonden en zich nieuwe sterren konden vormen. Omdat de eerste botsing met het Sagittarius-stelsel relatief kort voor het ontstaan van ons zonnestelsel plaatsvond, is het verleidelijk om een verband tussen deze gebeurtenissen te zien. Het is dus denkbaar dat onze zon en haar planeten niet zouden hebben bestaan als de Melkweg het dwergstelsel niet op enig moment had ‘ingevangen’, waardoor het tot een reeks botsingen kwam. Maar of er ook daadwerkelijk sprake is van een direct verband laat zich niet met zekerheid vaststellen.
→ Galactic crash may have triggered Solar System formation

22 mei 2020
Een team van Japanse astronomen heeft, met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, ontdekt dat het centrum van ons Melkwegstelsel quasi-periodieke flikkeringen vertoont op millimeter-golflengten. In het Melkwegcentrum gaat een superzwaar zwart gat schuil, Sagittarius A* (Sgr A*) geheten, en de astronomen vermoeden dat de oorzaak van de flikkeringen ligt bij hete plekken in de gasschijf die om dit zwarte gat draait. Dat Sgr A* soms opvlamt op millimeter-golflengten (een vorm van radiostraling) was al een tijdje bekend. Door de radio-intensiteit van het object gedurende tien dagen zeventig minuten per dag te meten met ALMA, is nu komen vast te staan dat het om twee soorten variaties gaat: de ene met een periode van ruwweg 30 minuten, de andere met een periode van een uur. De helderheidsvariaties zijn overigens veel kleiner dan degene die eerder op infrarode- en röntgengolflengten zijn waargenomen. Een periode van 30 minuten komt overeen met de omlooptijd van het gas aan de binnenrand van de schijf, die op een afstand van 30 miljoen kilometer van Sgr A* ligt. Dat is de helft van de afstand tussen onze zon en Mercurius, de binnenste planeet van ons zonnestelsel. De astronomen denken dat door de extreme getijdenkrachten hete plekken in de gasschijf ontstaan. Volgens de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein wordt de straling van deze plekken versterkt wanneer deze met bijna de lichtsnelheid op ons afkomen. Aan de binnenrand van de gasschijf is de draaisnelheid van het gas rond Sgr A* inderdaad dermate hoog dat dit effect kan optreden. Volgens de astronomen zouden de twinkelingen weleens lastig kunnen zijn voor het maken van een afbeelding van Sgr A* met de Event Horizon Telescope. Hoe sneller de helderheidsvariaties, des de moeilijker is het om een foto van dit object te maken.  
→ ALMA Spots Twinkling Heart of Milky Way

6 mei 2020
Een team van astronomen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en andere instituten heeft een zwart gat opgespoord op slechts duizend lichtjaar van de aarde. Daarmee bevindt dit zwarte gat, dat deel uitmaakt van een drievoudig systeem dat waarneembaar is met het blote oog, zich dichter bij ons zonnestelsel dan alle andere die tot nu toe zijn ontdekt (Astronomy & Astrophysics). Het team ontdekte bewijs voor het onzichtbare object door de bewegingen van zijn twee begeleidende sterren te volgen met de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla in Chili. De astronomen denken dat dit systeem wel eens het topje van de ijsberg kan zijn, en dat in de toekomst nog veel meer van dit soort zwarte gaten ontdekt kunnen worden. Het team nam het systeem, dat HR 6819 heet, oorspronkelijk waar in het kader van een onderzoek van dubbelstersystemen. Maar toen de astronomen hun waarnemingen analyseerden ontdekten ze tot hun verbazing dat HR 6819 nog een derde, onbekend object bevatte: een zwart gat. De waarnemingen met de FEROS-spectrograaf van de 2,2-meter MPG/ESO-telescoop op La Silla lieten zien dat een van de twee zichtbare sterren eens in de veertig dagen om een onzichtbaar object draait, terwijl de tweede ster zich op ruime afstand van dit centrale paar bevindt. Het verborgen zwarte gat in HR 6819 is een van de allereerste zwarte gaten van stellaire massa die zijn opgespoord terwijl ze geen heftige interacties met hun omgeving aangaan en daardoor werkelijk zwart lijken. Het onderzoeksteam kon zijn aanwezigheid vaststellen en zijn massa berekenen door de baanbeweging van de ster in de centrale dubbelster te onderzoeken. Tot nu toe hebben astronomen slechts enkele tientallen zwarte gaten in ons Melkwegstelsel ontdekt. Bijna al deze objecten staan in wisselwerking met hun omgeving en verraden hun aanwezigheid via de krachtige röntgenstraling die daarbij vrijkomt. Maar wetenschappers vermoeden dat in de loop van het bestaan van de Melkweg veel meer sterren aan het einde van hun leven tot zwarte gaten zijn ineengestort. De ontdekking van het ‘stille’, onzichtbare zwarte gat in HR 6819 kan helpen verklaren waar al die zwarte gaten zich schuilhouden.
→ Volledig persbericht

5 mei 2020
Een internationaal team van astronomen heeft wolkenbanden ontdekt boven het oppervlak van een bruine dwerg. De banden lijken op die van de planeet Jupiter. Ze zijn gevonden met behulp van polarimetrie, een techniek die bijvoorbeeld ook wordt gebruikt bij aardobservatie. Het resultaat van het onderzoeksteam, met onder anderen de Leidse astronomen Frans Snik, Rob van Holstein en Jos de Boer, is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal. De waarnemingen zijn uitgevoerd met ESO’s Very Large Telescope (VLT) in het noorden van Chili. De bruine dwerg die de astronomen hebben bestudeerd is Luhman 16A, die samen met Luhman 16B een dubbele bruine dwerg vormt, op een afstand van slechts 6,5 lichtjaar van de aarde. Het zijn de meest nabije bruine dwergen die bekend zijn. Het systeem is in 2013 ontdekt door NASA’s WISE-satelliet. Elk van de twee bruine dwergen heeft ongeveer 30 keer de massa van Jupiter. Koele bruine dwergen ontstaan op ongeveer dezelfde manier als gewone sterren uit instortende gaswolken, maar ze hebben te weinig massa om te ‘ontsteken’ en te gaan schijnen als sterren. Middels polarimetrie meten sterrenkundigen - behalve de ruimtelijke verdeling, de hoeveelheid en het spectrum van licht van een astronomisch object - ook de zogenoemde polarisatie: een maat voor de voorkeursrichting van de trilling van licht. Polarisatie kan veroorzaakt worden door allerlei asymmetrische structuren, en geeft belangrijke informatie over objecten, van planeten tot kernen van sterrenstelsels. Onze eigen blauwe lucht is ook sterk gepolariseerd, en door het meten van polarisatie van verstrooid licht kunnen wetenschappers de eigenschappen van atmosferen achterhalen. Bij eerder onderzoek met NASA’s Spitzer Space Telescope werden drie andere bruine dwergen gevonden met indirecte tekenen van wolkenbanden. Onderzoek aan de partner van Luhman 16A, Luhman 16B, suggereerde ook wolkenpatronen. Deze metingen keken allemaal naar de helderheid van de objecten door de tijd heen en konden zo niet een volledig beeld geven van de atmosferische structuur, wat met het meten van het gepolariseerde licht nu wel is gelukt. Hoewel de onderzoekers de bruine dwerg zelf niet in beeld hebben gebracht, konden ze met de metingen van het gepolariseerde licht de aanwezigheid van wolkenbanden afleiden met behulp van geavanceerde atmosferische modellen. Ze kunnen niet met zekerheid zeggen hoeveel wolkenbanden om Luhman 16A draaien, maar op basis van de modellen denken ze dat het er twee zijn. Nu het voor het eerst is gelukt buiten ons eigen zonnestelsel door middel van polarimetrie eigenschappen van wolken te begrijpen, hopen de onderzoekers hun werkterrein in de toekomst te kunnen uitbreiden naar exoplaneten, planeten rond andere sterren dan de zon.
→ Volledig persbericht

4 mei 2020
Voor het eerst hebben astronomen een snelle radioflits waargenomen van een object dat zich binnen ons eigen Melkwegstelsel bevindt. Snelle radioflitsen zijn intense uitbarstingen van radiostraling die maar een fractie van een seconde duren. De eerste snelle radioflits werd pas in 2007 gedetecteerd. Sindsdien is het aantal detecties gestaag toegenomen, wat voor een belangrijk deel te danken is aan de Canadese radiotelescoop CHIME, die speciaal voor de ‘jacht’ op snelle radioflitsen is ontworpen. Ook de eerste snelle radioflits binnen de Melkweg, op 28 april jl., is onder meer met dit instrument gedetecteerd. Op het moment van de detectie was CHIME niet recht op de bron gericht. Toch was het korte signaal sterk genoeg om het ‘vanuit een ooghoek’ te kunnen vastleggen. Sterk genoeg ook om waarneembaar te zijn vanuit andere sterrenstelsels, wat doet vermoeden dat het inderdaad een snelle radioflits betrof. Een dag eerder, op 27 april dus, had de Amerikaanse Swift-satelliet een aantal uitbarstingen van gammastraling waargenomen die uit dezelfde richting kwamen als de snelle radioflits. Deze gammastraling was afkomstig van een bekend object dat SGR 1935+2154 wordt genoemd. Dit object is een magnetar, een snel rondtollende neutronenster met een zeer krachtig magnetisch veld, op ongeveer 30.000 lichtjaar van de aarde. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen of de stoot radiostraling die vorige week is gedetecteerd inderdaad een ‘echte’ radioflits was. Helemaal zeker is dat nog niet, omdat de flits aan de zwakke kant was. Ook staat niet op voorhand vast dat álle snelle radioflitsen door magnetars worden veroorzaakt. Het is best mogelijk dat ook andersoortige objecten daartoe in staat zijn.
→ A mystery solved? Fast Radio Burst detected within Milky Way

30 april 2020
Door de helderheidsvariaties van 369 zonachtige sterren te analyseren, zijn astronomen tot de conclusie gekomen dat de (huidige) magnetische activiteit van onze zon geringer is dan die van haar naaste soortgenoten. Daardoor fluctueert ook de helderheid van de zon minder sterk (Science, 1 mei). Voor het onderzoek zijn sterren geselecteerd die qua temperatuur, leeftijd, samenstelling en rotatietijd het meest op onze zon lijken. De rotatie van een ster is bepalend voor de opwekking van het magnetische veld in zijn inwendige. En veranderingen in dat magnetische veld zijn op hun beurt weer verantwoordelijk voor het ontstaan van uitbarstingen en van heldere en donkere plekken op het steroppervlak. Sinds enkele jaren beschikken astronomen over een uitgebreide catalogus van de rotatietijden van duizenden sterren. Deze gegevens zijn afkomstig van de Kepler-ruimtetelescoop die in de periode 2009-2013 de helderheidsfluctuatues van ongeveer 15.0000 sterren van middelbare leeftijd heeft geregistreerd. Uit deze catalogus hebben de astronomen de sterren geselecteerd die in twintig tot dertig dagen eenmaal om hun as draaien. Onze zon doet daar ongeveer 24 dagen over. Een nauwkeurige analyse laat zien dat deze sterren tot ongeveer 0,35 procent in helderheid variëren. Bij onze zon zijn deze variaties vijf keer zo klein. Opmerkelijk genoeg vertoont een andere groep van 2500 sterren, waarvan de rotatietijd niet bekend is, veel minder grote helderheidsvariaties. Dat zou kunnen betekenen dat er een nog onduidelijk fundamenteel verschil tussen beide groepen sterren bestaat. Maar het is ook mogelijk dat onze zon de afgelopen honderden of duizenden jaren toevallig een erg rustige fase heeft doorgemaakt, en zij zich op de langere termijn net zo wispelturig gedraagt als haar naaste soortgenoten. Het is dus denkbaar dat de activiteit van de zon ooit (weer?) flink zal toenemen. Maar op dit moment is daar niets van te merken. Sterker nog: al een jaar of tien gedraagt onze ster zich zelfs voor haar doen nogal tam, en het ziet er niet naar uit dat daar binnen afzienbare tijd verandering in komt. (EE)
→ Sun is less active than similar stars

16 april 2020
Waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben voor het eerst aangetoond dat een ster die in een baan om het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg draait precies zo beweegt als Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt. Zijn baan is rozetvormig in plaats van elliptisch, zoals Newtons zwaartekrachttheorie suggereert. Dit resultaat, waarnaar lang is gezocht, is te danken aan een reeks metingen van toenemende nauwkeurigheid die zich over een periode van bijna dertig jaar uitstrekt (Astronomy & Astrophysics, 16 april). Einsteins algemene relativiteitstheorie stelt dat de omloopbaan van het ene object om het andere niet gesloten is, zoals voorspeld door de zwaartekrachttheorie van Newton, maar een voorwaartse precessiebeweging maakt. Dit beroemde effect – voor het eerst waargenomen bij de baanbeweging van de planeet Mercurius om de zon – was het eerste bewijs dat de algemene relativiteitstheorie bevestigde. Nu, honderd jaar later, is hetzelfde effect gedetecteerd bij de beweging van een ster die om de compacte radiobron Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg – draait. Sagittarius A* en de verzameling sterren daaromheen vormen een uniek laboratorium op 26.000 lichtjaar afstand dat kan worden gebruikt voor het testen van de natuurkunde onder extreme zwaartekracht. Een van deze sterren, S2, scheert tot op een afstand van minder dan 20 miljard kilometer (120 keer de afstand zon-aarde) langs het superzware zwarte gat, en is daarmee een van de meest nabije sterren die ooit bij dit zwaargewicht zijn opgespoord. Over elke omloop doet S2 zestien jaar en tijdens zijn dichtste nadering tot het zwarte gat verplaatst hij zich met bijna drie procent van de lichtsnelheid. De omloopbaan van S2 vertoont precessie, wat betekent dat de locatie van het punt van dichtste nadering tot het superzware zwarte gat per omloop opschuift. Hierdoor is elke volgende omloopbaan een stukje verdraaid ten opzichte van de vorige en ontstaat een rozetpatroon. De algemene relativiteitstheorie doet een nauwkeurige voorspelling van die verdraaiing en de laatste metingen van dit onderzoek zijn daarmee volledig in overeenstemming. Dit effect, dat bekendstaat als de Schwarzschild-precessie, is nooit eerder gemeten voor een ster die om een superzwaar zwart gat draait. Het onderzoek is uitgevoerd door een internationaal team onder leiding van Frank Eisenhauer van het MPE, met medewerkers uit Frankrijk, Portugal, Duitsland en van ESO. Dit zogeheten GRAVITY-team is genoemd naar het door hen ontwikkelde VLT-instrument – ESO’s nieuwste aanwinst – dat het licht van alle vier 8-meter telescopen van de VLT combineert tot een supertelescoop met een resolutie die gelijk is aan die van een telescoop met een middellijn van 130 meter. (EE)
→ Volledig persbericht

13 april 2020
Een internationaal onderzoeksteam heeft vastgesteld dat de grote hoeveelheid licht van een nova – een ontploffing aan het oppervlak van een witte dwergster – voornamelijk door de schokgolven van de explosie wordt veroorzaakt. Voorheen werd aangenomen dat kernfusiereacties de belangrijkste oorzaak waren (Nature Astronomy, 13 april). Nova’s ontstaan in dubbelstersystemen bestaande uit een witte dwergster – het compacte restant van een uitgeputte zonachtige ster – en een normale ster. Wanneer de witte dwerg erin slaagt om materiaal aan zijn begeleider te onttrekken, dat hoopt dit zich aan zijn oppervlak op. Zodra de dichtheid van het verzamelde materiaal hoog genoeg is, vindt er een explosieve nucleaire explosie plaats. Daarbij komt een kolossale hoeveelheid energie vrij en wordt de witte dwerg duizenden of zelfs miljoenen keren zo helder als voorheen. Lang zijn astronomen ervan uitgegaan dat het licht van de explosie geheel voor rekening kwam van kernfusiereacties in het materiaal aan het oppervlak van de witte dwerg. Maar de laatste jaren is het vermoeden ontstaan dat juist de schokken van de explosie daarbij een grote rol spelen. En dat is nu ook de conclusie van nieuw onderzoek door een team onder leiding van Elias Aydi van Michigan State University (VS). De astronomen baseren hun conclusie op waarnemingen van de gammastraling en het zichtbare licht van nova V906 Carinae, die in maart 2018 voor het eerst werd waargenomen. Deze waarnemingen laten zien dat steeds als er een fluctuatie optrad in de gammastraling, er ook een flikkering te zien was in het zichtbare licht. Daaruit leiden zij af dat niet alleen de hevige uitbarstingen van gammastraling, maar ook de heldere uitbarstingen van licht door schokken worden veroorzaakt. (EE)
→ Astronomers find new way novae light up the sky

9 april 2020
Met behulp van waarnemingen met de VLA-radiotelescoop en de infraroodsatelliet Spitzer zijn astronomen er voor het eerst in geslaagd om de windsnelheid in de atmosfeer van een bruine dwerg te meten (Science, 9 april). Een bruine dwerg is geen planeet of ster, maar iets daartussenin. De onderzochte bruine dwerg, met de aanduiding 2MASS J1047+21, is ongeveer zo groot als de planeet Jupiter, maar heeft ongeveer veertig keer zoveel massa. Van Jupiter was al bekend dat hij op radiogolflengten een andere rotatieperiode vertoont dan op zichtbare en infrarode golflengten. Dat verschil ontstaat doordat de radiostraling wordt veroorzaakt door elektronen die in wisselwerking zijn met het magnetische veld van de planeet, terwijl (infrarood)licht afkomstig is van de hoogste regionen van zijn atmosfeer. Omdat werd vermoed dat bruine dwergen in dit opzicht niet wezenlijk zullen verschillen van een planeet als Jupiter, heeft een Amerikaans onderzoeksteam, onder leiding van Katelyn Allers van Bucknell University, ook 2MASS J1047+21 op genoemde golflengten waargenomen. Daarbij stelden de astronomen vast dat de bruine dwerg in het infrarood regelmatige helderheidsveranderingen vertoont, die aan diens rotatie worden toegeschreven. De radiowaarnemingen gaven uitsluitsel over de rotatiesnelheid van het inwendige van de bruine dwerg. Net als bij Jupiter blijkt de atmosfeer van 2MASS J1047+21 veel sneller te roteren dan het inwendige. De gemiddelde windsnelheid – het verschil in snelheid tussen atmosfeer en inwendige – bedraagt ongeveer 2400 km/u. Dat is aanzienlijk sneller dan de gemiddelde windsnelheid van Jupiter, die bij ongeveer 380 km/u blijft steken. Volgens de astronomen kan dezelfde techniek ook worden gebruikt om de windsnelheden in de atmosferen van grote exoplaneten te bepalen. Probleem is wel dat de magnetische velden van deze planeten veel zwakker zullen zijn dan die van bruine dwergen. (EE)
→ Astronomers Measure Wind Speed on a Brown Dwarf

9 april 2020
Nieuw onderzoek heeft het bewijs geleverd dat niet al het licht dat wordt uitgezonden door de materieschijf rond een zwart gat gemakkelijk kan ontsnappen. Een deel ervan geeft zich gewonnen aan de kolossale aantrekkingskracht van het zwarte gat, keert om, kaatst vervolgens weer af aan de schijf en ontsnapt alsnog. Vaak lees je dat niets aan de aantrekkingskracht van een zwart gat kan ontsnappen, zelfs licht niet. Voor de onmiddellijke nabijheid van een zwart gat klopt dat ook, maar iets verder daarvandaan – in de schijf van hete materie die zich rond sommige zwarte gaten heeft gevormd – kan licht nog net ontsnappen. Vandaar ook dat zwarte gaten die bezig zijn om zich met materie te voeden heldere bronnen van röntgenstraling zijn. Al vijftig jaar geleden was voorspeld dat een beetje van die straling niet direct is ontsnapt, maar eerst is teruggetrokken door het zwarte gat en terug naar de accretieschijf is gespiraald. Dat effect is nu ook daadwerkelijk waargenomen in röntgenstraling van de dubbelster XTE J1550-564, die bestaat uit een zwart gat en een normale ster die om elkaar wentelen. Dat zwarte gat is omgeven door materiaal dat hij aan de begeleidende ster heeft onttrokken. Door heel nauwkeurig naar het röntgenlicht van de accretieschijf rond XTE J1550-564 te kijken, hebben astronomen nu ontdekt dat een fractie van het door de hete materie uitgezonden licht inderdaad is teruggebogen naar de schijf en door deze is weerkaatst. In feite verlicht de schijf zichzelf dus een beetje. Het onderzoeksresultaat vormt niet alleen een indirecte bevestiging van de algemene relativiteitstheorie van Einstein, maar biedt ook het perspectief dat langs deze weg straks ook de draaisnelheden van zwarte gaten kunnen worden gemeten. De verwachting is dat sommige zwarte gaten heel snel ronddraaien, en zulke objecten buigen licht niet alleen af, maar polariseren (‘verdraaien’) het ook. Door deze polarisatie nauwkeurig te meten, kan worden vastgesteld hoe snel het zwarte gat roteert. (EE)
→ Black Hole Bends Light Back on Itself

20 maart 2020
Veel dubbelsterren zijn omgeven door een schijf van gas en stof die schuin op het baanvlak van de beide sterren staat. Dat blijkt uit nieuw onderzoek met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Bij compacte dubbelsterren vallen schijf- en baanvlak veelal juist wél samen. Net als jonge enkelvoudige sterren zijn jonge dubbelsterren vaak omgeven door een schijf van gas en puin, waarin planeten kunnen ontstaan: een ‘protoplanetaire schijf’. Bekend was al dat deze schijf bij sommige dubbelsterren vervormd is of scheef staat. Zo werd vorig jaar een dubbelster ontdekt waarbij de schijf haaks op het baanvlak van de twee sterren staat. Om te onderzoeken hoe gangbaar zulke afwijkende protoplanetaire schijven zijn, heeft een team van Amerikaanse astronomen de schijven rond negentien dubbelsterren onder de loep genomen. Daarbij kwamen ze tot de verrassende ontdekking dat de oriëntaties van deze schijven in sterke mate afhankelijk zijn van de baanperiode van hun beide moedersterren. Hoe korter de omlooptijd van de dubbelster, des te waarschijnlijker is het dat de beide sterren en hun protoplanetaire schijf in hetzelfde vlak liggen. Maar bij dubbelsterren met omlooptijden van meer dan een maand staat de schijf doorgaans schuin op het baanvlak van de dubbelster. Vervolgens hebben de astronomen de ALMA-gegevens vergeleken met die van een tiental oudere dubbelsterren met korte omlooptijden waarbij (met behulp van de Kepler-ruimtetelescoop) planeten zijn ontdekt. Ook deze planeten blijken zich netjes in het baanvlak van de dubbelster te bevinden. Waarom er zo’n sterk verband bestaat tussen de omlooptijd van een dubbelster en de stand van diens protoplanetaire schijf is nog onduidelijk. Waar de onderzoekers wel vrij zeker van zijn is dat er ook een populatie van dubbelsterren zal bestaan waar planeten omheen cirkelen die sterk gehelde omloopbanen doorlopen. (EE)
→ The Strange Orbits of ‘Tatooine’ Planetary Disks

13 maart 2020
Een team van Duitse en Franse wetenschappers heeft een nieuw computermodel ontwikkeld dat het ontstaan van de enorm sterke magnetische velden van zogeheten magnetars kan verklaren. Magnetars zijn de compacte restanten van zware sterren die aan het einde van hun relatief korte bestaan een verwoestende explosie hebben ondergaan. Wanneer een ster van minstens negen zonsmassa’s al zijn nucleaire ‘brandstof’ heeft verbruikt, stort zijn (ijzer)kern ineen en worden zijn buitenste lagen de ruimte in geblazen. Na zo’n supernova-explosie blijft een neutronenster achter – een ongeveer 12 kilometer grote, snel ronddraaiende bol van één à twee keer zonsmassa’s. Sommige van deze neutronensterren vertonen krachtige uitbarstingen van röntgen- en gammastraling. Deze objecten worden magnetars genoemd, omdat de energie die nodig is voor de erupties van intense straling waarschijnlijk wordt ontleend aan magnetische velden die duizend keer zo sterk zijn als die van ‘gewone’ neutronensterren. Volgens sommige theorieën zouden de magnetische velden van neutronensterren en magnetars simpelweg zijn geërfd van de ijzerkern van de voormalige ster. Het probleem met deze hypothese is echter dat zo’n krachtig magnetisch veld ervoor zou zorgen dat de draaiing van de sterkern wordt afgeremd. Bij gevolg zouden neutronensterren heel langzaam moeten roteren, en het tegendeel is waar. Daarom zoeken veel astronomen de oorzaak van de extreme magnetische velden bij het ontstaansproces van de neutronenster zelf. Tijdens de eerste paar seconden na het instorten van de sterkern koelt de hete neutronenster af door neutrino’s – energierijke ongeladen deeltjes – uit te zenden. Dit resulteert in sterke inwendige convectiestromingen, die een reeds aanwezig zwak magnetisch veld zouden versterken. Ditzelfde verschijnsel, dat het dynamo-effect wordt genoemd, treedt bijvoorbeeld ook op in de vloeibare ijzerkern van de aarde. Om te onderzoeken of het dynamo-effect ook verantwoordelijk kan zijn voor de krachtige magnetische velden van magnetars, hebben de wetenschappers met behulp van een supercomputer de convectie in een pasgeboren, zeer hete en snel roterende neutronenster nagebootst. Uit de modelberekeningen blijkt dat de oorspronkelijke magnetische velden inderdaad tot magnetar-sterkte kunnen worden worden opgevoerd. Voorwaarde is wel dat de rotatietijd van de neutronenster korter is dan 8 milliseconde. Het ‘milliseconde-magnetar’-scenario zou ook de verklaring kunnen zijn voor de allerhevigste supernova-explosies. Deze zogeheten ‘hypernova’s’ zijn tien keer zo energierijk als een normale supernova-explosie en gaan soms ook gepaard met een krachtige uitbarsting van gammastraling. Volgens de wetenschappers zou de extra energie van zo’n explosie worden onttrokken aan de snelle rotatie van de magnetar. (EE)
→ A new theory of magnetar formation

9 maart 2020
De eerste waarnemingen met de deels Belgische SPECULOOS-South telescoop in het noorden van Chili hebben een bijzondere ontdekking opgeleverd. Met dit instrument, dat primair is bedoeld om exoplaneten bij koele dwergsterren op te sporen, is een dubbelster ontdekt die uit twee bruine dwergen bestaat. Een bruine dwerg is een kleine ster die te weinig massa heeft om waterstof tot helium te fuseren, zoals volwaardige sterren dat doen (Nature Astronomy, 9 maart). Het exotische object, dat voluit 2MASSW J1510478-281817 en kortweg 2M1510 wordt genoemd, staat op een afstand van ongeveer 120 lichtjaar in het sterrenbeeld Weegschaal. Dat het om een dubbelster moet gaan blijkt uit het feit dat het object met regelmatige tussenpozen gedurende ongeveer anderhalf uur lang zwakker is dan normaal. Dat komt doordat de ene bruine dwerg de andere bruine dwerg vanaf de aarde gezien periodiek bedekt. Dubbelsterren van dit type worden eclipserende dubbelsterren of bedekkingsveranderlijken genoemd. Met behulp van twee grote telescopen, de Keck-telescoop op Hawaï en de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili, zijn de snelheden van de ‘mislukte sterretjes’ gemeten. Aan de hand van deze informatie konden hun massa’s worden berekend. Beide blijken ongeveer 40 keer zoveel massa te hebben als Jupiter, terwijl ze naar schatting maar anderhalf keer zo groot zijn als deze planeet. Bedekkingsveranderlijken bestaande uit twee bruine dwergen zijn heel zeldzaam: 2M150 is pas de tweede die is opgespoord. De bijzondere dubbelster maakt deel uit van een groep jonge sterren die pas ongeveer 45 miljoen jaar geleden is ontstaan. (EE)
→ Astronomers pinpoint rare binary brown dwarf

6 maart 2020
Eind vorig jaar werd duidelijk dat Betelgeuze, een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Orion, veel zwakker was dan normaal. Nieuw onderzoek laat zien dat de ster niet zwakker werd omdat een supernova-explosie aanstaande is, maar omdat hij omgeven is door stof. Op basis van waarnemingen die medio februari met de 4,3-meter telescoop van de Lowell-sterrenwacht in Flagstaff, Arizona (VS), zijn gedaan hebben Amerikaanse astronomen de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de ster kunnen berekenen. Daarbij hebben zij ontdekt dat de ster sinds 2004 niet significant is afgekoeld. Afkoeling van het oppervlak door veranderingen in het convectieproces binnenin de ster was een van de twee meest waarschijnlijke verklaringen voor het zwakker worden van Betelgeuze. Maar omdat het steroppervlak de afgelopen zestien jaar nauwelijks koeler is geworden, lijkt het tweede scenario waarschijnlijker: waarschijnlijk heeft de ster een deel van zijn buitenste lagen weggeblazen. Dat laatste is normaal gedrag voor een ‘rode superreus’ zoals Betelgeuze. Sterren als deze blazen geregeld ‘stoom’ af, en het materiaal dat daarbij ontsnapt koelt af en condenseert tot stof. De stofdeeltjes die daarbij ontstaan kunnen vervolgens een deel van het sterlicht dat onze kant op komt absorberen. De astronomen hebben het spectrum van Betelgeuze onderzocht op de donkere ‘vingerafdrukken’ van titaniumoxide-moleculen. Titaniumoxide kan zich in de bovenste lagen van grote, relatief koele sterren als deze ophopen. En de sporen die deze moleculen in het lichtspectrum van de ster achterlaten, kunnen worden gebruikt om diens oppervlaktetemperatuur te berekenen. Deze berekeningen laten zien dat de gemiddelde temperatuur van Betelgeuze medio februari ongeveer 3325 graden Celsius bedroeg – slechts 50 tot 100 graden minder dan in 2004. Dit verschil is te klein om het zwakker worden van de ster te kunnen verklaren. Een en ander verandert overigens niets aan de verwachting dat Betelgeuze binnen honderdduizend jaar tot ontploffing zal komen. Maar de helderheidsdip die de ster de afgelopen maanden heeft vertoond, en inmiddels ten einde lijkt te zijn gekomen, was waarschijnlijk geen voorteken van deze onvermijdelijke supernova-explosie. (EE)
→ Dimming Betelgeuse Likely Isn't Cold, Just Dusty

2 maart 2020
Een nieuwe analyse van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia bevestigt het al langer bestaande vermoeden dat de vervorming die de schijf van ons Melkwegstelsel vertoont, het gevolg is van een botsing met een kleiner sterrenstelsel (Nature Astronomy, 2 maart). Al sinds eind jaren 50 weten astronomen dat de schijf van de Melkweg, waar het leeuwendeel van zijn honderden miljarden sterren verblijft, niet plat is, maar aan de ene kant wat omhoog, en aan de andere kant omlaag is gekromd. Over de oorzaak van deze vervorming bestaan allerlei theorieën: het zou de invloed kunnen zijn van het intergalactische magnetische veld of van de halo van donkere materie die de Melkweg omgeeft. Als de halo een onregelmatige vorm heeft, zou diens aantrekkingskracht de Melkwegschijf kunnen verbuigen.De nieuwe analyse van Gaia-gegevens heeft nu laten zien dat de kromming van de Melkwegschijf niet statisch is, maar mettertijd van oriëntatie verandert, net als een schommelende draaitol. De precessiesnelheid van de schijf blijkt gelijk te zijn aan één omwenteling per 600 à 700 miljoen jaar. Dat is weliswaar langzamer dan de snelheid waarmee de sterren om het centrum van de Melkweg draaien (onze zon doet ‘maar’ 220 miljoen jaar over zo’n rondje), maar wel veel sneller dan je zou verwachten wanneer het intergalactische magnetische veld of een ‘scheve’ halo de oorzaak zou zijn. Dit sterkt het vermoeden dat de kromming van de Melkwegschijf is veroorzaakt door een invloed van buitenaf, bijvoorbeeld door een botsing met een ander sterrenstelsel. Het is nog niet duidelijk welk stelsel verantwoordelijk voor de vervorming van de schijf of wanneer de botsing met dat stelsel is begonnen. Een van de mogelijke kandidaten is het Sagittarius-dwergstelsel, dat al enkele malen in botsing is gekomen met de galactische schijf en geleidelijk wordt ontmanteld. (EE)
→ Milky Way’s warp caused by galactic collision, Gaia suggests

2 maart 2020
Volgens een internationaal team van astronomen zou de opvallend zware witte dwergster WDJ0551+4135 weleens een samenvoeging van twee kleinere witte dwergen kunnen zijn. Hij is daarbij net ontsnapt aan een supernova-explosie (Nature Astronomy, 2 maart). Witte dwergen zijn de overblijfselen van sterren zoals onze zon, die hun nucleaire brandstof hebben verbruikt en hun buitenste lagen hebben afgestoten. De meeste van deze objecten hebben ongeveer 0,6 maal de massa van onze zon, maar de 150 lichtjaar verre witte dwerg WDJ0551+4135 is bijna tweemaal zo ‘zwaar’. Uit de snelheid waarmee hij zich door de Melkweg verplaatst kan worden afgeleid dat het een oud object moet zijn. Oudere sterren hebben namelijk een snellere baanbeweging dan jongere, en deze witte dwerg beweegt 99 procent sneller dan zijn soortgenoten. De ster is dus oud en massarijk, en vertoont ook nog eens een afwijkende chemische samenstelling: zijn atmosfeer bestaat uit een mengsel van waterstof en koolstof, terwijl deze normaal gesproken ofwel uit waterstof óf uit een mengsel van helium en koolstof zou moeten bestaan. Het is nauwelijks voorstelbaar dat een witte dwerg met deze eigenschappen op de gebruikelijke manier uit één zonachtige ster is voortgekomen. Daarom denken de astronomen dat hij het eindproduct is van een compact dubbelstersysteem. Vermoed wordt dat toen de eerste ster van de dubbelster aan het einde van zijn leven opzwol, de andere ster in diens buitenste lagen terechtkwam en naar binnen toe spiraalde. Met de tweede ster gebeurde vervolgens hetzelfde. Uiteindelijk zijn de beide witte dwergen zo dicht naar elkaar toe gespiraald dat ze met elkaar versmolten. Om dit scenario te laten werken is het wel noodzakelijk dat beide witte dwergen ongeveer evenveel massa hadden. Bovendien moet deze massa onder de 0,7 zonsmassa hebben gelegen. Een samenvoeging van twee witte dwergen van 0,7 zonsmassa of meer zou namelijk in een supernova-explosie hebben geresulteerd. Hoe oud WDJ0551+4135 precies is laat zich moeilijk vaststellen. Door het fusieproces is de afkoeling van de witte dwerg als het ware gereset. Geschat wordt dat de samensmelting ongeveer 1,3 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden. Maar de oorspronkelijke witte dwergen kunnen al vele miljarden jaren daarvóór hebben bestaan. (EE)
→ Two Stars Merged to Form Massive White Dwarf

2 maart 2020
Astronomen hebben met radiotelescopen de jet (of straalstroom) waargenomen van MAXI J1820+070, een dubbelster die bestaat uit een zwart gat en een gewone ster. Het bijna twee jaar geleden ontdekte en inmiddels veel bestudeerde systeem heeft een nieuwe verrassing in petto: niet eerder konden astronomen de jet (hoogenergetisch materiaal dat met bijna de lichtsnelheid vanaf het zwarte gat wordt weggeschoten) van een dergelijk systeem tot op zo’n grote afstand volgen. Het onderzoeksresultaat waaraan ook de astronomen Paul Groot (Radboud Universiteit), Antonia Rowlinson (Universiteit van Amsterdam/ASTRON) en Ralph Wijers (Universiteit van Amsterdam) meewerkten, is vandaag in Nature Astronomy verschenen. De onderzoeksgroep onder leiding van astronomen in Oxford (VK), richt zich op zogeheten transients: kortdurende, snel in helderheid variërende verschijnselen in het heelal. Het dubbelstersysteem MAXI J1820+070 bestaat uit een zwart gat en een gewone ster die om elkaar heen draaien. Het zwarte gat voedt zich met materiaal van de ster, maar niet al het materiaal komt terecht in het zwarte gat. Een deel wordt met bijna de snelheid van het licht weggeschoten in jets. Deze jets kunnen worden waargenomen met radiotelescopen. Dat het systeem vanaf april 2018 uitbarstte is op zich al opmerkelijk omdat dit soort transients doorgaans zo weinig materiaal overdraagt dat ze onzichtbaar zijn voor telescopen. ‘Deze nieuwe waarnemingen zorgen ervoor dat we beter kunnen bepalen hoeveel energie de jets bevatten en hoe die energie afhangt van de andere eigenschappen van de uitbarsting, zoals de hoeveelheid overgedragen materie’, zegt Ralph Wijers. Dat is weer belangrijk omdat deze stellaire zwarte gaten miniatuurversies zijn van de superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels. De hoeveelheid materiaal die deze superzware zwarte gaten uitstoten is van belang voor de groei van hun gaststerrenstelsels en voor de productie van super-energierijke kosmische straling in het heelal. Deze processen spelen zich echter af op heel grote tijdschalen. Stellaire zwarte gaten evolueren veel sneller en zijn daardoor de perfecte laboratoria om dit zogeheten feedback-proces te bestuderen. 
→ Oorspronkelijk persbericht

24 februari 2020
De meest recente waarnemingen van Betelgeuze, een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Orion, geven aan dat er einde is gekomen aan diens opvallende helderheidsafname van de laatste maanden. De ster neemt momenteel weer wat toen in helderheid en daarmee lijkt – tot veler teleurstelling – de kans verkeken dat het binnenkort tot een supernova-explosie komt. In de tweede week van februari heeft Betelgeuze zijn laagste helderheid en temperatuur bereikt. Dat is ongeveer 424 dagen na het (veel minder diepe) minimum dat medio december 2018 werd opgetekend. Daarmee past de laatste dip in de helderheidscyclus van ruwweg 400 dagen die de ster al geruime tijd vertoont. Vervolgwaarnemingen zullen moeten uitwijzen waarom Betelgeuze ditmaal zoveel zwakker is geworden dan voorgaande keren. (EE)
→ The Fall and Rise in Brightness of Betelgeuse

20 februari 2020
Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de radiotelescopen VLA en ALMA meer dan driehonderd opnamen gemaakt van planeet-vormende schijven rond jonge sterren in de Orionwolken. De beelden geven nieuwe details prijs over de geboortegronden van planeten en de beginstadia van stervorming. Planeten ontstaan in gordels van gas en stof rond jonge sterren die protoplanetaire schijven worden genoemd. Zelfs de jongste sterren zijn omgeven door zulke schijven, die bestaan uit materiaal dat overblijft bij het stervormingsproces. Probleem is echter dat jonge sterren heel zwak zijn, waardoor alleen gevoelige arrays van radiotelescopen, zoals VLA en ALMA, in staat zijn om de protoplanetaire schijven te onderscheiden van het overige gas en stof in hun stellaire kraamkamer. Bij de nieuwe survey zijn de gemiddelde massa’s en afmetingen van zeer jonge protoplanetaire schijf bepaald. Uit het onderzoek blijkt dat zulke schijven gemiddeld ongeveer net zo groot zijn als oudere schijven, maar veel meer massa hebben. Dat is ook wel logisch, omdat een ster-in-wording steeds meer materiaal uit zijn omgeving tot zich neemt. Dat kan betekenen dat de vorming van grote planeten al vroeg in het bestaan van een jonge ster op gang moet komen. Vier van de onderzochte sterren-in-wording zien er afwijkend uit. Ze ogen zeer onregelmatig en klonterig. Vermoed wordt dat dit de jongste exemplaren van het gezelschap zijn. De objecten in hun centrum zijn mogelijk nog niet eens uitgegroeid tot volwaardige (proto)sterren. Hun leeftijden worden geschat op minder dan 10.000 jaar. Een doorsnee-protoster is niet alleen omringd door een protoplanetaire schijf, maar spuit ook materie twee kanten op in de vorm van ‘jets’. Op die manier wordt de dichte stofwolk om de ster opgeruimd. Een van de onderzochte baby-sterren, HOPS 404, vertoont een uitstroomsnelheid van slechts 2 kilometer per seconde, terwijl dat normaal iets van 10 tot 100 kilometer per seconde is. Dat is een aanwijzing dat het stervormingsproces bij dit object nog maar net op gang gekomen is. (EE)
→ How Newborn Stars Prepare for the Birth of Planets

14 februari 2020
Niet alleen de ster Betelgeuze wordt momenteel met argusogen in de gaten gehouden, ook de dubbele superreus Eta Carinae kan op de warme belangstelling van astronomen rekenen – en dan met name die van Henrik Hartman van de universiteit van Malmö. Hartman kijkt met spanning uit naar komende maandag, 17 februari. Eta Carinae is de naam van een dubbelster, bestaande uit twee kolossale sterren die zijn gehuld in een omvangrijke, heldere gaswolk. Dat gas is uitgestoten bij explosies die in het verleden in dit stersysteem hebben plaatsgevonden. Dat komt doordat de twee sterren elkaar om de vijfenhalf jaar naderen tot op een afstand die vergelijkbaar is met de afstand tussen aarde en zon. En op dat moment komen hun sterrenwinden – de gasstromen die de beide sterren voortdurend uitstoten – met elkaar in botsing. Maandag is het dus weer zo ver, en Hartman en zijn collega’s hopen deze gelegenheid te kunnen benutten om de samenstelling van het gas in de naaste omgeving van de twee sterren te kunnen vaststellen. Dat zou informatie op kunnen leveren over de laatste levensfasen van het tweetal. Volgens Hartman bestaat er een kans dat de nieuwe uitbarsting van Eta Carinae ertoe zal leiden dat de grootste van de twee sterren, die 100 keer zoveel massa heeft als de zon – in elkaar klapt en vervolgens explodeert. Maar eigenlijk weet niemand precies wanneer dat gaat gebeuren: het kan komende maandag zo ver zijn, maar net zo goed pas over ettelijke tienduizenden jaren. Zeker is alleen dat de explosie van Eta Carinae vanaf de aarde gezien veel minder spectaculair zal zijn dan die van Betelgeuze. Door zijn veel grotere afstand – 7500 lichtjaar tegen 700 lichtjaar – zal deze supernova maar net de schijnbare helderheid van de planeet Venus kunnen evenaren. (EE)
→ A watched star never explodes... or does it?

14 februari 2020
Met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) hebben astronomen het unieke afzwakken van Betelgeuze, een rode superreuzenster in het sterrenbeeld Orion, vastgelegd. De prachtige nieuwe opnamen van het oppervlak van de ster laten zien dat de rode superreus niet alleen minder licht geeft, maar ook van vorm lijkt te veranderen. Betelgeuze is een opvallend lichtbaken aan de nachthemel, maar eind vorig jaar begon hij af te zwakken. Op het moment van schrijven heeft Betelgeuze nog ongeveer 36 procent van zijn normale helderheid – een verandering die zelfs met het blote oog opvalt. Astronomie-fans en wetenschappers willen maar al te graag het fijne van dit ongekende gedrag weten. Een team onder leiding van Miguel Montargès, astronoom aan de KU Leuven, heeft de ster sinds december waargenomen met ESO’s Very Large Telescope, om erachter te komen waarom diens helderheid afneemt. Een van de eerste resultaten van deze nieuwe campagne is een prachtige nieuwe opname van het oppervlak van Betelgeuze, die eind vorig jaar is gemaakt met het SPHERE-instrument. Toevallig had het team de ster ook in januari 2019 al met SPHERE waargenomen, voordat deze zwakker werd, wat een voor-en-na-beeld van Betelgeuze heeft opgeleverd. De opnamen, gemaakt in zichtbaar licht, laten goed zien welke veranderingen in helderheid en in schijnbare vorm de ster ondergaat. Net als alle rode superreuzen zal Betelgeuze ooit een supernova-explosie ondergaan. Maar astronomen denken niet dat het nu al zo ver is. Zij hebben andere theorieën die kunnen verklaren wat de veranderingen in vorm en helderheid op de SPHERE-beelden nu precies veroorzaakt. ‘De twee scenario’s waaraan we werken is dat het oppervlak afkoelt ten gevolge van ongewone stellaire activiteit of dat de ster stof onze kant op blaast’, zegt Montargès. ‘Natuurlijk is het wel zo dat onze kennis van rode superreuzen onvolledig is, en we nog middenin in het onderzoek zitten, dus er kan ons nog best een verrassing te wachten staan.’ Het ongelijkmatige oppervlak van Betelgeuze bestaat uit reusachtige convectiecellen die bewegen, krimpen en opzwellen. Daarnaast pulseert de ster ook als een kloppend hart, waardoor hij periodiek van helderheid verandert. Met ‘stellaire activiteit’ worden deze veranderingen in convectie en pulsatie in Betelgeuze bedoeld. Een andere nieuwe opname, verkregen met het VISIR-instrument van de VLT, toont het infrarode licht dat in december 2019 door het stof rond Betelgeuze werd uitgezonden. Deze waarnemingen zijn gedaan door een team onder leiding van Pierre Kervella van de Sterrenwacht van Parijs. De stofwolken, die op de VISIR-opname op vlammen lijken, ontstaan wanneer de ster materiaal de ruimte in blaast. (EE)
→ Volledig persbericht

13 februari 2020
Burgerwetenschappers hebben een dubbelster opgespoord die uit twee zogeheten bruine dwergen bestaat. Dat zijn kleine sterren die niet genoeg massa hebben om energie op te wekken door middel van kernfusie, zoals onze zon dat doet. De ontdekking toont aan dat dit soort sterparen, ondanks hun grote onderlinge afstand en geringe massa’s, langdurig kunnen standhouden. Astronomen gingen ervan uit dat bruine dwergen op onderlinge afstanden van miljarden kilometers mettertijd uiteen zouden drijven. De ontdekking is gedaan in het kader van het project ‘Backyard Worlds: Planet 9’. Daarbij kan iedereen die over een computer en een internetaansluiting beschikt opnamen van NASA’s infraroodsatelliet WISE afspeuren om onbekende hemelobjecten op te sporen. Aan het project doen meer dan 50.000 mensen mee. In juni 2018 ontdekten deelnemers een merkwaardig tweetal: een zwak en een iets helderder object die zich opvallend snel verplaatsten ten opzichte van verre achtergrondsterren. Vervolgonderzoek met een grote telescoop in Chili heeft laten zien dat het zwakke object een zeer koele bruine dwerg is, en het andere object een iets warmer exemplaar. Bovendien blijkt uit gegevens van de Europese Gaia-satelliet dat beide slechts 78 lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. Hieruit kan worden afgeleid dat de koele bruine dwerg ongeveer 34 keer zoveel massa heeft als de planeet Jupiter. De massa van het warmere exemplaar is ruim tweemaal zo groot. Hun onderlinge afstand bedraagt 51 miljard kilometer (ruim 300 keer de afstand aarde-zon). De bijzondere dubbelster is naar schatting een paar miljard jaar oud. Daarmee is het de oudste in zijn soort. Hoe de twee bruine dwergen erin zijn geslaagd om zo lang bij elkaar te blijven, is nog onduidelijk. (EE)
→ Citizen scientists discover rare cosmic pairing

5 februari 2020
Astronomen hebben, met behulp van de ALMA-radiotelescoop in het noorden van Chili, een merkwaardige gaswolk ontdekt die het resultaat is van een confrontatie tussen twee sterren. De ene ster is zó groot geworden dat hij de andere overspoelde. In reactie daarop spiraalde deze laatste naar zijn begeleider toe, waardoor die zijn buitenste lagen verloor. Net als mensen veranderen sterren naarmate ze ouder worden, en uiteindelijk sterven ze. Bij sterren zoals de zon leidt dit ertoe dat ze, nadat alle waterstof in hun kern is verbruikt, opzwellen tot een grote, heldere rode reuzenster. Uiteindelijk zal ook de stervende zon haar buitenste lagen afstoten, waarna alleen haar kern overblijft: een hete, compacte ster die ‘witte dwerg’ wordt genoemd. In het stersysteem HD101584 is dit ‘stervensproces’ vroegtijdig afgerond doordat de opzwellende rode reus in kwestie een nabije lichte begeleidende ster heeft verzwolgen. Dat veroorzaakte een uitbarsting van de grotere ster, waarbij deze zijn buitenste gaslagen afstootte en zijn kern open en bloot achterbleef. Het onderzoeksteam denkt dat de complexe structuur van de gasnevel rond HD101584 te wijten is aan de spiraalbeweging van de kleinere ster, en datzelfde geldt ook voor de jets van gas die zich tijdens dit proces hebben ontwikkeld. Deze jets brachten de doodsteek toe aan de toch al zwaar gehavende gaslagen van de rode reus. Ze baanden zich een weg door het eerder uitgestoten materiaal, waardoor opvallende ringen van gas en heldere blauwachtige en roodachtige ‘klonten’ in de nevel ontstonden. (EE)
→ Volledig persbericht

31 januari 2020
Over ruim een week, op maandag 10 februari om 5.03 uur Nederlandse tijd, hoopt het Europese ruimteagentschap ESA – na enig uitstel – een nieuwe ruimtesonde voor zonneonderzoek te lanceren: de Solar Orbiter. De ruimtesonde zal de eerste zijn die twee delen van de zon kan bekijken die we vanaf de aarde niet kunnen waarnemen: de beide polen. De verwachting is dat boven- en onderkant van de zon er heel anders uitzien dan de ‘zijkant’. De polen van de zon zijn de plekken waar de zogeheten coronale gaten ontstaan. Dat zijn twee enorme gebieden in het buitenste deel van de atmosfeer van de zon, die een lagere temperatuur en dichtheid hebben dan hun omgeving. Via deze ‘gaten’ ontsnappen deeltjes afkomstig uit het inwendige van de zon naar de ruimte. Solar Orbiter zal dit proces nader gaan onderzoeken. Het doel ervan is om meer te weten te komen over de uitbarstingen die onze zon produceert. Bij deze uitbarstingen komen soms grote aantallen energierijke deeltjes onze kant op, die satellieten kunnen beschadigen en zelfs storingen kunnen veroorzaken in stroomnetten op aarde. De Solar Orbiter is uitgerust met vier telescopen die in verschillende golflengtegebieden opnamen maken. Daarnaast zijn er nog zes meetinstrumenten die de zonnewind en de magnetische velden in de omgeving in de gaten houden. Met behulp van de zwaartekracht van de planeten aarde en Venus zal de nieuwe ruimtesonde eerst in een normale elliptische omloopbaan worden gebracht. Deze voert hem over precies een jaar tot op 75 miljoen kilometer van de zon – de helft van de afstand zon-aarde. In oktober 2022 volgt nog een passage op 45 miljoen kilometer. Verdere ‘zwaartekrachtsslingers’ van Venus moeten er uiteindelijk voor zorgen dat de omloopbaan schuin op het vlak van zon en planeten komt te staan. Pas dan – het is inmiddels voorjaar 2025 – krijgt de Solar Orbiter zicht op de polen van de zon. De lancering is live te volgen op ESA Web TV. (EE)
→ Flying solo

30 januari 2020
Het is een internationaal team van wetenschappers gelukt om aan te tonen dat een in 1999 ontdekte witte dwergster de ruimtetijd in zijn omgeving meesleept (Science, 31 januari). Eerder was dit zogeheten Lense-Thirring-effect, ook wel ‘frame-dragging’ genoemd, al waargenomen bij satellieten die om de aarde draaien. Het verschijnsel komt voort uit de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein. De witte dwergster maakt deel uit van een dubbelster in het zuidelijke sterrenbeeld Musca (Vlieg). Hij is de begeleider van pulsar J1141-6545 – een rondtollende neutronenster die regelmatige pulsen van radiostraling uitzendt. De twee ‘sterren’ – in feite de compacte restanten van uitgedoofde sterren – zijn niet veel meer dan een miljoen kilometer van elkaar verwijderd en draaien om hun gemeenschappelijke zwaartepunt. Theoretische modellen geven aan dat de witte dwerg eerder is ontstaan dan de pulsar. Een belangrijke voorspelling van deze modellen is dat er vóór de supernova-explosie die tot de vorming van de pulsar leidde massa-overdracht moet hebben plaatsgevonden tussen de stellaire voorganger van de pulsar en de witte dwerg. Als gevolg daarvan zou de witte dwerg steeds sneller zijn gaan draaien. Om deze voorspelling te toetsen, wilden astronomen graag weten hoe snel de witte dwerg om zijn as draait. Doorgaans gebeurt dit door het spectrum van zo’n ster te onderzoeken. Maar het spectrum van de witte dwerg is dermate zwak, dat dit niet goed lukt. Het Lense-Thirring-effect biedt uitkomst. Bij de aarde zorgt het ervoor dat de omloopbanen van satellieten die om onze planeet cirkelen een beetje worden meegesleept door de aardrotatie. Hierdoor maakt het baanvlak van een satelliet op een hoogte van 6000 kilometer een trage maar meetbare draaibeweging van ongeveer 0,0000086 graden per jaar. Iets vergelijkbaars gebeurt bij de witte dwerg en de pulsar die om elkaar wentelen. Weliswaar is het effect in dit geval nog een miljoen keer zwakker dan bij de satellieten die om de aarde draaien, maar daar staat tegenover dat de pulsen van de pulsar met uiterst regelmatige tussenpozen optreden. Hierdoor kon de baanbeweging van dit object twintig jaar achtereen heel nauwkeurig worden gemeten met een radiotelescoop in Australië. Een nauwkeurige analyse van de pulsmetingen heeft nu laten zien dat het baanvlak van de dubbelster in de loop van die twintig jaar inderdaad een stukje is gedraaid. Ervan uitgaande dat dit het gevolg is van het Lense-Thirring effect, kan daaruit worden afgeleid dat de begeleidende witte dwerg ongeveer eens in de 100 seconden om zijn as tolt. En dat bevestigt dat de stellaire voorloper van de pulsar een aanzienlijke hoeveelheid materie aan de witte dwerg heeft overgedragen. (EE)
→ Fast Rotating White Dwarf Drags Space-Time in Cosmic Dance

23 januari 2020
Een ‘primitieve’ ster met de aanduiding J0815+4729 blijkt (relatief) grote hoeveelheden zuurstof in zijn atmosfeer te hebben. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen dat de ster heeft onderzocht met de Keck I-telescoop op Hawaï (Astrophysical Journal Letters, 21 januari). Zuurstof is, na waterstof en helium, het op twee na meest voorkomende element in het heelal. Toch bestond het in de prille begintijd van het heelal nog niet. Alle zuurstof waar we als levende wezens op aarde van afhankelijk zijn, is geproduceerd in het inwendige van sterren die minstens tien keer zoveel massa hadden als onze zon. Om te weten te komen hoe snel de productie van zuurstof en andere zware elementen in het heelal op gang is gekomen, proberen astronomen sterren op te sporen waarvan het vermoeden bestaat dat ze heel vroeg in de kosmische geschiedenis zijn ontstaan. De 5000 lichtjaar verre ster J0815+4729 is zo’n ster. Hij bevindt zich in de halo – het verre buitengebied – van ons Melkwegstelsel. Met behulp van een spectrometer van de Keck I-telescoop hebben de astronomen de relatieve hoeveelheden van 16 elementen in de atmosfeer van deze ster gemeten. Uit de gevonden samenstelling leiden ze af dat het inderdaad om een heel oude ster moet gaan, die tijdens de eerste paar honderd miljoen jaar na de oerknal is gevormd. Dat materiaal was waarschijnlijk deels afkomstig van de eerste supernova-explosies die in de Melkweg hebben plaatsgevonden. Dat laatste wordt afgeleid uit het feit dat J0815+4729 opvallend veel koolstof, stikstof en zuurstof bevat, terwijl calcium en ijzer heel schaars zijn – veel schaarser bijvoorbeeld dan in onze veel jongere zon. (EE)
→ Astronomers Detect Large Amounts Of Oxygen In Ancient Star’s Atmosphere

23 januari 2020
De helderheid van de rode superreus Betelgeuse blijft afnemen, maar wat dat betekent weet niemand. Voor de onvermijdelijke supernova-explosie waarmee de ster zijn bestaan zal afsluiten lijkt het nog te vroeg. Die wordt pas over tienduizenden jaren verwacht. Maar feit is dat Betelgeuze sinds november een magnitude – een factor 2,5 – zwakker is geworden. Betelgeuze staat normaal gesproken (net) in de top 10 van helderste sterren aan de nachthemel, maar is inmiddels zelfs buiten de top 20 gezakt. Wel is hij nog steeds de op een na helderste ster van het sterrenbeeld Orion. Bekend was al dat de helderheid van Betelgeuze varieert. Sommige van die variaties treden op met voorspelbare tussenpozen, uiteenlopend van 100 dagen tot 5 of 6 jaar. Maar soms treden onverwachte fluctuaties op, zoals de huidige diepe ‘dip’. De Amerikaanse astronomen Edward Guinan en Richard Wasatonic van Villanova University, die als eersten melding maakten van de helderheidsafname van Betelgeuze, hebben de indruk dat het einde van deze dip nu wel in zicht is. Het licht van de ster wordt nog steeds zwakker, maar dat proces lijkt te vertragen (grafiek). Metingen wijzen erop dat de oppervlaktetemperatuur van Betelgeuze sinds september vorig jaar met 100 graden is afgenomen, maar onduidelijk is of het de ster zelf is die afkoelt. Zijn afnemende helderheid kan namelijk ook een schijneffect zijn, veroorzaakt door een eerder uitgestoten wolk van gas en stof die voor de ster langs schuift. Hoe dan ook zullen de komende tijd veel ogen op de rode superreus gericht blijven. Mocht de huidige dip van Betelgeuze gewoon een flinke uitschieter zijn van een van zijn normale helderheidscycli, dan zou de helderheid van de ster begin februari weer wat moeten gaan toenemen. (EE)
→ Betelgeuse is Continuing to Dim! It’s Down to 1.506 Magnitude

21 januari 2020
Een 500 dagen durende waarnemingscampagne, onder aanvoering van de Europese astronomische satelliet Gaia, heeft informatie opgeleverd over een ‘onzichtbaar’ dubbelstersysteem dat een verder weg staande ster tijdelijk deed oplichten. Het verschijnsel werd veroorzaakt door het gravitatielenseffect. Het licht van de achtergrondster, die de aanduiding Gaia16aye heeft gekregen, werd door de zwaartekracht van de onzichtbare dubbelster zodanig afgebogen, dat het werd versterkt. De dubbelster werkte dus als een soort vergrootglas. Het helderder worden van Gaia16aye werd voor het eerst opgemerkt in augustus 2016. Vervolgwaarnemingen met meer dan vijftig telescopen verspreid over de wereld lieten zien dat de ster zich merkwaardig gedroeg. Eerst werd hij steeds helderder, om binnen een dag weer net zo plotseling af te zwakken. Al snel was duidelijk dat het om een gravitatielens-verschijnsel ging, maar dan wel om een bijzondere variant. Als de ‘lens’ uit één ster zou bestaan, zou een gelijkmatige helderheidstoename te zien zijn geweest, gevolgd door een geleidelijke helderheidsafname. Maar in dit geval zwakte de ster abrupt af, om na een paar weken weer op te lichten. En dat verschijnsel heeft zich in de maanden erna vier keer herhaald. Dit gedrag wijst erop dat de ‘lens’ in dit geval een dubbelster moet zijn geweest. Door de gecombineerde zwaartekrachtsvelden van twee sterren ontstaat een tamelijk ingewikkeld netwerk van meer of minder versterkende gebieden rond de dubbelster. Wanneer van de aarde uit gezien bij toeval een verre ster achter dit sterrenpaar langs trekt, dan licht deze met tussenpozen op. Uit de manier waarop Gaia16aye helderder en zwakker werd, hebben astronomen nu kunnen afleiden dat de dubbelster, die zelf te zwak is om waarneembaar te zijn, bestaat uit twee kleine sterren die vrij snel om hun gemeenschappelijke zwaartepunt wentelen. De sterren hebben een omlooptijd van minder dan drie jaar. (EE)
→ Global Gaia campaign reveals secrets of stellar pair

17 januari 2020
De Europese röntgensatelliet XMM-Newton heeft ongekend heet gas ontdekt in de halo van onze Melkweg. De halo is een uitgestrekt omhulsel van gas, sterren en (vooral) donkere materie dat ons sterrenstelsel volledig omhult. De nieuwe waarnemingen laten zien dat het gas een andere chemische samenstelling heeft dan verwacht. Tot nu toe werd aangenomen dat de halo van een sterrenstelsel heet gas van dezelfde temperatuur bevat. En deze temperatuur zou uitsluitend afhangen van de massa van het stelsel. Het nieuwe onderzoek laat echter zien dat de halo van de Melkweg drie verschillende categorieën van heet gas bevat, waarvan de de heetste een temperatuur van 10 miljoen graden vertoont – tien keer zo hoog als mogelijk werd geacht. Onduidelijk is nog hoe dit gas zo heet is geworden, maar mogelijk ligt de oorzaak bij de ‘winden’ die de sterren van onze Melkweg produceren. De temperatuur en samenstelling van de Melkweghalo zijn gemeten door naar de röntgenstraling van een blazar – de heldere kern van een ver sterrenstelsel – te kijken. Bij zijn tocht door de halo wordt deze straling op bepaalde golflengten geabsorbeerd, wat informatie oplevert over de eigenschappen van het halogas. Tot nu toe werd bij onderzoeken als deze voornamelijk naar het veel voorkomende, en dus makkelijk opspoorbare, element zuurstof gekeken. Het nieuwe onderzoek was gedetailleerder: ook stikstof, neon en ijzer zijn geregistreerd. Verrassend genoeg laten de metingen zien dat er minder ijzer in de halo zit dan verwacht, wat erop wijst dat het halogas is verrijkt met materiaal van uitgeputte zware sterren. Tegelijkertijd is er minder zuurstof dan verwacht, wat mogelijk komt doordat dit element is opgenomen door stofdeeltjes in de halo. (EE)
→ XMM-Newton discovers scorching gas in Milky Way’s halo

15 januari 2020
Astronomen van de Universiteit van Californië in Los Angeles (UCLA) hebben een nieuwe klasse van vreemde objecten ontdekt in het centrum van ons Melkwegstelsel. De vier objecten bevinden zich in de nabijheid van het superzware zwarte gat Sagittarius A* (Nature, 16 januari). De objecten zien er gasachtig uit, maar gedragen zich als sterren. Ze ogen meestal compact, maar worden uitgerekt wanneer hun omloopbanen hen in de buurt van het zwarte gat voeren. Hun omlooptijden variëren van 100 tot 1000 jaar. Deze beschrijving doet sterk denken aan de eerder ontdekte objecten G1 en G2. Deze laatste zou volgens de onderzoekers een omvangrijke ster zijn, gehuld in een dichte wolk van gas en stof. Maar er zijn ook andere verklaringen denkbaar. Hoe dan ook: ook G2 rekte bij zijn nadering van Sagittarius A* uit en wordt nu weer compacter. De vier objecten die nu zijn ontdekt hebben de aanduidingen G3 tot en met G6 gekregen. Stuk voor stuk kunnen ze Sagittarius A* dicht naderen, al doorlopen ze wel heel verschillende omloopbanen. UCLA-astronoom Andrea Ghez denkt dat alle zes de objecten oorspronkelijk dubbelsterren zijn geweest. De sterparen zouden onder invloed van de zwaartekracht van het nabije zwarte gat met elkaar zijn versmolten. Het materiaal dat de G-objecten tijdens hun periodieke naderingen van Sagittarius A* kwijtraken, zal uiteindelijk door het zwarte gat worden opgeslokt. Het aangetrokken materiaal wordt daarbij zeer heet en zal intense straling uitzenden voordat het de waarnemingshorizon van het zwarte gat passeert en uit het zicht verdwijnt. (EE)
→ Astronomers discover class of strange objects near our galaxy’s enormous black hole

13 januari 2020
‘Forensisch’ onderzoek van de enige heldere ster in het zuidelijke sterrenbeeld Indus (Indiaan) heeft nieuwe inzichten opgeleverd over de botsing tussen ons Melkwegstelsel en het kleinere stelsel Gaia Enceladus. Bij deze botsing heeft de ster, Nu Indi, een flinke zet gekregen (Nature Astronomy, 13 januari). Er worden steeds meer aanwijzingen gevonden dat ons Melkwegstelsel in de loop van de miljarden jaren diverse kleinere sterrenstelsels heeft opgeslokt, waaronder het befaamde dwergstelsel Gaia-Enceladus. Dit heeft geleid tot een substantiële chemische verrijking van de Melkweg. Ook het onderzoek van de heldere ster Nu Indi, die door een internationaal team van astronomen zo’n beetje binnenstebuiten is gekeerd, bevestigt dat. Nu Indi is een typische vertegenwoordiger van de oorspronkelijke sterbevolking van de halo (het verre buitengebied) van de Melkweg. Nieuwe gegevens van NASA-satelliet TESS – die eigenlijk bedoeld is om exoplaneten op te sporen, maar tegelijkertijd ook gegevens verzamelt van heldere sterren – wijzen erop dat Nu Indi al vroeg in de geschiedenis van de Melkweg is ontstaan. Hij blijkt namelijk ongeveer 11 miljard jaar oud te zijn. Omdat de botsing met Gaia-Enceladus de beweging van de ster sterk heeft beïnvloed, kan daaruit worden afgeleid dat het dwergstelsel niet veel vroeger dan 12 miljard jaar geleden de Melkweg kan zijn binnengedrongen. Dat komt goed overeen met de uitkomst van theoretische berekeningen van het moment waarop de botsing heeft plaatsgevonden, al zijn de foutenmarges in genoemde getallen vrij groot. (EE)
→ TESS dates an ancient collision with our galaxy

11 januari 2020
Eind november 2019 beweerde een team van voornamelijk Chinese onderzoekers een stellair zwart gat van ongeveer 70 zonsmassa’s te hebben ontdekt in ons Melkwegstelsel. De claim veroorzaakte de nodige ophef, omdat op theoretische gronden wordt aangenomen dat stellaire zwarte gaten – die ontstaan wanneer massarijke sterren aan het einde van hun bestaan instorten – niet veel zwaarder kunnen zijn dan 20 zonsmassa’s. Een team van astronomen van de universiteiten van Erlangen-Nürnberg en Potsdam (Duitsland) hebben de dubbelster waar het vermeende zwarte gat deel van uitmaakt (LB-1) nog eens goed bekeken. Ze komen tot de conclusie dat het lang niet zeker is dat het om een zwart gat gaat. Het zou een zware neutronenster kunnen zijn of zelfs een ‘gewone’ ster. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. Het bestaan van het eventuele zwarte gat werd indirect afgeleid uit de beweging van diens heldere begeleidende ster, die met een periode van 80 dagen om een onzichtbaar compact object leek te draaien. Met nieuwe waarnemingen had een Belgisch team al laten zien dat de oorspronkelijke metingen onjuist waren geïnterpreteerd en dat de massa van het zwarte gat heel onzeker was. De cruciale vraag hierbij is hoe zwaar de zichtbare begeleider, de hete ster LS V+22 25 nu precies is. Hoe zwaarder de ster, des te zwaarder moet het zwarte gat zijn om de waargenomen beweging van de ster te veroorzaken. Aanvankelijk werd aangenomen dat het een normale ster van acht zonsmassa’s betrof. De Duitse onderzoekers hebben nu bestaande spectra van de ster, verkregen met de Keck-telescoop op Hawaï, geanalyseerd. Daarbij waren ze vooral geïnteresseerd in de chemische samenstelling van de gassen aan het steroppervlak. Bij dit onderzoek werden producten van de zogeheten CNO-cyclus aangetroffen – een keten van reacties waarbij waterstof in zwaardere elementen wordt omgezet. Dat is opmerkelijk omdat deze cyclus zich alleen zou afspelen in de kernen van jonge sterren. Hieruit trekken de astronomen de conclusie dat er een interactie moet zijn geweest tussen LS V+22 25 en diens compacte begeleider. De ster zou materie hebben overgedragen aan zijn compacte begeleider, en daarbij zijn buitenste lagen zijn kwijtgeraakt. Wat resteert is de ‘naakte’ heliumkern van ster, die nog de sporen van de CNO-cyclus vertoont. Zo’n gestripte heliumster kan niet erg zwaar zijn. De auteurs schatten zijn massa op hooguit anderhalve zonsmassa. En dat zou betekenen dat zijn compacte begeleider mogelijk niet zwaarder is dan 2 à 3 zonsmassa’s. Dat betekent dat het geen zwart gat hoeft te zijn. Een zware neutronenster of zelfs een normale ster voldoet ook. Een en ander maakt LS V+22 25 overigens niet veel minder interessant. De ster heeft dan misschien wel geen kolossaal zwart gat als begeleider, maar ook ‘gestripte’ heliumsterren zijn zeldzaam. (EE)
→ When David poses as Goliath

8 januari 2020
Enkele duizenden jonge sterren in het buitengebied van ons Melkwegstelsel zijn waarschijnlijk ontstaan uit materiaal dat afkomstig is van twee kleine naburige sterrenstelsels: de Magelhaense Wolken. Dat heeft een team onder leiding van de Amerikaanse astronoom Adrian Price-Whelan bekendgemaakt tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die deze week in Honolulu wordt gehouden. De jonge sterren vormen een sterrenhoop die de aanduiding Price-Whelan 1 heeft gekregen. Spectroscopisch onderzoek heeft laten zien dat de samenstelling van deze sterren overeenkomsten vertoont met die van de Magelhaense Wolken. Deze laatste zullen over niet al te lange tijd door onze Melkweg worden opgeslokt, maar er stroomt nu al materiaal van het tweetal onze kant op. Price-Whelan 1 is met een geschatte leeftijd van 117 miljoen jaar relatief jong. Hij bevindt zich in het verre buitengebied van de Melkweg, een plek waar doorgaans geen jonge sterren te vinden zijn. De sterrenhoop bevindt zich dicht in de buurt van een ‘rivier’ van gas die de Magelhaense Stroom wordt genoemd. Deze loopt vanuit de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk in de richting van ons Melkwegstelsel. Anders dan de gassen in het buitengebied van de Melkweg is de Magelhaense Stroom arm aan elementen zwaarder dan helium. En datzelfde geldt ook voor de 27 helderste sterren van Price-Whelan 1. Volgens de astronomen is de sterrenhoop ontstaan toen gas van de Magelhaense Stroom door het ijle gas in de halo van de Melkweg trok. Daarbij zou dat Magelhaense gas ver genoeg zijn samengedrukt om stervorming op gang te brengen. Uit de positie van de aldus ontstane sterrenhoop leiden de onderzoekers af dat de voorste uitloper van de Magelhaense Stroom maar 90.000 lichtjaar van de Melkweg verwijderd is – ongeveer twee keer zo dichtbij als tot nu toe werd aangenomen. (EE)
→ The Milky Way’s Impending Galactic Collision Is Already Birthing New Stars

7 januari 2020
Astronomen van Harvard University hebben een grote golfvormige gasstructuur in onze Melkweg ontdekt. De structuur, die de Radcliffe-golf wordt genoemd, bestaat uit een aaneenschakeling van stervormingsgebieden. De ontdekking laat zien dat er ook ver boven en onder de schijf van het Melkwegstelsel stervorming plaatsvindt (Nature, 7 januari). Het onderzoek is gebaseerd op een nieuwe analyse van gegevens die zijn verzameld met de Europese satelliet Gaia, die de posities, afstanden en snelheden van vele miljoenen sterren meet. In combinatie met ander onderzoek heeft dat een driedimensionale kaart opgeleverd van de interstellaire materie in de Melkweg. De kaart toont een opvallend patroon in de meest nabije spiraalarm van de Melkweg. Het is een dunne golfvormige structuur van ongeveer 9000 lichtjaar lang en 400 lichtjaar breed, waarvan de toppen 500 lichtjaar boven, en de dalen 500 lichtjaar onder het hoofdvlak van de Melkweg liggen. Van bovenaf gezien ziet deze golf eruit als een kaarsrechte lijn. Van veel van de stervormingsgebieden waaruit deze golf bestaat werd tot nu toe aangenomen dat ze deel uitmaakten van de Gould-gordel. Dat is een grote ellipsvormige structuur, bestaande uit jonge sterren en stervormingsgebieden, die de zon omringt. Lang is geprobeerd om uit te puzzelen of de betreffende gebieden ook werkelijk een soort ring vormen. En dat blijkt dus niet het geval te zijn: het is een golf. Hoe deze structuur is ontstaan is onduidelijk, maar het is denkbaar dat hij vergelijkbaar is met een rimpeling in een vijver. Het is alsof er iets van grote massa in ons Melkwegstelsel is ‘geplonsd’. Wat wel vaststaat is dat onze zon traag meedeint met deze golf, waarvan het meest nabije punt slechts 500 lichtjaar van ons verwijderd is. (EE)
→ New map of Milky Way reveals giant wave of stellar nurseries

7 januari 2020
Astronomen hebben aan de hand van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) vastgesteld dat een van de helderste sterren van het sterrenbeeld Draak – Alfa Draconis of Thuban – en diens zwakkere begeleider regelmatig voor elkaar langs schuiven. Dat Thuban een dubbelster is, was al langer bekend, maar dat het ook een zogeheten bedekkingsveranderlijke is, kwam als een verrassing. Twee factoren hebben ervoor gezorgd dat de wederzijdse bedekkingen van de twee sterren tot nu toe over het hoofd zijn gezien. Op de eerste plaats duren de bedekkingen slechts zes uur, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden gemist. Bovendien is een van beide sterren dermate helder dat de kleine helderheidsvariaties van de dubbelster niet zo snel opvallen. Alfa Draconis is 270 lichtjaar van ons verwijderd. Hoewel de aanduiding ‘Alfa’ suggereert dat hij de helderste ster is van het sterrenbeeld Draak, is hij slechts de op drie na helderste. In vroeger tijden speelde Thuban echter een belangrijke rol: in de tijd dat in Egypte de eerste piramides werden gebouwd, 4700 jaar geleden, fungeerde hij als poolster – de ster waar alle andere sterren omheen lijken te draaien. Die rol is inmiddels overgenomen door Polaris, een helderdere ster in het sterrenbeeld Kleine Beer. Deze verandering is het gevolg van de schommelbeweging van de aardas, de zogeheten precessie. Deze heeft tot gevolg dat de noordelijke hemelpool geleidelijk opschuift: in de loop van 26.000 jaar doorloopt hij een cirkel. Dat zal er bijvoorbeeld toe leiden dat over 2100 jaar de ster Gamma Cepheï de nieuwe poolster wordt. De beide sterren van Alfa Draconis zijn slechts ongeveer 61 miljoen kilometer van elkaar verwijderd en cirkelen in ruim 51 dagen om elkaar. Doordat we een beetje schuin tegen het baanvlak van de dubbelster aan kijken, bedekken de beide sterren elkaar nooit volledig. (EE)
→ Surprise! TESS Shows Ancient North Star Undergoes Eclipses

28 december 2019
Twee astronomen hebben een nieuwe schatting gemaakt van hoe lang het zal duren voordat vier ruimtesondes die in de jaren 70 naar het buitengebied van ons zonnestelsel werden gestuurd in de buurt van een andere ster komen. Bij hun berekeningen hebben ze gebruik gemaakt van gegevens van de Gaia-satelliet, die nauwkeurige metingen doet van de posities en snelheden van vele miljoenen sterren in onze Melkweg. Het rekenwerk van Coryn Bailer-Jones en Davide Farnocchia laat zien dat de Pioneers 10 en 11 en Voyagers 1 en 2 in de loop van de komende miljoen jaar een stuk of zestig sterren op hun pad vinden. Ongeveer tien daarvan zullen tot op afstanden van minder dan 7 lichtjaar worden genaderd. Waarschijnlijk de eerste die in de buurt van een andere ster komt is de Pioneer 10. Over ongeveer 90.000 jaar zal deze de rode dwergster HIP 117795 in het sterrenbeeld Cassiopeia op ‘slechts’ 0,75 lichtjaar passeren. De kans dat de vier ruimtesondes ooit door een ander stersysteem zullen worden ingevangen lijkt vooralsnog verwaarloosbaar klein. (EE)
→ Calculating the time it will take spacecraft to find their way to other star systems

27 december 2019
Wie regelmatig de sterrenhemel afspeurt, en dan met name het sterrenbeeld Orion, heeft het vast al gemerkt: de afgelopen weken is Betelgeuze, de op één na helderste ster van Orion en een van de tien helderste sterren aan de hemel, duidelijk zwakker geworden (ruwweg een magnitude). Het is bijna honderd jaar geleden dat de ster zo zwak was als nu. Van Betelgeuze was al bekend dat hij flinke helderheidsvariaties vertoont. De ster behoort tot de ‘rode superreuzen’ – de grootste (maar niet de zwaarste of helderste) sterren in heelal. Ze zijn doorgaans honderden of zelfs duizenden keren zo groot als onze zon, maar hebben een beduidend lagere oppervlaktetemperatuur. Rode superreuzen beginnen hun bestaan als hete sterren met minstens tien keer zoveel massa als onze zon. Toch raakt hun ‘brandstof’ – de voorraad waterstof in hun kern – heel snel op. Binnen 5 tot 20 miljoen jaar is alle waterstof omgezet in helium. Vervolgens verplaatst de energieproductie zich naar de schil waterstof rond de kern, en zwelt de ster enorm op. Tijdens deze fase variëren de sterren in helderheid, die worden toegeschreven aan pulsaties (het afwisselend uitdijen en samentrekken) van de ster en de aanwezigheid van grote convectiebellen in diens atmosfeer. Ook Betelgeuze vertoont zulke helderheidsvariaties. Via een reeks andere kernfusieprocessen bereikt de ster uiteindelijk het stadium dat hij geen energie meer kan opwekken. Daarop stort zijn kern ineen en komt er een supernova-explosie op gang. Schattingen geven aan dat Betelgeuze niet zo ver meer verwijderd kan zijn van dit eindstadium. Maar het lijkt ook weer niet zo waarschijnlijk dat zijn huidige helderheidsdip de voorbode is van een supernova-explosie. Die wordt op zijn vroegst pas over enkele tienduizenden jaren verwacht. Maar mocht het tóch zo ver komen, dan verandert Betelgeuze in een zeer heldere ster – honderd keer zo helder als Venus, maar 16 keer zo zwak als de volle maan – die ook overdag te zien kan zijn. (EE)
→ Waiting for Betelgeuse: what's up with the tempestuous star?

20 december 2019
NASA’s Fermi-satelliet, die kosmische gammastraling detecteert, heeft een omvangrijke gloed geregistreerd rond de nabije neutronenster/pulsar Geminga. Als we deze energierijke vorm van straling met onze eigen ogen zouden kunnen zien, zou deze ‘gamma-halo’ aan de hemel veertig keer zo groot lijken als de volle maan (Physical Review D, 17 december). Een neutronenster is de ineengestorte kern van een zware ster die al zijn brandstof heeft verbruikt, en zijn buitenste gaslagen heeft weggeblazen. Deze snel ronddraaiende sterrestanten kunnen, net als vuurtorens, bundels van licht en andere soorten straling uitzenden. Wanneer zo’n bundel periodiek onze kant op wijst, zien we de neutronenster met grote regelmaat pulseren. Zo’n ‘knipperende neutronenster’ wordt een pulsar genoemd. Geminga behoort tot de helderste gammapulsars aan onze hemel. Hij staat op een afstand van ongeveer 800 lichtjaar in het sterrenbeeld Tweelingen (Gemini) en tolt iets meer dan vier keer per seconde om zijn as. Zo’n pulsar is van nature gehuld in een wolk van elektronen en positronen – de antimaterie-variant van elektronen. Dat komt doordat het intense magnetische veld van de neutronenster deze geladen deeltjes aan het steroppervlak onttrekt en ze met bijna de snelheid van het licht de ruimte in schiet. Onze planeet wordt voortdurend bestookt met snelle elektronen, positronen en andere geladen deeltjes uit het heelal. Deze deeltjes zijn echter gevoelig voor magnetische velden, waardoor tegen de tijd dat ze ons bereiken niet meer te achterhalen valt waar ze precies vandaan komen. Maar vermoed werd dat met name de snelle positronen die ons bereiken afkomstig zouden kunnen zijn van nabije pulsars zoals Geminga. Een nieuwe analyse van gegevens van de Fermi-satelliet versterkt dit vermoeden. Uit de gegevens blijkt namelijk dat de gloed van gammastraling rond Geminga veel omvangrijker is dan gedacht. Wetenschappers denken dat deze gammagloed ontstaat wanneer de door de neutronenster versnelde elektronen en positronen in botsing komen met gewoon licht, dat daardoor meer energie krijgt. Hoe omvangrijker de halo rond Geminga is, des te groter is de kans dat positronen van dit object de aarde kunnen bereiken. Aanvankelijk leek die kans dus klein, maar uit hun nieuwe analyse leiden de onderzoekers af dat alleen al Geminga verantwoordelijk kan zijn voor 20 procent van alle energierijke positronen die de aarde bereiken. De overige pulsars in onze Melkweg zouden dan de rest voor hun rekening nemen. (EE)
→ NASA’s Fermi Mission Links Nearby Pulsar’s Gamma-ray ‘Halo’ to Antimatter Puzzle

16 december 2019
ESO’s Very Large Telescope (VLT) heeft het centrale deel van de Melkweg met spectaculaire resolutie waargenomen en nieuwe details ontdekt over de geschiedenis van de stergeboorte in ons sterrenstelsel. Dankzij de nieuwe waarnemingen hebben astronomen bewijs gevonden voor een ingrijpende gebeurtenis in het bestaan van de Melkweg: een geboortegolf van sterren die zo hevig was dat hij meer dan honderdduizend supernova-explosies teweegbracht. Bij het onderzoek, waarvan de resultaten vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd, is ontdekt dat ongeveer 80 procent van de sterren in het centrale deel van de Melkweg zijn gevormd in de begintijd van ons sterrenstelsel, tussen acht en 13,5 miljard jaar geleden. Na deze vroege stervormingsperiode werden gedurende ongeveer 6 miljard jaar maar heel weinig sterren geboren. Een intense uitbarsting van stervorming – een zogeheten starburst – maakte daar circa een miljard jaar geleden een einde aan. Binnen een periode van nog geen 100 miljoen jaar werden in dit centrale gebied talrijke sterren geboren met een gezamenlijke massa van misschien wel enkele tientallen miljoenen zonnen. Tijdens een starburst ontstaan veel zware sterren, die een aanzienlijk kortere levensduur hebben dan hun lichtere soortgenoten. Ze sluiten hun bestaan af met een hevige supernova-explosie. Dit onderzoek was mogelijk dankzij de waarnemingen van het centrale deel van de Melkweg die zijn gedaan met het HAWK-I-instrument van ESO’s Very Large Telescope in de Chileense Atacama-woestijn. Deze infrarood-gevoelige camera keek door het galactische stof heen om ons een opmerkelijk gedetailleerd beeld te geven van het hart van de Melkweg. De magnifieke opname is in oktober gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. De foto toont de sterren en gas- en stofwolken in het meest dichtbevolkte deel van Melkweg, waar zich ook een superzwaar zwart gat bevindt, met een resolutie van 0,2 boogseconde. Dat betekent dat de kleinste details die HAWK-I heeft vastgelegd vergelijkbaar zijn met een voetbal in Zürich, gezien vanuit het ESO-hoofdkwartier in München – een afstand van 240 kilometer. De foto is gemaakt in het kader van de GALACTICNUCLEUS-survey. Bij de survey zijn meer dan drie miljoen sterren onderzocht, verspreid over een gebied dat op de afstand van het galactisch centrum overeenkomt met 60.000 vierkante lichtjaar (een lichtjaar is ongeveer 9,5 biljoen kilometer). (EE)
→ Volledig persbericht

12 december 2019
Het is een internationaal team van wetenschappers, onder wie sterrenkundigen van de Universiteit van Amsterdam, voor het eerst gelukt om van een pulsar tegelijk de massa, de doorsnee en het magnetisch veld te bepalen. Pulsar J0030+0451 blijkt 1,3 keer zo zwaar als de zon, meet 25 kilometer in diameter en heeft een weerbarstiger magneetveld dan het theoretische ‘staafmagneetmodel’ voorspelt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in een serie artikelen in het vakblad Astrophysical Journal Letters. De astronomen deden hun waarnemingen tussen juli 2017 en december 2018 met NICER, de Neutron star Interior Composition Explorer van de NASA. Dit instrument vangt röntgenstraling op en bevindt zich op het Internationale Space Station. Dankzij het instrument hopen de onderzoekers een beter idee te krijgen van de ultradichte samenstelling van de neutronenster. Pulsars zijn kleine, compacte neutronensterren die honderden keren per seconde om hun as draaien. Het zijn overblijfselen van gestorven zware sterren. De pulsar J0030+0451 bevindt zich op 1100 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Vissen. De pulsar tolt 205 keer per seconde om zijn as. Al tientallen jaren proberen sterrenkundigen pulsars uit te vinden hoe het magneetveld van pulsars eruitziet. In de meest gangbare modellen wordt een pulsar voorgesteld als een bol met daarin een rechtopstaande staafmagneet. Er lopen veldlijnen van de noordpool naar de zuidpool. Het idee is dat het magneetveld zo sterk is dat deeltjes die toevallig in de buurt zijn, meteen naar de polen worden gesleurd en daar inslaan. Dat leidt tot hete polen. Na uitvoerige bestudering van pulsar J0030+0451 blijkt echter dat de hete plekken niet recht tegenover elkaar zitten. De onderzoekers hebben vervolgens de vreemde waarnemingen in een nieuw, aangepast model gevat en geprobeerd na te bootsen met supercomputers. Dat gebeurde onder andere met Cartesius, de Nederlandse nationale supercomputer. Na een maand stampen, kwam Cartesius tot de conclusie dat er inderdaad hotspots verspreid over de pulsar konden voorkomen. Het nieuwe aangepaste model, lijkt dus te werken.
→ Volledig persbericht

27 november 2019
Een team van voornamelijk Chinese astronomen heeft in onze Melkweg een stellair zwart gat opgespoord dat 70 keer zoveel massa lijkt te hebben als onze zon (Nature, 28 november). Dat is opmerkelijk, omdat wetenschappers er tot nu toe vanuit gingen dat stellaire zwarte gaten in onze Melkweg niet veel zwaarder kunnen zijn dan 20 zonsmassa’s. Alleen het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum is met ruim 4 miljoen zonsmassa’s aanzienlijk zwaarder. Het zwarte gat, dat deel uitmaakt van de ‘dubbelster’ LB-1, is ongeveer 15.000 lichtjaar van ons verwijderd. Anders dan bijna alle andere stellaire zwarte gaten die tot nu toe in de Melkweg zijn ontdekt, is het niet bezig om grote hoeveelheden gas van een begeleidende ster op te slokken. Daardoor is de dubbelster ook geen bron van intense röntgenstraling. Vermoed wordt dat ons Melkwegstelsel 100 miljoen stellaire zwarte gaten bevat, maar het overgrote deel daarvan laat zich maar moeilijk opsporen. Als een zwart gat niet opvalt door de röntgenstraling van de stermaterie die het om zich heen heeft verzameld, kan het zijn bestaan alleen verraden via zijn zwaartekrachtsaantrekking. LB-1 bestaat uit een ster en een zwart gat die in 79 dagen om hun gemeenschappelijke zwaartepunt draaien. Hierdoor lijkt de ster zonder waarneembare oorzaak heen en weer te schommelen. Recent heeft een ander team dankzij dit effect ook al een zwart gat weten op te sporen, al is dat met een geschatte massa van ruim drie zonsmassa’s een veel kleiner exemplaar. (EE)
→ Chinese Academy of Sciences leads discovery of unpredicted stellar black hole

22 november 2019
Een onderzoeksteam onder leiding van Duitse astronomen heeft ontdekt dat het 300 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel NGC 6240 drie superzware zwarte gaten bevat. De drie bevinden zich dicht bij elkaar in de kern van het stelsel. Ze zijn vermoedelijk afkomstig van drie afzonderlijke sterrenstelsels die in elkaar op zijn gegaan. Grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg bestaan doorgaans uit honderden miljarden sterren en hebben een zwart gat in hun kern dat (vele) miljoenen keren meer massa heeft dan onze zon. Vanwege zijn bijzondere vorm wordt NGC 6240 tot de onregelmatige sterrenstelsels gerekend. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat dit stelsel was ontstaan uit een samensmelting van twee kleinere stelsels. In dat geval zou het dan ook twee superzware zwarte gaten moeten bevatten. Maar nieuwe waarnemingen met het MUSE-instrument van de Europese Very Large Telescope (VLT) hebben nu laten zien dat NGC 6240 drie superzware zwarte gaten in zijn kern heeft. Stuk voor stuk zijn deze goed voor meer dan 90 miljoen zonsmassa’s. Het drietal bevindt zich binnen een straal van 3000 lichtjaar van elkaar. De ontdekking kan helpen verklaren hoe de grootste en zwaarste sterrenstelsels in het heelal zijn ontstaan. Tot nu toe leek het erop dat het heelal niet oud genoeg is om de vorming van deze kolossen te kunnen verklaren. Het feit dat er ook gelijktijdige fusies van meer dan twee sterrenstelsels hebben plaatsgevonden, maakt de snelle vorming van de grootste stelsels met hun enorme centrale zwarte gaten minder raadselachtig. (EE)
→ The simultaneous merging of giant galaxies

12 november 2019
Astronomen hebben een ster ontdekt die, vijf miljoen jaar geleden, met een snelheid van maar liefst 6 miljoen kilometer per uur uit het hart van onze Melkweg is verdreven. De ster, S5-HVS1, beweegt tien keer sneller dan de meeste sterren in de Melkweg en is op weg om ons sterrenstelsel te verlaten (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 november). S5-HVS1 behoort tot de kleine klasse van sterren die met snelheden in de orde van 1000 km/s door de Melkweg razen. Daarvan zijn er nog maar een stuk of twintig bekend. S5-HVS1 is met een afstand van ongeveer 29.000 lichtjaar de meest ‘nabije’ van deze klasse. Met behulp van gegevens van de Europese satelliet Gaia hebben de astronomen de snelheid van de ster kunnen bepalen en de richting waarin deze beweegt. Daaruit kan worden afgeleid dat hij uit het centrum van de Melkweg komt, waar zich het 4 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat Sagittarius A* bevindt. Zwarte gaten kunnen sterren ‘wegschoppen’ door middel van het zogeheten Hills-mechanisme. Wanneer een dubbelster – twee om elkaar wentelende sterren dus – dicht in het buurt van Sagittarius A* komt, kan het gebeuren dat een van beide sterren door deze wordt opgeslokt. Daarbij krijgt de andere ster juist extra veel snelheid – genoeg om aan de greep van het zwarte gat te ontsnappen. (EE)
→ Hyper-fast star ejected by supermassive black hole

8 november 2019
Moleculair waterstof (H2) beslaat 99% van het koude dichte gas in sterrenstelsels. Dus het in kaart brengen waar sterren worden geboren betekent in feite het opmeten van H2, dat helaas een sterke kenmerkende signatuur mist bij lage temperaturen. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen hebben nu een emissiesignaal in kaart gebracht van het traceermolecuul waterstoffluoride (HF), op een plek waar het standaard traceermolecuul koolmonoxide afwezig is. Ze zijn de eersten die een kaart van HF produceren voor een regio in het heelal, waarmee ze een nieuw hulpmiddel creëren om indirect H2 in kaart te brengen (Astronomy & Astrophysics, 6 november). Kriskras door alle sterrenstelsels in ons heelal ontstaan en sterven er sterren. En terwijl het leven op aarde is gebaseerd op een rijke mengelmoes van allerlei elementen en moleculen, is het koude dichte gas waaruit sterren ontstaan erg monotoon met 99% moleculair waterstof (H2). Dus als je in kaart wilt brengen waar sterren worden geboren, kun je maar beter goed in de vingers hebben hoe je H2 detecteert. Helaas is deze stof moeilijk om te zien door een gebrek aan een sterk karakteristiek signaal bij lage temperaturen—in tegenstelling tot zijn atomaire neef (H), die radiostraling uitzendt op een gemakkelijk te onderscheiden golflengte van 21 cm. Astronomen van SRON Netherlands Institute for Space Research en de Rijksuniversiteit Groningen hebben nu een nieuw hulpmiddel ontdekt om indirect H2 te meten, door waterstoffluoride (HF) in kaart te brengen en de aanwezigheid daarvan te linken aan die van H2. Het nieuwe hulpmiddel komt van pas als andere trucjes het laten afweten, bijvoorbeeld in de Orion-balk, tussen de regio’s rond de Orion Trapeziumsterren en de Orion moleculaire wolk. In deze gebieden is koolstof geïoniseerd, wat betekent dat koolstofmonoxide (CO) - doorgaans een betrouwbaar tracermolecuul om H2 te vinden - in dit geval niet werkt als tracer. Floris van der Tak en zijn team waren verrast toen ze, in data van de Herscheltelescoop, een karakteristiek HF-signaal vonden vanuit de Orion-balk, omdat astronomen waterstoffluoride tot dusverre alleen als silhouet hadden gedetecteerd: HF dat andere straling absorbeert. Je kunt de aanwezigheid van HF en H2 aan elkaar linken, omdat HF wordt geproduceerd in een chemische reactie waarin H2 reageert met atomair fluor (F) om HF te vormen en atomair waterstof (H). Zonder H2 heb je geen HF. Het team, onder leiding van SRON-promovendus Ümit Kavak, gebruikte hun kaart van HF om een aantal mechanismen te bestuderen waardoor het zijn signaal kan uitzenden. Botsingen van HF-moleculen met elektronen en moleculair waterstof blijkt het hoofdmechanisme te zijn. De botsingen slaan HF-moleculen aan naar een hoger energieniveau, waarna ze terugvallen naar hun grondtoestand onder uitzending van infrarood licht met een karakteristieke golflengte van 1,2 THz.
→ Oorspronkelijk persbericht

8 november 2019
De NICER-röntgentelescoop aan boord van het internationale ruimtestation ISS heeft op 20 augustus jl. een grote uitbarsting van röntgenstraling waargenomen. Deze was waarschijnlijk het gevolg van een thermonucleaire explosie op het oppervlak van een pulsar – het kleine, compacte overblijfsel van een ster die lang geleden is geëxplodeerd. De röntgenuitbarsting – de helderste die NICER tot nu toe heeft geregistreerd – was afkomstig van een object dat SAX J1808.4-3658 of kortweg J1808 wordt genoemd. Bij de explosie kwam in 20 seconden bijna net zoveel energie vrij als onze zon in tien dagen produceert. J1808 bevindt zich op een afstand van circa 11.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Boogschutter. De pulsar tolt 401 keer per seconde om zijn as en heeft een bruine dwerg – een ondermaatse ster – als begeleider. Vanuit deze ster stroomt waterstofgas naar de pulsar, dat zich in een schijf om deze laatste verzamelt. Om de paar jaar heeft zich zoveel gas rond de pulsar verzameld, dat de schijf instabiel wordt en er flinke hoeveelheden materie naar het pulsaroppervlak vallen. Zo ontstaat een laag waterstofgas waarin temperatuur en druk hoog genoeg worden om waterstof tot helium te fuseren – net zoals dat in de kern van onze zon gebeurt. Het gevormde helium zakt omlaag en vormt zijn eigen laag. Zodra deze enkele meters diep is, fuseert het helium op explosieve wijze tot koolstof. Het gevolg is een thermonucleaire vuurbal die zich over het hele pulsaroppervlak uitstrekt. De NICER-waarnemingen laten zien dat de röntgenhelderheid van J1808 niet gestaag opliep. Er zat een ‘pauze’ van ongeveer een seconde in, waarna de helderheid in een geleidelijker tempo toenam. Volgens de astronomen die de NICER-gegevens hebben geanalyseerd zou de pauze het moment zijn geweest waarop zich voldoende energie had opgebouwd om de waterstoflaag de ruimte in te blazen. Twee seconden later gebeurde hetzelfde met de heliumlaag. (EE)
→ NASA’s NICER Catches Record-setting X-ray Burst

31 oktober 2019
Astronomen zijn mogelijk op het spoor gekomen van een nieuwe klasse van zwarte gaten. De objecten zouden kleiner en lichter zijn dan alle zwarte gaten die tot nu toe in onze Melkweg zijn aangetroffen (Science, 1 november). Wanneer een zware ster al zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt, ontstaat er een supernova-explosie. Daarbij worden de buitenste lagen van de ster de ruimte in geblazen en stort zijn kern in tot een compact object. Afhankelijk van de beschikbare hoeveelheid materie verandert de sterkern daarbij in een neutronenster of een zwart gat – een object dat zo’n sterke zwaartekrachtsaantrekking heeft dat niets eraan kan ontsnappen, zelfs licht niet. Astronomen hebben de afgelopen decennia tal van neutronensterren en zwarte gaten opgespoord, maar eenvoudig is dat niet. Een zwart gat is nog het makkelijkst te vinden wanneer hij een normale ster als begeleider heeft die materie aan hem overdraagt. Voordat deze materie in het zwarte gat verdwijnt, wordt zij zeer heet. De intense röntgenstraling die daarbij wordt uitgezonden verraadt de aanwezigheid van het zwarte gat. De zwarte gaten die op deze manier zijn opgespoord hebben massa’s van vijf tot tien zonsmassa’s. Neutronensterren blijven doorgaans steken bij ongeveer 2,1 zonsmassa – als ze de grens van 2,5 zonsmassa zouden passeren, zouden ze instorten tot zwarte gaten. Dat impliceert dat er ook zwarte gaten van 2,5 tot vijf zonsmassa’s kunnen bestaan – bijvoorbeeld in dubbelstersystemen waarin toevallig geen materie-overdracht tussen ster en zwart gat plaatsvindt. Met die gedachte heeft een team onder leiding van Todd Thompson van Ohio State University de gegevens doorgekamd van het APOGEE-project. Bij dat project zijn de spectra van ongeveer 100.000 sterren van onze Melkweg vastgelegd. Wanneer een ster om een onzichtbaar object c.q. een zwart gat draait, verschuift zijn spectrum afwisselend naar kortere en langere golflengten. Dat komt doordat de beide objecten om hun gemeenschappelijke zwaartepunt wentelen. De zoektocht leverde in eerste instantie 200 interessante sterren op, maar van deze kandidaten bleef er uiteindelijk maar één over. Deze ster, een zogeheten rode reus, blijkt om een object te draaien dat waarschijnlijk minder massa heeft dan alle bekende zwarte gaten in onze Melkweg, maar zwaarder is dan de zwaarste neutronenster. Het heeft ongeveer 3,3 keer zoveel massa als de zon. Omdat bij deze zoekactie maar een kleine fractie van alle sterren in de Melkweg is bekeken, is het aannemelijk dat er duizenden van deze lichte zwarte gaten bestaan. (EE)
→ Scientists may have discovered whole new class of black holes

11 oktober 2019
Een internationaal team van sterrenkundigen met daarbij Phil Uttley en Sera Markoff van de Universiteit van Amsterdam heeft met speciale hogesnelheidscamera’s een klein, flitsend zwart gat gefilmd in onze Melkweg. Het stellaire zwarte gat voedt zich met materiaal van een nabijgelegen ster en flitst honderden keren per seconde. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Het onderzoek, onder leiding van John Paice (University of Southampton), gebruikte de gegevens van twee snelle camera’s. De ene camera is het HiPERCAM-instrument op de Gran Telescopio Canarias (La Palma, Canarische Eilanden). Deze camera neemt zichtbaar licht waar. De tweede camera is het NICER-observatorium van NASA aan boord van het internationale ruimtestation ISS. Die camera is speciaal bedoeld voor röntgenlicht. De onderzoekers kunnen met de camera’s meer dan driehonderd beelden per seconde maken in vijf golflengtegebieden. De sterrenkundigen keken in de nacht van 17 april 2018 naar het toen net ontdekte zwarte gat plus ster MAXI J1820+070. Het duo, ook wel een röntgendubbelster genaamd, is ongeveer 10.000 lichtjaar van ons verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Leeuw. De twee staan daarmee drie keer dichterbij dan het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg. Het zwarte gat van MAXI J1820+070 is ongeveer zo zwaar als zeven zonnen en neemt minder ruimte in dan de provincie Utrecht. Het zwarte gat zelf is niet zichtbaar, maar doordat het zich voedt met een nabijgelegen ster, ontstaan er oplichtende straalstromen van materiaal. Het zwarte gat flikkert zo snel dat het in een filmpje pas zichtbaar wordt in slow motion. De snelste flikkeringen duren minder dan een honderdste van een seconde. Dankzij precisieklokken op de twee snelle camera’s konden de sterrenkundigen voor het eerst exact construeren in welke volgorde de snelste flitsen ontstaan. Zo konden de sterrenkundigen zien dat er steeds eerst röntgenstraling dicht bij de kern ontstaat. De straling wordt waarschijnlijk uitgezonden door invallend materiaal. Vervolgens, als reactie, ontstaan er plasma-jets die wegschieten en verderop botsen met gas en ander materiaal. Bij die botsingen ontstaat zichtbaar licht. Het zichtbare licht komt dus uit grotere, meer afgelegen gebieden rond het zwarte gat. 
→ Volledig persbericht

11 oktober 2019
Amerikaanse astronomen beschuldigen onze Melkweg van diefstal. Van de meer dan vijftig kleine satellietstelsels die om ons sterrenstelsel zwermen, zouden er zeker zes oorspronkelijk hebben toebehoord aan de Grote Magelhaense Wolk (GMW), een fors uitgevallen dwergstelsel op 163.000 lichtjaar afstand. De astronomen baseren hun ‘aanklacht’ op gegevens die zijn verzameld door Gaia. Deze Europese satelliet heeft de bewegingen van diverse nabije sterrenstelsels gemeten. Die gegevens zijn vergeleken met de resultaten van geavanceerde computersimulaties van de verwachte snelheden van materiaal, zoals donkere materie, in de omgeving van de GMW. De ontdekking is in overeenstemming met kosmologische modellen, die voorspellen dat ook kleine sterrenstelsels als de GMW omringd moeten zijn door nog kleinere begeleiders. De Grote Magelhaense Wolk was ooit een zelfstandig sterrenstelsel, maar is op enige moment ‘ingevangen’ door de veel grotere en massarijkere Melkweg. Het feit dat het dwergstelsel al enkele van zijn satellieten is kwijtgeraakt, wijst erop dat de sloop ervan in volle gang is. Uiteindelijk zal het helemaal aan flarden worden getrokken en door de Melkweg worden opgeslokt. De resultaten van het onderzoek worden in november gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)
→ Milky Way Kidnapped Several Tiny Galaxies from Its Neighbor

10 oktober 2019
Bij het inventariseren van de hoeveelheid gas die onze Melkweg in en uit stroomt, is ontdekt dat er geen sprake is van een evenwicht. Op basis van gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop zijn astronomen tot de conclusie gekomen dat er meer gas binnenkomt dan dat er uitgaat. De instroom bedraagt ruim een halve zonsmassa per jaar, de uitstroom ongeveer een zesde zonsmassa per jaar. Duidelijk was al dat ons sterrenstelsel zuinig omgaat met zijn gas. Deze kostbare grondstof voor de vorming van nieuwe sterren wordt voortdurend gerecycled. Het gas dat bij supernova-explosies en in de vorm van hevige sterrenwinden de Melkweg uit wordt geblazen, komt uiteindelijk weer terug en kan dan weer worden gebruikt om nieuwe sterren te laten ontstaan. Verrassend genoeg blijkt uit gegevens van Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph echter dat er meer gas terugkomt dan er wordt uitgestoten. Waar dat extra gas vandaan komt, is raadselachtig. Astronomen vermoeden dat het uit de intergalactische ruimte afkomstig is. Een andere bron van gas zouden de kleine sterrenstelsels kunnen zijn die als satellieten om de Melkweg zwermen. Het is echter ook denkbaar dat de nu vastgestelde gasboekhouding niet klopt. Bij het onderzoek is namelijk alleen gekeken naar de hoeveelheid koel gas. Maar ook heter gas zou een rol kunnen spelen. (EE)
→ Milky Way Raids Intergalactic ‘Bank Accounts,’ Hubble Study Finds

9 oktober 2019
Hoe worden sommige neutronensterren de sterkste magneten in het heelal? Met behulp van omvangrijke computersimulaties denkt een team van Duitse en Britse astrofysici een verklaring te hebben gevonden voor de vorming van deze zogeheten magnetars. De computersimulaties laten zien dat bij de samensmelting van twee sterren sterke magnetische velden ontstaan. Als de daarbij gevormde zware ster vervolgens als supernova explodeert, kan daarbij een magnetar ontstaan (Nature, 10 oktober). Overal in het heelal zijn magnetische velden te vinden. Zo worden in de buitenste lagen van onze zon voortdurend magnetische velden opgewekt door de convectie van plasma (heet gas). Hoewel zwaardere sterren geen convectielaag hebben, vertoont ook tien procent van hen een sterk magnetisch veld. En astronomen vragen zich al meer dan 70 jaar af hoe dat kan. Ruim tien jaar geleden kwamen wetenschappers op het idee dat sterke magnetische velden ook kunnen ontstaan bij de botsing tussen twee sterren. Het is deze hypothese die de astrofysici nu hebben getoetst met behulp van computersimulaties. Daarbij is specifiek geprobeerd om de eigenschappen van Tau Scorpii, een zware magnetische ster op 500 lichtjaar afstand, te reproduceren. Tau Scorpii is een zogeheten ‘blauwe achterblijver’. Hij maakt deel uit van een groep sterren die gemiddeld 11 miljoen jaar oud zijn, maar lijkt zelf maar half zo oud. Volgens de huidige inzichten wijst dat erop dat hij is ontstaan door de samenvoeging van twee sterren. De computersimulaties van Tau Scorpii laten zien dat deze ster zijn sterke magnetische veld aan die samenvoeging te danken heeft. Zulke stellaire fusies komen relatief vaak voor: geschat wordt dat ongeveer tien procent van alle zware sterren in de Melkweg op die manier zijn ontstaan. Dat komt goed overeen met het waargenomen aantal magnetars. De astrofysici vermoeden dan ook dat Tau Scorpii uiteindelijk een supernova-explosie zal ondergaan, waarbij de kern van de ster ineenstort tot een magnetar. Dat is een compacte bal van (voornamelijk) neutronen met een magnetisch veld dat honderd miljoen keer zo sterk als het sterkste magnetische veld dat ooit door de mens is gegenereerd. (EE)
→ How do the strongest magnets in the universe form?

9 oktober 2019
Een internationaal team van astronomen en sterrenkunde-amateurs onder leiding van Arnout van Genderen (83 jaar, Universiteit Leiden) heeft in detail vastgesteld hoe de temperatuur van vier gele hyperreuzen in enkele tientallen jaren stijgt van 4000 graden naar 8000 graden en weer terug. Ze publiceren hun bevindingen in het vakblad Astronomy & Astrophysics. De onderzoekers analyseerden van vier gele hyperreuzen het licht dat de afgelopen vijftig tot honderd jaar op aarde is opgevangen. Gele hyperreuzen zijn reusachtige, felle sterren. Ze zijn vijftien tot twintig keer zo zwaar als de zon en schijnen 500.000 maal helderder. De atmosferen van deze sterren kunnen zo enorm groot zijn dat ze, als ze op de plek van onze zon hadden gestaan, zich uitstrekken tot voorbij de baan van Jupiter. Doordat de onderzoekers zo’n lange meetreeks hadden, konden ze in detail zien hoe de sterren in tientallen jaren warm en worden en in enkele jaren weer afkoelen. De cyclus begint met een koele ster. In enkele tientallen jaren stijgt de gemiddelde atmosferische temperatuur tot ongeveer 8000 graden. Bij 8000 graden wordt de atmosfeer echter onstabiel door versterkte pulsaties. Op een gegeven moment volgt een uitbarsting van de hele atmosfeer. Daardoor koelt ze snel af en ontstaat er een zichzelf versnellend proces waarbij elektronen zich hechten aan waterstofionen en er veel ionisatie-energie vrijkomt. Daardoor koelt de atmosfeer nog verder af. De afkoeling van 8000 graden naar 4000 graden duurt slechts twee jaar. Vervolgens begint de cyclus weer van voren af aan, alleen met een iets minder zware ster. Uiteindelijk, denken de astronomen, verandert de hyperreus in een hetere ster en eindigt hij als supernova. Tijdens het onderzoek kwamen de sterrenkundigen er overigens ook achter dat een van de vier bestudeerde hyperreuzen niet zo groot was als eerder werd verondersteld. De ster, HR5171A, blijkt namelijk veel dichterbij te staan dan gedacht. 
→ Oorspronkelijk persbericht

7 oktober 2019
Niet zo heel erg lang geleden heeft er een kolossale explosie plaatsgevonden in het centrum van onze Melkweg. Volgens een team van Australische en Amerikaanse astronomen waren de gevolgen ervan ‘voelbaar’ tot op 200.000 lichtjaar afstand. Hun bevindingen zullen binnenkort in The Astrophysical Journal worden gepubliceerd. Dat zich enkele miljoenen jaren geleden een kolossale explosie heeft afgespeeld in het centrum van onze Melkweg blijkt onder meer uit het bestaan van grote ‘bellen’ van heet gas die enkele tientallen jaren geleden met de satellieten Rosat en Fermi zijn ontdekt. Deze structuren, die hun oorsprong vinden in het Melkwegcentrum, steken ongeveer 25.000 lichtjaar boven en onder de schijf van de Melkweg uit. In gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop hebben de astronomen nu ontdekt dat de zogeheten Magelhaense Stroom – een lang spoor van gas dat achter de beide Magelhaense Wolken (twee kleine sterrenstelsels die onze Melkweg begeleiden) aansleept – tekenen van sterke ionisatie vertoont. Volgens de onderzoekers zou dat een gevolg zijn van de intense straling die is vrijgekomen bij de explosie in het Melkwegcentrum. Bij het verschijnsel, dat bekendstaat als een ‘Seyfertvlam’, zouden twee enorme kegels van ioniserende straling zijn ontstaan, die in buurt van Sagittarius A* (het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum) relatief smal waren, maar naar buiten toe sterk uitwaaierde. Deze stralingskegels zouden 200.000 lichtjaar verderop op de Magelhaense Stroom zijn gestuit. De explosieve gebeurtenis, die ongeveer 300.000 jaar zou hebben geduurd, bewijst dat ons Melkwegstelsel niet altijd zo rustig is als het nu lijkt. (EE)
→ Not Long Ago, the Centre of the Milky Way Exploded

4 oktober 2019
Astronomen hebben een zeer gedetailleerde opname gemaakt van twee schijven waarin zich jonge sterren aan het vormen zijn. De stellaire tweeling wordt gevoed door een ingewikkeld gevormd netwerk van filamenten van gas en stof. De waarnemingen van dit opmerkelijke fenomeen werpen nieuw licht op de vroegste levensfasen van sterren en helpen astronomen ontdekken onder welke omstandigheden dubbelsterren geboren worden. De twee babysterren werden aangetroffen in het [BHB2007] 11-systeem, het jongste onderdeel van een kleine sterrenhoop in de donkere nevel Barnard 59, die weer deel uitmaakt van een interstellaire stofwolk die de Pijpnevel wordt genoemd. Eerdere waarnemingen van dit dubbelstersysteem toonden alleen de buitenste structuur. Dankzij de hoge resolutie van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) kunnen we nu ook de inwendige structuur van het object zien. ‘We zien twee compacte bronnen die we interpreteren als de circumstellaire schijven rond de twee jonge sterren,’ legt onderzoeksleider Felipe Alves van het MPE uit. Een circumstellaire schijf is de ring van stof en gas rond een jonge ster. De ster trekt materie uit deze ring naar zich toe om te kunnen groeien. ‘De afmetingen van de beide schijven zijn vergelijkbaar met die van de planetoïdengordel in ons zonnestelsel en hun onderlinge afstand is 28 keer zo groot als de afstand tussen de zon en de aarde,’ merkt Alves op. De twee circumstellaire schijven zijn omringd door een grotere schijf met een totale massa van ongeveer 80 Jupitermassa’s, die een wirwar van spiraalvormige stofstructuren vertoont – de lussen van de ‘krakeling’. ‘Dit is een heel belangrijk resultaat,’ benadrukt Paola Caselli, algemeen directeur van het MPE, hoofd van het Zentrum für astrochemische Studien en medeauteur van het onderzoeksverslag. ‘We hebben eindelijk de complexe structuur kunnen vastleggen van twee jonge sterren die nog via hun ‘navelstrengen’ verbonden zijn met de schijf waarin ze geboren zijn. Dit legt belangrijke restricties op aan de bestaande modellen voor de vorming van sterren.’ De aanvoer van materie naar de babysterren gaat in twee stappen. De eerste stap is de overdracht van materie naar de afzonderlijke circumstellaire schijven via het intrigerende lussenpatroon dat op de nieuwe ALMA-opname te zien is. Een analyse van de verzamelde gegevens laat zien dat de minder massarijke, maar helderdere circumstellaire schijf – de onderste op de foto – meer materiaal verzamelt dan de andere schijf. Bij de tweede stap verzamelen de sterren materie uit hun respectievelijke circumstellaire schijven. (EE)
→ Een kosmische krakeling

28 september 2019
Astronoom Edward G. Schmidt van de Universiteit van Nebraska te Lincoln (VS) heeft enkele tientallen sterren opgespoord die net zulk vreemd helderheidsgedrag vertonen als Tabby’s ster. Dat soort sterren zijn dus ‘normaler’ dan gedacht, al wordt hun gedrag nog steeds niet goed begrepen. Tabby’s ster, officieel bekend als KIC 8462852, kwam in 2015 onder de aandacht vanwege het feit dat haar helderheid op onvoorspelbare momenten tijdelijk flink verminderde. Ook bleek dat haar gemiddelde helderheid de afgelopen eeuw geleidelijk is afgenomen. Voor het verschijnsel zijn diverse verklaringen bedacht, maar echt overtuigend zijn die voorlopig nog niet. Schmidt wilde graag weten hoe uniek het gedrag van Tabby’s ster is. Daartoe kamde hij gegevens uit die tussen april 1999 en maart 2000 zijn verzameld in het kader van de Northern Sky Variable Survey – een speurtocht naar veranderlijke sterren aan de noordelijke hemel. Daaruit selecteerde hij sterren die om onduidelijke redenen onregelmatig van helderheid veranderen. Dat leverde een oogst van 21 sterren op. Voor deze 21 sterren zocht hij helderheidsgegevens op die recent zijn verzameld bij de All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Deze lichtkrommen werden vervolgens vergeleken met de lichtkromme van Tabby’s ster. De overeenkomsten tussen deze sterren zijn frappant, al lijkt het om twee verschillende typen te gaan. Bij 15 van de sterren treden de helderheidsdips met vrij lange tussenpozen op, net als bij Tabby’s ster. De overige vertonen vergelijkbare dips, maar dan veel frequenter. Opvallend is dat alle gevonden sterren min of meer dezelfde temperatuur en lichtkracht hebben. Het lijkt dus om een specifieke klasse van sterren te gaan. Maar onduidelijk is nog of ze allemaal geleidelijk in helderheid afnemen en of hun dips, net als die van Tabby’s ster, niet op alle golflengten even diep zijn. Volgens Schmidt is het waarschijnlijk dat de helderheidsdips van de sterren worden veroorzaakt door objecten die ervoor langs bewegen. De golflengte-afhankelijkheid van de dips wijst er bovendien op dat deze objecten voor een belangrijk deel uit stof bestaan. Mogelijk dat gericht onderzoek van deze 21 sterren daar uitsluitsel over kan geven. (EE)
→ Astronomers Have Found Another 21 Stars Dimming as Erratically as Tabby's Star

16 september 2019
Astronomen hebben vastgesteld dat J0740+6620, een zeer snel roterende pulsar, 2,17 keer zoveel massa heeft als onze zon. Daarmee is dit de zwaarste neutronenster die we kennen (Nature Astronomy, 16 september). Neutronensterren – de samengeperste overblijfselen van zware sterren die een supernova-explosie hebben ondergaan – zijn de meest compacte ‘normale’ objecten in het heelal. Eén suikerklontje neutronenstermaterie zou hier op aarde 100 miljoen ton wegen. Hoewel astronomen deze objecten al meer dan een halve eeuw onderzoeken, valt er nog veel aan te ontdekken. Zo is het de vraag of de dicht opeengepakte neutronen in zo’n ‘ster’ zich als een wrijvingsloos ‘superfluïdum’ gedragen of uiteenvallen tot een ‘soep’ van exotische subatomaire deeltjes. Ook onduidelijk is hoe zwaar een neutronenster mag zijn voordat hij onder zijn eigen gewicht ineenstort tot een zwart gat. Dat laatste impliceert dat er een bovengrens bestaat voor de massa van een neutronenster. Maar waar ligt die grens precies? Om die vraag te kunnen beantwoorden, moeten astronomen de massa’s van neutronensterren bepalen. En dat gaat het makkelijkst bij dubbelsterren die bestaan uit een pulsar en een witte dwerg, die om hun gezamenlijke zwaartepunt draaien. Een pulsar is niets anders dan een ronddraaiende neutronenster die vanaf de aarde gezien regelmatige pulsen radiostraling uitzendt. Op de momenten dat de pulsar achter zijn witte dwerg langs trekt, resulteert dat in een subtiele verandering in de aankomsttijd van zijn radiopulsen – de zogeheten Shapiro-vertraging. Deze ontstaat doordat de ruimte rond de witte dwerg enigszins gekromd is. Uit de grootte van de vertraging kunnen astronomen afleiden hoeveel massa de witte dwerg geeft. En daaruit kan dan weer de massa van de pulsar worden berekend. De gevonden waarde van 2,17 zonsmassa (bij een middellijn van slechts 30 kilometer!) ligt dicht bij het theoretische maximum voor de massa van een neutronenster. Het lijkt dus niet waarschijnlijk dat astronomen nog (veel) zwaardere neutronensterren/pulsars zullen vinden. (EE)
→ Most massive neutron star ever detected, almost too massive to exist

11 september 2019
Met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika zijn twee grote ‘bellen’ ontdekt die honderden lichtjaren boven en onder het centrum van onze Melkweg uittorenen. Ze lijken te zijn ontstaan bij een explosieve gebeurtenis die zich enkele miljoenen jaren geleden in de omgeving van Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum – heeft afgespeeld (Nature, 11 september). Op dit moment is het vrij rustig in het centrum van ons sterrenstelsel. Maar zo af en toe leeft het daar aanwezige zwarte gat flink op. Dat gebeurt als het een flinke hoeveelheid interstellair gas weet op te slokken. Het is denkbaar dat zo’n ‘vreetbui’ de oorzaak is geweest van de radiobellen. Mogelijk was de toevoer van gas dermate groot, dat er een kolossale explosie optrad in de accretieschijf rond het zwarte gat – de schijf van hete materie waarin het toestromende gas zich ophoopt. Een andere mogelijkheid is dat de bellen zijn veroorzaakt door een reeks supernova-explosies, die weer het gevolg waren van een ‘geboortegolf’ van sterren. Ook kan zich een combinatie van beide verschijnselen hebben voltrokken. De nu ontdekte radiobellen moeten niet worden verward met de zogeheten Fermi-bellen die in 2010 op gammagolflengten zijn opgespoord. Deze laatste zijn 25 keer zo groot en mogelijk ontstaan door een nóg hevigere en/of langdurigere opleving van de activiteit rond Sagittarius A*. (EE)
→ South Africa’s Meerkat Discovers Giant Radio Bubbles at Centre of Milky Way

7 september 2019
De Indiase maanlander Vikram lijkt te zijn gecrasht bij de landing. Het ruimtevaartuig, dat een kleine mobiele verkenner op de maan moest afzetten, begon vrijdagavond rond 22.08 uur met zijn landingsprocedure. Volgens verwachting zou hij een kwartier later in het zuidpoolgebied van de maan landen. Maar kort voor de landing verbrak Vikram plotseling zijn radioverbinding met de aarde – net zoals dat in april ook met de Israëlische maanlander Beresheet gebeurde. Uit de telemetrische gegevens blijkt dat de landing tot een hoogte van twee kilometer goed verliep, maar even daarna ging er wat mis. De meest waarschijnlijke verklaring is dat de maansonde is gecrasht. Vikram werd op 22 juli gelanceerd met moederschip Chandrayaan-2. Het duo kwam op 20 augustus in een omloopbaan om de maan en vijf dagen geleden werd de maanlander met goed gevolg afgestoten. Als de landing was geslaagd, zou India het vierde land zijn geweest dat een ruimtetoestel veilig op de maan had afgeleverd. Het verlies van Vikram betekent niet het einde van deze tweede Indiase maanmissie. Chandrayaan-2 werkt gewoon nog en zal de maan vanuit haar omloopbaan nog zeker een jaar blijven onderzoeken. De maansonde zal onder meer speuren naar signaturen van bevroren water rond de zuidpool van de maan. (EE)
→ India's Vikram Spacecraft Apparently Crash-Lands on Moon

5 september 2019
Wetenschappers zijn er voor het eerst in geslaagd de topografie van beide magnetische polen van een pulsar – een rondtollende neutronenster – te bepalen. Dit bleek mogelijk dankzij de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Neutronensterren zijn één van de meest exotische objecten in het heelal. Ze hebben de sterkste zwaartekrachts- en magnetische velden in het zichtbare universum. De resultaten worden op 6 september 2019 in het tijdschrift Science wereldkundig gemaakt. ‘Deze neutronenster, met de naam PSR J1906+0746, draait in een dubbelster systeem om een andere zware neutronenster. De enorme zwaartekracht die deze tweelingster op elkaar uitoefent, kromt de tijd-ruimte. Daardoor kantelt de zichtbare neutronenster langzaam [video] en is het ons gelukt voor het eerst een kaart te maken van de twee polen van zo’n ster’, zegt dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON), die de ster in 2005 ontdekte. Het onderzoeksteam, geleid door Gregory Desvignes van het Max Planck Instituut voor Radio Astronomie in Bonn (Duitsland), heeft het kantelen van de neutronenster op de voet gevolgd met de radiotelescopen van Arecibo en Nancay. Uit deze waarnemingen kon het team een kaart maken die aangeeft welke poolgebieden radiostraling uitzenden, en welke magneetvelden daar heersen. ‘PSR J1906+0746 is een uniek laboratorium om te onderzoeken hoe neutronensterren zulke felle radiostraling kunnen maken, en meteen Einsteins algemene relativiteitstheorie te testen’, zegt Dr. Desvignes. ‘Zo blijkt één pool niet rond, zoals verwacht, maar langgerekt.’ Het resultaat is de meest precieze waarneming van deze zogeheten geodetische precessie voor zware, compacte systemen. De poolkaarten zijn ook belangrijke informatie om te voorspellen hoeveel zwaartekrachtsgolven samensmeltende neutronen-dubbelsterren kunnen maken. ‘Het onderzoek duurde lang maar we hebben er veel van geleerd’, zegt medeauteur Michael Kramer, ook van MPIfR. Van Leeuwen vult aan: ‘We weten nu namelijk ook dat er door de kanteling vanaf 2028 geen radiostraling meer richting de aarde komt. Dan verdwijnt deze neutronenster uit ons zicht. We hebben geluk dat we hem hebben gevonden. 
→ Oorspronkelijk persbericht

28 augustus 2019
Groepen sterren die uit dezelfde gaswolk worden geboren blijven langer in elkaars buurt dan gedacht. Dit blijkt uit nieuw onderzoek dat gebaseerd is op gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia (Astronomical Journal, 23 augustus). Het reconstrueren van de voorgeschiedenis van sterren is niet eenvoudig, omdat daartoe de leeftijden van de afzonderlijke sterren moeten worden bepaald. Dat is makkelijker gezegd dan gedaan, omdat doorsnee-sterren van vergelijkbare massa maar van verschillende ouderdom heel veel op elkaar lijken. Om vast te stellen wanneer een ster is ontstaan, kijken astronomen daarom vaak naar populaties van sterren die gelijktijdig zijn ontstaan. Maar ook dat is niet eenvoudig, omdat sterren niet per se heel lang in de buurt van hun ‘kraamkamer’ hoeven te blijven. Dat laatste probleem kan weer worden omzeild door naar sterren te zoeken die met ruwweg dezelfde snelheid in dezelfde richting bewegen. In de naaste omgeving van ons zonnestelsel waren al een paar van zulke eensgezind bewegende stergroepen ontdekt. Dankzij Gaia is dat aantal vele malen groter geworden. Een team van astronomen onder leiding van Marina Kounkel van Western Washington University heeft in de Gaia-gegevens bijna 2000 voorheen onbekende sterrenhopen en dezelfde kant op bewegende stergroepen opgespoord. De verste zijn ongeveer 3000 lichtjaar van ons verwijderd. Bij het onderzoek zijn ook de leeftijden van honderdduizenden afzonderlijke sterren bepaald. Dat maakte het mogelijk om de diverse stellaire ‘families’ in kaart te brengen. Ongeveer de helft van deze sterren vormen lange slierten die een afspiegeling zijn van de structuren die in hun reusachtige ‘geboortewolken’ aanwezig waren. Aangenomen werd dat jonge sterren al binnen een paar miljoen jaar na hun ontstaan hun geboortegrond zouden verlaten, en de banden met hun oorspronkelijke familie definitief verbreken. Maar het lijkt er nu op dat sterren tot wel enkele miljarden jaren min of meer in de buurt van hun broertjes en zusjes blijven. Opvallend is ook dat de oriëntaties van de sterslierten afhankelijk zijn van hun leeftijd. Sterslierten bestaande uit sterren jonger dan 100 miljoen jaar staan veelal haaks op de spiraalarm die zich het dichtst bij ons zonnestelsel bevindt. De astronomen vermoeden dat de oudere sterslierten haaks op de spiraalarmen hebben gestaan zoals die tijdens hun ontstaan bestonden. Deze spiraalarmen zijn in de loop van de miljarden jaren ‘opgelost’, maar de oude sterslierten geven aan waar ze ongeveer hebben gelegen. Dit biedt astronomen dus de mogelijkheid om de vroegere spiraalstructuur van onze Melkweg te reconstrueren. (EE)
→ Gaia untangles the starry strings of the Milky Way

14 augustus 2019
Het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg heeft in mei van dit jaar een enorme uitbarsting laten zien. Het was plotseling 75 keer zo helder als normaal. In twee uur tijd nam de helderheid weer af. Dat heeft astronoom Tuan Do van de Universiteit van Californië (VS) op Twitter laten weten.  Het onderzoeksteam nam afgelopen mei het zwarte gat waar met de 10-meter Keck-telescoop op Hawaï op nabij-infrarood golflengten. In de data zagen ze plotseling een heldere flits, die in een paar uur tijd uitdoofde. Het is de helderste uitbarsting die ooit op deze golflengte is waargenomen.  De wetenschappers tasten in het duister over de oorzaak van de plotselinge uitbarsting. Het zwarte gat zelf kan zo'n flits niet produceren want aan een zwart gat kan niets ontsnappen, ook geen licht, dus het zal afkomstig zijn van materiaal uit de buurt. Een mogelijke verklaring is de activiteit van de ster S2, die iedere 16 jaar relatief dicht langs het zwarte gat scheert. Meer waarnemingen over een langere tijdsperiode zijn nodig om de plotselinge helderheidstoename te verklaren. 
→ Preprint van de vakpublicatie in ApJ Letters

12 augustus 2019
Een nieuwe analyse van gegevens die drie jaar geleden zijn verzameld laat zien dat de Vela-pulsar – een snel ronddraaiende, compacte neutronenster die het restant is van een ontplofte ster – zich wispelturig gedraagt. De rotatie van deze pulsar blijkt merkwaardige variaties te vertonen (Nature Astronomy, 12 augustus). De meeste pulsars draaien om hun as met de regelmaat van een atoomklok. Maar ongeveer 1 op de 20 vertoont soms een kleine hapering of ‘glitch’, die inzicht kan geven in de inwendige structuur van deze objecten. Zo ook de 1000 lichtjaar verre Vela-pulsar. De Vela-pulsar hapert ruwweg eens in de drie jaar en is daarom een geliefd onderzoeksobject. Australische astronomen hebben nog eens goed gekeken naar de meest recente hapering, die in 2016 plaatsvond. Daarbij hebben ze vastgesteld dat de neutronenster tijdens de hapering sneller begon te draaien om vervolgens weer tot rust te komen. Volgens de astronomen wijst dit erop dat een ‘soep’ van supervloeibare neutronen uit het binnenste deel van de korst van de neutronenster naar buiten bewoog en in botsing kwam met de vaste buitenkost. Hierdoor versnelde de rotatie van de ster. Vervolgens zou een tweede golf van supervloeibaar materiaal vanuit de kern de eerste golf hebben ingehaald, waardoor de rotatie weer vertraagde. Het hiervoor beschreven scenario, dat ‘overshoot’ wordt genoemd, was al theoretisch voorspeld, maar nog niet eerder duidelijk waargenomen. Maar geheel onverwacht lijkt de rotatie van de pulsar vlak vóór het verschijnsel ook eventjes te zijn vertraagd. De astronomen hebben hier nog geen verklaring voor, al suggereren ze wel dat die eerdere vertraging iets te maken kan hebben met de oorzaak van de glitch. Echt begrepen wordt het haperen van pulsars als deze dus nog niet. (EE)
→ Glitch in neutron star reveals its hidden secrets

1 augustus 2019
De schijf van ons Melkwegstelsel is krommer dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit Pools onderzoek waarbij een 3D-kaart van een deel van de Melkweg is gemaakt (Science, 1 augustus). Bij het maken van die kaart hebben astronomen gebruik gemaakt van heldere, pulserende sterren die cepheïden worden genoemd. Deze sterren stralen 10.000 keer zo fel als onze zon en zijn dus tot op grote afstanden waarneembaar. Belangrijker nog is dat cepheïden ‘standaardkaarsen’ zijn. Ze worden afwisselend helderder en zwakker in een tempo dat overeenkomt met hun absolute helderheid oftewel hun werkelijke lichtkracht. Anders gezegd: uit het pulseren van de ster kunnen astronomen afleiden hoeveel licht deze uitzendt. Door de absolute helderheden van de sterren te vergelijken met hun schijnbare helderheden, zoals waargenomen vanaf de aarde, kunnen hun afstanden worden berekend. Op die manier zijn met een telescoop van de Las Campanas-sterrenwacht in Chili de afstanden van meer dan 2400 cepheïden bepaald. En dat heeft een nieuw ruimtelijk model van de Melkweg opgeleverd. Van boven gezien vertoont de Melkweg een spiraalstructuur, maar die spiraal is niet plat. De waargenomen cepheïden zijn verspreid over een S-vormige kromme, wat aantoont dat de schijf van ons sterrenstelsel sterker gekromd is dan gedacht. (EE)
→ The Milky Way is more warped than astronomers thought

1 augustus 2019
Een team van astronomen, onder leiding van Thomas Nordlander van de Australian National University, heeft in het buitengebied van onze Melkweg een ster opgespoord die uitzonderlijk weinig ijzer bevat. Mogelijk gaat het om een directe afstammeling van de eerste generatie van sterren in het heelal. De ster, met de aanduiding SMSS 1605−1443, is een ‘rode reus’ op 35.000 lichtjaar van de aarde. Uit spectroscopisch onderzoek blijkt dat hij 1,5 miljoen keer zo weinig ijzer bevat als onze zon. Daarmee is de ster recordhouder ‘ijzerarmoede’. Sterren zoals onze zon zijn rijk aan elementen zwaarder dan helium, omdat ze materiaal bevatten van voorgaande generaties van sterren die hun bestaan hebben afgerond met een supernova-explosie. Dat SMSS 1605−1443 zo weinig ijzer bevat, kan erop wijzen dat hij is gevormd kort nadat een van de allereerste sterren in het heelal is geëxplodeerd. Het zou dus om een vroeg voorbeeld van een ster van de tweede generatie gaan. Volgens de astronomen zou deze ontplofte ster hooguit tien keer zoveel massa hebben bevat als onze zon. Een veel zwaardere ster zou minder koolstof hebben achtergelaten dan in SMSS 1605−1443 is aangetroffen. Astronomen verwachten overigens niet dat ze ooit nog op sterren van de eerste generatie zullen stuiten. Deze sterren zullen zoveel massa hebben gehad dat ze al vroeg in de geschiedenis van het heelal bij hevige supernova-explosies aan hun einde zijn gekomen. (EE)
→ Anaemic Star Carries the Mark of Its Ancient Ancestor

25 juli 2019
Nauwgezet onderzoek van een ster die om Sagittarius A* – het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel – cirkelt, laat zien dat het licht van de ster moeite heeft om uit het zwaartekrachtsveld van het zwarte gat te ontsnappen. Hierdoor heeft het sterlicht een wat langere golflengte gekregen – een verschijnsel dat gravitationele roodverschuiving wordt genoemd. De gemeten roodverschuiving is in overeenstemming met de algemene relativiteitstheorie (Science, 26 juli). De betreffende ster, die S2 of S0-2 wordt genoemd, draait in 16 jaar om Sagittarius A*. De gravitationele roodverschuiving van zijn licht is gemeten rond het moment dat hij dit zwarte gat het dichtst was genaderd. Precies een jaar geleden kwam ook een ander onderzoeksteam al tot de conclusie dat S2 zich aan de regels van de algemene relativiteitstheorie houdt. De nu gepubliceerde resultaten zijn een nauwkeuriger vervolg daarop. De algemene relativiteitstheorie van Einstein stelt dat wat wij als zwaartekracht ervaren het gevolg is van een kromming van ruimte en tijd. Het is nog steeds de beste theorie om de werking van de zwaartekracht te beschrijven, maar met de meest extreme zwaartekrachtvelden – die in het inwendige van een zwart gat – kan de theorie niet overweg. Wetenschappers zijn dan ook naarstig op zoek naar een bredere zwaartekrachtstheorie die nader kan verklaren wat een zwart gat nu precies is. (EE)
→ Einstein’s general relativity theory is questioned but still stands for now, team reports

24 juli 2019
Bij waarnemingen met een nieuw instrument van de 2,1-meter telescoop van de Kitt Peak-sterrenwacht in Arizona is een zeer compacte dubbelster ontdekt, bestaande uit twee om elkaar wentelende witte dwergen – de compacte overblijfselen van uitgeputte zonachtige sterren (Nature, 25 juni). Vanaf de aarde zien we het baanvlak van dubbelster J1539 vrijwel precies van opzij, waardoor de twee witte dwergen elkaar beurtelings bedekken. Dit maakt het mogelijk om heel nauwkeurig de omlooptijd van het tweetal te bepalen. De omlooptijd blijkt iets minder dan zeven minuten te bedragen – een record voor zo’n ‘bedekkingsveranderlijke’ dubbelster. Daaruit volgt dat de afstand tussen de twee sterren zo gering is dat ze minder ruimte innemen dan de planeet Saturnus. De algemene relativiteitstheorie voorspelt dat compacte dubbelsterren als deze bronnen van zwaartekrachtgolven zijn. Deze golven zijn niet te detecteren met de huidige zwaartekrachtgolfdetectoren LIGO en Virgo, maar de zwaartekrachtgolfdetector LISA, die omstreeks 2024 de ruimte in zal gaan, moet daar wel toe in staat zijn. Overigens is het ook zonder geschikte detector al duidelijk dat dubbelster J1539 zwaartekrachtgolven produceert. Door de nieuwe metingen te vergelijken met (achteraf opgedoken) archiefgegevens van de afgelopen tien jaar, hebben de ontdekkers kunnen vaststellen dat de afstand tussen de twee sterren aan het afnemen is. En dat gebeurt in een tempo van 26 centimeter per dag – geheel in overeenstemming met het energieverlies dat ontstaat door het uitzenden van zwaartekrachtgolven. (EE)
→ Found: Fastest Eclipsing Binary

24 juli 2019
Japanse astronomen hebben, met behulp van de 45-meter radiotelescoop van de Nobeyama-radiosterrenwacht, ontdekt dat slechts een paar procent van de totale hoeveelheid waterstofgas in de Melkweg voor rekening komt van gaswolken van hoge dichtheid. Dat verklaart waarom veel sterrenstelsels als het onze zo weinig nieuwe sterren produceren. Sterren worden geboren in wolken van gas. In deze uitgestrekte vrij ijle gaswolken vormen zich concentraties die uiteindelijk uitgroeien tot nieuwe sterren. Waarnemingen van verre sterrenstelsels hebben echter laten zien dat deze duizend keer minder sterren bevatten dan je op grond van hun ‘productiecapaciteit’ c.q. de hoeveelheid beschikbaar gas zou mogen verwachten. Om deze discrepantie te onderzoeken hebben de astronomen de verdeling van gas van zowel hoge als lage dichtheid in onze Melkweg nauwkeurig in kaart gebracht. Dat is nog niet zo eenvoudig omdat gasstructuren van hoge dichtheid tientallen keren kleiner zijn dan die van lage dichtheid. Het nieuwe onderzoek heeft nu voor het eerst laten zien dat maar ongeveer drie procent van al het gas in de Melkweg voldoende dichtheid heeft om sterren te kunnen vormen. Dat impliceert dat er in de bestaande gaswolken maar geringe aantallen verdichtingen ontstaan en dus ook weinig sterren. Waarom dat zo is, hopen de Japanse astronomen door middel van vervolgonderzoek te kunnen vaststellen. (EE)
→ Production Sites of Stars are Rare

22 juli 2019
Uit recent onderzoek is gebleken dat ons Melkwegstelsel 10 miljard jaar geleden in botsing is gekomen met een kleiner sterrenstelsel: Gaia-Enceladus. Vervolgonderzoek laat zien waar de sterren van het opgeslokte stelsel – althans een deel ervan – zijn gebleven (Nature Astronomy, 22 juli). Onderzoekers van het Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) hebben gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop gebruikt om de posities, helderheden en afstanden van ongeveer een miljoen sterren in de Melkweg tot op 6500 lichtjaar van de zon te meten. Sommige van deze sterren bevinden zich in de ‘dikke schijf’, dat wil zeggen vlak boven of onder het hoofdvlak van de Melkweg. Andere behoren tot de halo – een bolvormige structuur die zich tot ver buiten de schijf uitstrekt. De halo-sterren blijken uit twee populaties te bestaan, waarvan de ene meer blauwe sterren bevat dan de andere. Eerder onderzoek had al laten zien dat de blauwere sterren oorspronkelijk tot Gaia-Enceladus hebben behoord. Deze sterren bevatten relatief weinig elementen zwaarder dan helium, terwijl de andere, ‘rodere’ populatie juist meer van deze elementen bevat. Uit de bewegingen en samenstellingen van deze sterren leiden de astronomen af dat beide populaties even oud zijn, maar dat de blauwere sterren chaotischere bewegingen vertonen. Dat laatste zou zijn veroorzaakt door de botsing met Gaia-Enceladus. Op het moment van deze botsing waren de sterren ruwweg drie miljard jaar oud. Dat de blauwere populatie minder elementen zwaarder dan helium bevat komt doordat Gaia-Enceladus door zijn geringere omvang minder chemisch verrijkt was dan de grotere Melkweg. (EE)
→ The Milky Way devoured another galaxy and we've spotted the remains

9 juli 2019
Astronomen van Arizona State University (ASU) denken een verklaring te hebben gevonden voor het schijnbare gebrek aan ijzer in het gas tussen de sterren. Het ijzer is er wel, maar het is vermomd (Astrophysical Journal, 26 juni). Na lichte elementen zoals waterstof, koolstof en zuurstof is ijzer een van de meest voorkomende elementen in het heelal. In gasvorm komt het voor in sterren zoals onze zon en in vaste vorm in planeten zoals de aarde. Dat impliceert dat ook de interstellaire ruimte rijk zou moeten zijn aan ijzer. Daar bevindt zich immers het gas waaruit sterren en planeten ontstaan. Maar tot nu toe was veel van dat ijzer zoek. Volgens de ASU-onderzoekers is dat minder raadselachtig dan het lijkt. Ze denken dat het interstellaire ijzer banden is aangegaan met koolstofmoleculen, waardoor zogeheten ijzer-pseudocarbines zijn ontstaan. Dat zijn ketens van moleculen waarvan de spectra bijna identiek zijn aan die van gewone ketens van koolstofmoleculen, waarvan allang bekend is dat ze veel voorkomen in de interstellaire ruimte. Recent onderzoek van meteorieten wijst erop dat ijzeratomen in de ruimte kunnen samenklonteren tot kleine clusters. Bij de extreem lage temperaturen in de ruimte zouden deze ijzerclusters als ‘aanvriesdeeltjes’ gaan fungeren: koolstofketens blijven eraan plakken. Hierdoor wordt het interstellaire ijzer aan het zicht onttrokken. De nieuwe theorie kan ook een ander vraagstuk helpen oplossen. Normaal gesproken zouden koolstofketens van meer dan negen atomen instabiel moeten zijn, maar in de interstellaire ruimte komen nog veel langere koolstofketens voor. Volgens de onderzoekers zou ook dat wel eens aan de ijzerclusters te danken kunnen zijn: ze zouden de vorming van ‘onmogelijk’ grote koolstofmoleculen bevorderen. (EE)
→ Interstellair ijzer vermomd zich als koolstof

9 juli 2019
Voor het eerst is geïoniseerd waterstof gedetecteerd op de laagste frequentie ooit nabij het centrum van onze Melkweg. Deze ontdekking werd gedaan in een wolk die zowel erg koud is (ongeveer -230 graden Celsius) als ook geïoniseerd, iets wat nooit eerder is waargenomen. De ontdekking kan een verklaring zijn waarom sterren zich niet zo snel vormen als theoretisch mogelijk zou zijn. Dr. Raymond Oonk (ASTRON/Sterrewacht Leiden/SURFsara) leidde deze studie die vandaag in MNRAS wordt gepubliceerd. Ionisatie is een energetisch proces waarbij atomen hun elektronen verliezen. Het atoom raakt hierdoor elektrisch geladen en kan dan een ion worden genoemd. Dit gebeurt normaal in erg heet gas (10.000 graden Celsius) waar de atomen hun elektronen gemakkelijk kunnen verliezen. Het was daarom raadselachtig om geïoniseerd waterstof van zeer koud gas te ontdekken in deze wolk. Normale energiebronnen, zoals fotonen van zware sterren, zouden dit niet veroorzaken. Meer exotische energievormen, zoals hoogenergetische deeltjes die ontstaan in supernova-schokgolven en nabij zwarte gaten, zijn waarschijnlijk verantwoordelijk. Dr. Oonk: ‘Deze ontdekking toont aan dat de energie die nodig is om waterstofatomen te ioniseren diep kan doordringen in koude wolken. Van zulke koude wolken wordt aangenomen dat ze de brandstof zijn waaruit nieuwe sterren worden geboren. We weten dat in onze Melkweg het geboortecijfer voor sterren zeer laag is, veel lager dan men in eerste instantie zou verwachten. Misschien fungeert de energie die hier waargenomen is als een stabilisator voor koude wolken, zodat de wolk niet ineen zal storten en nieuwe sterren kan vormen.’ De waarneming werd uitgevoerd met de Engineering Development Array (EDA), een prototype station van de Square Kilometre Array (SKA), ’s werelds grootste radiotelescoop. Het betreft een samenwerking tussen het Nederlands Instituut voor Radioastronomie (ASTRON), de Universiteit Leiden, the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), University of Manchester en de Square Kilometre Array. 
→ Volledig persbericht

2 juli 2019
Astronomen hebben opnieuw een ster ontdekt die onverklaarbaar helderheidsgedrag vertoont. Het betreft de 360 lichtjaar verre dubbelster HD 139139. Waarnemingen met de (inmiddels uitgeschakelde) ruimtetelescoop Kepler laten zien dat deze ster verspreid over een periode van bijna drie maanden 28 helderheidsdipjes heeft laten zien. Normaal gesproken wijst dat erop dat er een of meer planeten in het spel zijn, die vanaf de aarde gezien om de zoveel tijd voor de ster langs schuiven. Maar in dit geval vertonen de meeste dipjes geen vaste periodiciteit: ze vinden op willekeurige momenten plaats. Slechts vier van de helderheidsdipjes van HD 139139 zouden door een en hetzelfde om de ster cirkelende object veroorzaakt kunnen zijn. Als de overige ook het gevolg zijn van planeetovergangen, dan moet het om een onwaarschijnlijk aantal planeten gaan. Theoretisch is het ook denkbaar dat de ster omgeven is door een gordel van desintegrerende planetoïden, maar die zouden dan toevallig allemaal puinwolken van dezelfde grootte en dichtheid moeten uitstoten. Ook lijkt het niet waarschijnlijk dat ‘zonnevlekken’ op de ster zelf de oorzaak zijn: die verschijnen en verdwijnen niet op tijdschalen van enkele uren. Het is verleidelijk om de helderheidsvariaties dan maar toe te schrijven aan een enorm bouwwerk dat door buitenaardse wezens rond de ster is gestationeerd. Die suggestie werd ook gedaan bij een andere ster die vreemd helderheidsgedrag vertoont: KIC8462852 oftewel Tabby’s ster. Maar de ervaring leert dat er doorgaans een meer natuurlijke verklaring wordt gevonden. (EE)
→ The weirdest stars we've ever seen have astronomers utterly baffled

1 juli 2019
De Hubble-ruimtetelescoop heeft een nieuwe opname gemaakt van de kolossale dubbelster Eta Carinae. De foto geeft een nog gedetailleerder beeld van de ontploffing die zich al sinds 1838 in ‘slow motion’ in dit object voltrekt. Eta Carinae kent een lange geschiedenis van kleinere en grotere uitbarstingen, waarbij flinke hoeveelheden materie de ruimte in werden geblazen. Maar de grote uitbarsting van 1838 brak alle records. Bij deze explosie werd de grootste van de twee sterren van deze dubbelster bijna aan flarden geblazen. De gevolgen van de klap zijn nog steeds goed te zien: twee opzwellende wolken van stof en gas die bekendstaan als de Homunculusnevel. De Hubble-ruimtetelescoop maakt al meer dan 25 jaar opnamen van dit kosmische drama. Bij de nieuwste opname is het warme magnesiumgas in de nevel geregistreerd, dat een gloed van ultraviolette straling afgeeft. Daarbij is een grote hoeveelheid warm gas ontdekt die bij de grote uitbarsting van 1838 is uitgestoten, maar nog niet in botsing is gekomen met het overige materiaal in de omgeving van Eta Carinae. De ontdekking van dit snel bewegende gas wijst erop dat er nóg meer energie bij de explosie is vrijgekomen dan tot nu toe werd aangenomen. De eigenlijke oorzaak van de grote explosie staat nog steeds niet vast. Volgens de meest recente inzichten is Eta Carinae begonnen als een stelsel van drie sterren die tezamen meer dan 150 keer zoveel massa hadden als onze zon. De explosie van 1838 zou zijn ontstaan toen de zwaarste van deze sterren een van zijn begeleiders opslokte. Uiteindelijk zal deze kolossale ster waarschijnlijk een nóg hevigere en fatale explosie ondergaan. Misschien heeft deze supernova-explosie zelfs al plaatsgevonden, maar als dat zo is zal het nog duizenden jaren duren voordat we daar iets van merken. Het licht van Eta Carinae doet er namelijk 7500 jaar over om de aarde te bereiken. (EE)
→ Hubble Captures Cosmic Fireworks in Ultraviolet

27 juni 2019
Vier jaar geleden ontdekte astronomen diverse rode reuzensterren met paradoxale eigenschappen. Hun chemische samenstelling wees erop dat ze uit oud stellair materiaal bestonden, maar hun grote massa’s suggereerden dat ze relatief jong waren. Deze schijnbare tegenspraak lijkt nu te zijn opgelost. De betreffende reuzensterren lijken fusies met andere sterren te zijn aangegaan. Rode reuzensterren zijn van oorsprong sterren zoals onze zon. Zodra de voorraad waterstof in hun kern opraakt, zwellen deze sterren op en kan heet materiaal dat tot dan toe alleen in de kern heeft gezeten het steroppervlak bereiken. Spectroscopische metingen van de samenstellingen van deze sterren lieten zien dat ze relatief weinig ijzer bevatten – een element waarvan de productie in de loop van de evolutie van ons Melkwegstelsel maar langzaam op gang is gekomen. Oude sterren bevatten dus minder ijzer dan jonge. Daaruit leidden astronomen af dat de sterren meer dan 10 miljard jaar oud waren. Tegelijkertijd lieten de massabepalingen van de vreemde reuzensterren – gebaseerd op onderzoek van hun seismische oscillaties – zien dat zij opvallend zwaar waren. Dat is merkwaardig, want zwaardere sterren raken sneller door hun brandstof heen. Op basis van hun massa zouden de onderzochte sterren jonger dan 6 miljard jaar moeten zijn. Astronomen Saskia Hekker en Jennifer Johnson hebben deze tegenspraak uit de weg geruimd door niet alleen naar de hoeveelheid ijzer in de sterren te kijken, maar ook naar de hoeveelheden koolstof, stikstof en zuurstof – elementen die in de kern van de ster zijn geproduceerd. De onderlinge verhoudingen van deze elementen verraden hoe heet een ster is en daarmee ook zijn massa. De resultaten laten zien dat deze verhoudingen bij sterren van lage massa passen. Dat wijst erop dat ze oorspronkelijk aanzienlijk lichter waren dan nu. Hun huidige grote massa’s zijn alleen verklaarbaar als ze op enig moment met andere sterren zijn samengegaan. (EE)
→ Old at Heart: Solution to Red Giants‘ Age Paradox

24 juni 2019
Aan het eind van hun bestaan stoten sterren van minstens één zonsmassa hun buitenste lagen af: zo ontstaan de zogeheten planetaire nevels (die overigens niets met planeten te maken hebben). Theoretisch zou dit proces zich af moeten spelen bij sterren tot acht zonsmassa’s, maar tot nu toe was geen enkel voorbeeld van een planetaire nevel bekend met een ster van meer dan drie zonsmassa’s in zijn centrum. Dankzij een internationaal onderzoeksteam is daar verandering in gekomen: er is nu een planetaire nevel ontdekt rond een ster van ruim vijf zonsmassa’s (Nature Astronomy, 24 juni). De ster en zijn omringende nevel, die de aanduiding BMPJ1613-5406 heeft gekregen, maken deel uit van de jonge open sterrenhoop NGC 6067 en zijn ongeveer 4600 lichtjaar van ons verwijderd. Het is pas voor de tweede keer dat er een planetaire nevel in een open sterrenhoop is ontdekt. Het gas van een planetaire nevel wordt door de ultraviolette straling van de achtergebleven hete kern van de centrale ster tot lichten gebracht. Doordat de uitgestoten buitenlagen blijven uitdijen en de ster afkoelt en uiteindelijk in een witte dwerg verandert, wordt een planetaire nevel mettertijd steeds zwakker. Binnen enkele tienduizenden jaren wordt zijn schijnsel onwaarneembaar zwak. (EE)
→ Smash and Grab: A heavyweight stellar champion for dying stars

11 juni 2019
Magnetische velden zorgen ervoor dat het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel relatief weinig activiteit vertoont. Dat concluderen sterrenkundigen op basis van nieuwe waarnemingen van de vliegende infraroodsterrenwacht SOFIA (een infraroodtelescoop aan boord van een omgebouwde Boeing, die waarnemingen doet vanuit de stratosfeer). Door metingen te verrichten aan de polarisatie van infraroodstraling is het mogelijk om magnetische velden in kaart te brengen. Dat is nu voor het eerst in detail gedaan voor straling die afkomstig is uit de omgeving van de radiobron Sagittarius A* - het zwarte gat in het centrum van het Melkwegstelsel. Terwijl superzware zwarte gaten in de kernen van andere sterrenstelsels vaak grote activiteit vertonen, als gevolg van het opslokken van materie vanuit hun omgeving, is Sgr A* (ruim vier miljoen keer zo zwaar als de zon) relatief rustig. Uit de SOFIA-waarnemingen blijkt dat het magnetisch veld zodanig georiënteerd is dat plasma (elektrisch geladen gas) bij voorkeur in een baan rond het zwarte gat terecht komt, waardoor er weinig materiaal naar binnen valt. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal en gepresenteerd op de 234ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in St. Louis, Missouri. (GS)
→ Magnetic Field May Be Keeping Milky Way’s Black Hole Quiet

5 juni 2019
Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, is omgeven door koel interstellair gas. Dat blijkt uit waarnemingen met de ALMA-telescoop in het noorden van Chili (Nature, 5 juni). Het Melkwegcentrum is 26.000 lichtjaar van ons verwijderd. Bekend was al dat de naaste omgeving van het daar aanwezige zwarte gat wemelt van de sterren, stof en wolken van heet en minder heet gas. Deze gassen maken deel uit van een uitgestrekte accretieschijf die op enkele tienden van een lichtjaar van het centrum begint. Tot nu toe was alleen het ijle, 10 miljoen graden hete deel van deze accretieschijf in beeld gebracht. Dat gas is een sterke bron van röntgenstraling, die met behulp van röntgensatellieten goed waarneembaar is. Daarnaast was met kleinere ALMA-achtige telescopen al koeler gas op afstanden van enkele lichtjaren van zwarte gat waargenomen, dat temperaturen van ongeveer 10.000 °C heeft. Met de grote ALMA-telescoop is nu vastgesteld dat dit koele gas zich inderdaad tot op een fractie van een lichtjaar van het zwarte gat uitstrekt. Hierdoor is het nu ook mogelijk om te bepalen om hoeveel koel gas het gaat. Veel is het niet: ongeveer een tiende Jupitermassa oftewel een tienduizendste zonsmassa. Door het dopplereffect heeft het gas in de schijf dat onze kant op komt een iets kortere (‘blauwere’) golflengte dan het gas dat zich van ons verwijdert. Daaruit leiden astronomen af dat het koele gas daadwerkelijk om Sagittarius A* cirkelt. (EE)
→ Cool, Nebulous Ring Around Milky Way's Supermassive Black Hole

31 mei 2019
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om een coronale massa-ejectie (CME) waar te nemen bij een andere ster dan onze zon (Nature Astronomy, 27 mei). De waarneming bevestigt het al bestaande vermoeden dat grote uitbarstingen als deze kenmerkend zijn voor magnetisch actieve sterren. Zoals de naam al aangeeft, treden CME’s op in de corona – het buitenste deel van de atmosfeer – van een ster. De CME werd opgemerkt bij een 450 lichtjaar verre ster die de aanduiding HR 9024 heeft. De gebeurtenis bestond uit een intense flits van röntgenstraling, gevolgd door de uitstoot van een reusachtige bel plasma (ziedend heet gas dat uit geladen deeltjes bestaat). Bij de uitbarsting kwam ruwweg een miljoen biljoen kilogram aan plasma vrij en een kinetische energie in de orde van duizend biljoen biljoen joule. Beide getallen zijn ruwweg een factor tienduizend groter dan bij de CME’s die onze zon produceert. (EE)
→ A Giant Stellar Eruption Detected for the First Time

21 mei 2019
Een team van Duitse en Russische astronomen heeft een bijzonder hete ster (J00531) ontdekt die omgeven is door een nevel die infrarode straling uitzendt. Spectraal onderzoek laat zien dat de ster zeer snelle deeltjes uitstoot, snel roteert en een sterk magnetisch veld heeft (Nature, 20 mei). Opvallend is dat noch de ster, noch de nevel waterstof en helium bevat – de twee meest voorkomende elementen in het heelal. Dit is een karakteristieke eigenschap van witte dwergsterren – de ‘opgebrande’ restanten van zonachtige sterren. Normaal gesproken dooft zo’n ster geleidelijk uit, en dat is het dan. Maar J00531 is veel helderder dan een witte dwerg en produceert een hevige sterrenwind. Dat wijst erop dat hij bezig is om elementen zwaarder dan waterstof en helium tot nóg zwaardere elementen te fuseren – iets waartoe een witte dwerg niet in staat is. De wetenschappers trekken daaruit de conclusie dat de ster het resultaat is van een recente botsing tussen twee witte dwergsterren. Na miljarden jaren om elkaar heen te hebben gecirkeld, zouden deze naar elkaar toe zijn gespiraald en zijn samengesmolten tot een ‘nieuwe’ ster. Door zijn grote massa kan deze ster elementen zwaarder dan helium produceren. Het zeldzame eindproduct is ontdekt op opnamen van de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), een satelliet die waarnemingen doet op infraroodgolflengten. De opleving van de ster, die op een afstand van 10.000 lichtjaar in het sterrenbeeld Cassiopeia staat, is waarschijnlijk van korte duur. Over een paar duizend jaar zal hij al zijn materie hebben omgezet in ijzer en vervolgens ineenstorten tot een zogeheten neutronenster. Deze collaps gaat gepaard met een supernova-explosie. (EE)
→ Stellar waltz with dramatic ending

8 mei 2019
Onze Melkweg was twee tot drie miljard jaar geleden het toneel van een grote geboortegolf van sterren. Bij dat proces zou mogelijk meer dan de helft van alle sterren in de Melkwegschijf zijn gevormd. Tot die conclusie komt een team van onderzoekers van de universiteit van Barcelona op basis van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia en computersimulaties. Deze laatste zijn gebruikt om de huidige verdeling van de destijds gevormde sterren te voorspellen. De stellaire geboortegolf zou in gang zijn gezet door een botsing met een satellietstelsel van de Melkweg, ruwweg 5 miljard jaar geleden. Dat stelsel zou grote hoeveelheden gas in de schijf van de Melkweg hebben gedumpt en op die manier de op dat moment juist tanende stervorming hebben doen opleven. Deze opleving kwam ongeveer 1 miljard jaar geleden ten einde. De ontdekking past goed in het beeld dat kosmologische modellen van het ontstaan van sterrenstelsels als het onze schetsen. Volgens die modellen is ons Melkwegstelsel ontstaan door samenvoeging van talrijke kleinere sterrenstelsels. Een van die ‘fusies’ zou de oorzaak zijn geweest van de nu ontdekte stellaire ‘babyboom’. (EE)
→ Star Formation Burst in the Milky Way 2-3 Billion Years Ago

8 mei 2019
Enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal ontstonden de allereerste sterren, die in hun kernen waterstof en helium begonnen te fuseren tot zwaardere elementen zoals koolstof, ijzer en zink. Na een kort bestaan explodeerden deze sterren als supernova’s. Nieuw onderzoek wijst erop dat deze explosies niet symmetrisch verliepen: ze stootten bundels van materie uit die zo krachtig waren dat de daarin aanwezige zware elementen naburige sterrenstelsels konden bereiken (Astrophysical Journal, 8 mei). Dit wordt afgeleid uit waarnemingen van één specifieke 5000 lichtjaar verre ster, waarvan wordt aangenomen dat hij tot de op een na oudste generatie van sterren in het heelal behoort: HE 1327-2326. Uit waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop blijkt dat deze ster opvallend veel zink bevat, maar verder weinig andere elementen zwaarder dan helium. Volgens de onderzoekers is dat alleen verklaarbaar als de gaswolk waaruit de ster is voortgekomen vooraf was verrijkt met materiaal dat afkomstig was van de allereerste sterren in het heelal. Dat laatste wordt geconcludeerd uit duizenden computersimulaties van supernova-explosies. Deze laten zien dat normale, symmetrisch verlopende supernova’s niet in staat zijn om sterren van de tweede generatie van zoveel zink te voorzien. De enige simulatie die wél het gewenste resultaat gaf zien, was er een waarbij een supernova op extreem explosieve wijze bundels van materie uitstootte die naburige wolken van maagdelijk waterstof- en heliumgas verrijkten met zware elementen zoals zink. Deze elementen zouden uiteindelijk hebben gefungeerd als de ‘kiemen’ voor de vorming van volgende generaties van sterren. (EE)
→ Explosions of universe’s first stars spewed powerful jets

6 mei 2019
Blauwe reuzensterren zijn de rock-and-roll-sterren van het universum. Het zijn massieve sterren met het motto ‘Live fast, die young’. Hierdoor zijn ze echter zeldzaam en dus moeilijk te bestuderen, zelfs met moderne telescopen. Voor we satellieten de ruimte instuurden, waren er maar een paar blauwe superreuzen waargenomen. Dankzij nieuwe waarnemingen van NASA hebben asteroseismologen van de KU Leuven nu ontdekt dat bijna alle blauwe superreuzen fonkelen en glinsteren omdat ze golven hebben op hun oppervlak (Nature Astronomy, 6 mei). In het heelal vind je sterren in alle vormen, maten en kleuren. Sommige sterren, zoals onze zon, leiden een rustig leventje dat miljarden jaren kan duren. Andere, massieve sterren zijn minstens tien keer groter dan onze zon en leiden een beduidend korter, maar actiever leven vooraleer ze eindigen in een zogenaamde supernova-explosie, waarbij ze hun materiaal de ruimte in slingeren. De blauwe superreuzen vallen onder deze categorie. Het zijn de metaalfabrieken van ons heelal, want ze produceren bijna alle chemische elementen die na helium komen in de Tabel van Mendelejev. Telescopen laten ons toe om diep in het universum te turen, maar toch blijft het voor astronomen moeilijk om diep in de sterren te ‘kijken’. Het is pas sinds kort dat zij met moderne ruimtetelescopen de binnenste lagen van sterren kunnen onthullen door te ‘luisteren’ naar de symfonie van trillingen aan het steroppervlak. ‘Voor NASA-missies zoals Kepler/K2 en TESS kenden we weinig blauwe superreuzen waarbij trillingen variaties in helderheid veroorzaken’, zegt postdoctoraal onderzoeker Dominic Bowman van het Instituut voor Sterrenkunde van de KU Leuven. ‘Dat zoveel blauwe superreuzen glinsteren en fonkelen doordat ze golven hebben aan hun oppervlak was tot nu toe niet geweten. Pas door de helderheid van een individuele ster lang genoeg te bekijken met een zeer gevoelige detector, kan je in kaart brengen hoe deze verandert doorheen de tijd. In de asteroseismologie - de studie van stertrillingen - gebruiken we deze variaties om de fysische en chemische processen diep in de ster te bestuderen.’ ‘De frequenties van de golven aan het oppervlak laten ons toe om de fysica en chemie in het binnenste lagen en de kern van de ster te bestuderen. De waargenomen frequenties zeggen ons hoe efficiënt de geproduceerde metalen zich verspreiden in deze stellaire fabrieken.’
→ Volledig persbericht

29 april 2019
Een internationaal team van sterrenkundigen, onder wie de Nederlanders Peter Jonker (SRON en RU), Elmar Körding (RU), Sera Markoff (UvA) en Thomas Russell (UvA), heeft een slecht uitgelijnd zwart gat ontdekt dat in het wilde weg jets van plasmagas sproeit. De zwiepende jets komen uit het zwarte gat V404 Cygni op achtduizend lichtjaar afstand van de aarde (Nature, 29 april). V404 Cygni, in het sterrenbeeld Zwaan, werd voor het eerst geïdentificeerd als een zwart gat in 1989. Net als veel zwarte gaten, voedt V404 Cygni zich met een ster in de buurt. Het zwarte gat onttrekt gas van de ster. Daardoor vormt zich een schijf van materiaal rond het zwarte gat. Ook worden er jets, straalstromen van energie en materie, gelanceerd vanuit een gebied vlakbij het zwarte gat. De onderzoekers vermoeden dat bij V404 Cygni de schijf en het zwarte gat niet goed zijn uitgelijnd. Daardoor wiebelt het binnenste gedeelte van de schijf als een goedkope speelgoedtol. Het gevolg is dat de jets verschillende kanten op schieten. De onderzoekers bekeken het zwarte gat in de twee weken na 15 juni 2015. Ze gebruikten daarvoor de Very Long Baseline Array. Dat zijn tien radiotelescopen in de Verenigde Staten, op de Maagdeneilanden en op Hawaï. Normaal gesproken maken die radiotelescopen één samengestelde afbeelding in vier uur. Maar omdat de jets binnen een paar uur van richting veranderden, was op de samengestelde beelden alleen een waas te zien. Daarop besloten de onderzoekers om 103 losse beelden-met-korte-sluitertijd in een filmpje te zetten. Daardoor zagen ze het zwarte gat wiebelen en de jets alle kanten op schieten. De onderzoekers vermoeden dat er meer wiebelende zwarte gaten zijn. Bijvoorbeeld als een zwart gat een ster vernietigt of als een superzwaar zwart gat zich heel snel voedt.
→ Volledig persbericht

29 april 2019
Een internationaal team onder leiding van de Chinese astronoom Zhao Gang heeft een chemisch afwijkende ster in de halo van onze Melkweg ontdekt die tot een veel kleiner sterrenstelsel heeft behoord. Uit waarnemingen met de telescopen LAMOST (China) en Subaru (Hawaï) blijkt onder meer dat de ster ongewoon weinig magnesium bevat – het op zeven na meest voorkomende element in het heelal. Tegelijkertijd bevat hij opvallend veel zware elementen, zoals europium, goud en uranium (Nature Astronomy, 29 april). Volgens de astronomen wijst deze chemische samenstelling erop dat de oorsprong van deze ster in een dwergstelsel ligt. De stervorming in deze kleine sterrenstelsels verloopt, in vergelijking met die in hun grote soortgenoten, vrij traag. Hierdoor vertonen hun sterpopulaties ook een andere samenstelling. Zo vertonen de dwergstelsels die nu nog om de Melkweg zwermen een ‘overdaad’ aan magnesium. Het hoge gehalte aan zware elementen in de ster wijst erop dat er in het dwergstelsel een botsing tussen neutronensterren heeft plaatsgevonden. De neutronen die bij zo’n botsing vrijkomen kunnen worden ingevangen door andere atomen. Dit zogeheten r-proces is de belangrijkste bron van de vorming van elementen zwaarder dan ijzer. De ontdekking van de ster, die de aanduiding J1124+4535 heeft gekregen, onderbouwt het al bestaande vermoeden dat dwergstelsels de bouwstenen zijn van grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg. (EE)
→ Chemical evidence shows how a dwarf galaxy contributes to growth of Milky Way

22 april 2019
Astronomen hebben een stroom van enkele honderden sterren ontdekt die zich heeft losgemaakt uit de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri. Het bestaan van deze ‘sterrenstroom’ is aan het licht gekomen bij het doorzoeken van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia. De ontdekking bevestigt het al bestaande vermoeden dat Omega Centauri het restant is van een klein sterrenstelsel dat aan de getijdenkrachten van onze Melkweg is bezweken (Nature Astronomy, 22 april). Omega Centauri is ongeveer 18.000 lichtjaar van ons verwijderd en bestaat uit enkele miljoenen sterren die ruwweg 12 miljard jaar geleden zijn ontstaan. De hypothese dat de sterrenhoop een overblijfsel is van een dwergstelsel was tot nu toe voornamelijk gebaseerd op het feit dat zijn sterren niet allemaal even oud zijn, zoals bij sterrenhopen doorgaans wel het geval is. De ontdekking dat Omega Centauri een spoor van ruim 300 sterren heeft achtergelaten in zijn omloopbaan om de Melkweg past bij deze hypothese. Onderzoek van vijf sterren in de sterrenstroom heeft laten zien dat hun samenstelling overeenkomt met die van sterren die nog deel uitmaken van Omega Centauri. Naar verwachting zullen de sterren van de sterrenstroom zich geleidelijk vermengen met de stellaire bevolking in het ijle buitengebied van de Melkweg, de halo. Mogelijk kunnen daar nog meer sterren worden opgespoord die ooit tot het ontmantelde dwergstelsel hebben behoord. (EE)
→ Omega Centauri’s lost stars

18 april 2019
Komende woensdag, 24 april, is het precies 29 jaar geleden dat de Hubble-ruimtetelescoop werd gelanceerd. Om dat te vieren heeft hij een fraaie opname gemaakt van de Zuidelijke Krabnevel. Deze gasnevel is geproduceerd door een dubbelstersysteem. De dubbelster in het centrum van de Zuidelijke Krabnevel bestaat uit een rode reus en een witte dwerg die om elkaar heen draaien. De rode reus is bezig om zijn buitenste lagen af te stoten en zal uiteindelijk ook in een witte dwerg veranderen. Maar tot het zover is wordt het materiaal dat hij uitstoot aangetrokken door zijn begeleider. Zodra voldoende van dit afgestoten materiaal naar de witte dwerg toe is getrokken, blaast deze op zijn beurt eveneens gas de ruimte in. Zo komt de nevel aan zijn opmerkelijke zandloperstructuur. Aan dit proces komt pas een einde wanneer de rode reus zijn buitenlagen compleet heeft afgestoten. (EE)
→ Hubble Celebrates its 29th Birthday with Unrivaled View of the Southern Crab Nebula

17 april 2019
Astronomen hebben een bijzonder molecuul ontdekt in de planetaire nevel NGC 7027: heliumhydride of HeH+. Dit was het eerste molecuul dat zich vormde toen, ruim 13 miljard jaar geleden, het heelal voldoende was afgekoeld om lichte atomen zoals waterstof en helium te laten ontstaan. Het heliumhydride dat toen ontstond kwam voort uit reacties tussen geïoniseerde waterstof- en neutrale heliumatomen. Chemische modelberekeningen lieten zien dat het uiterst reactieve heliumhydride – via een iets andere reactie – ook nu nog zou kunnen ontstaan, bijvoorbeeld in jonge planetaire nevels zoals NGC 7027. Waarnemingen met behulp van een speciale spectrometer aan boord van de ‘vliegende sterrenwacht’ SOFIA hebben dat nu bevestigd. Heliumhydride-moleculen zenden hun sterkste signaal uit op een golflengte van 0,149 millimeter. Dat is ver in het infrarood. Omdat de aardatmosfeer dit type straling niet doorlaat, kunnen de moleculen niet worden opgespoord met met telescopen op het aardoppervlak. Dat lukt alleen met satellieten of – zoals in dit geval – met een telescoop die naar grote hoogte wordt gebracht. NGC 7027 bestaat uit gas dat een zonachtige ster tegen het einde van haar bestaan heeft uitgestoten. De planetaire nevel is pas ongeveer 600 jaar oud en staat op een afstand van 3200 lichtjaar in het sterrenbeeld Zwaan. (EE)
→ First Astrophysical Detection of the Helium Hydride Ion

17 april 2019
Onderzoekers van het Instituto de Astrofísica de Canarias (Spanje) en de universiteit van Cambridge (VK) hebben lithium gedetecteerd in de stokoude ster J0023+0307, een uiterst metaalarme dwergster in de halo van ons Melkwegstelsel op 9450 lichtjaar afstand. Het onderzoek van de oudste sterren van de Melkweg levert informatie op over de oorspronkelijke (chemische) eigenschappen van ons sterrenstelsel. Ook geven ze een indicatie van de hoeveelheid lithium die tijdens de oerknal is ontstaan. Naast waterstof en helium is lithium het enige element dat (in geringe hoeveelheden) al in de prille begintijd van het heelal werd gevormd. Voor dat onderzoek moeten echter sterren van de eerste of tweede generatie onder de loep worden genomen, en deze sterren zijn extreem zeldzaam. Een jaar geleden hebben astronomen met behulp van de ISIS-spectrograaf van de William Herschel Telescope op het Canarische eiland La Palma echter een ster opgespoord die extreem weinig elementen zwaarder dan helium – ook wel ‘metalen’ genoemd – bevat: J0023+0307. Vervolgonderzoek met de Europese Very Large Telescope in het noorden van Chili heeft nu uitgewezen dat het lithiumgehalte van J0023+0307 in overeenstemming is met dat van andere metaalarme sterren. Maar de hoeveelheid lithium die theoretisch bij de oerknal zou zijn ontstaan, ligt nog altijd een factor drie hoger. Doorgaans wordt het geringe lithiumgehalte van oude sterren verklaard door aan te nemen dat het lithium in de sterren zelf is afgebroken. Dat ook een extreem metaalarme ster als J0023+0307 een duidelijk lithiumtekort vertoont, kan er echter ook op wijzen dat er bij de oerknal beduidend minder lithium is geproduceerd dan tot nu toe wordt aangenomen. (EE)
→ Lithium Detected in an Ancient Star Gives New Clues for Big Bang Nucleosynthesis

17 april 2019
Astronomen van de universiteit van Warwick hebben een kolossale uitbarsting waargenomen van een ‘ultrakoele’ ster die tien keer zo klein is als onze zon. Tijdens de uitbarsting was de dwergster – ULAS J224940.13-011236.9 – tienduizend keer zo helder als normaal. Zelfs de krachtigste uitbarsting van onze zon, de zogeheten Carrington-gebeurtenis in 1859, was tien keer minder krachtig dan deze ‘supervlam’ (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 17 april). De explosieve dwergster behoort tot een categorie van sterren die deze benaming maar amper verdienen. De waarneming dat ook zulke kleine sterren supervlammen kunnen produceren bewijst dat ook zij een sterke magnetische activiteit vertonen. Vermoed wordt dat stervlammen worden veroorzaakt door het plotseling vrijkomen van magnetische energie die in het inwendige van de ster wordt gegenereerd. Dit zorgt ervoor dat geladen deeltjes het plasma aan het steroppervlak zo sterk verhitten, dat er enorme hoeveelheden licht, uv-straling en röntgenstraling vrijkomen. (EE)
→ Explosion on Jupiter-sized star ten times more powerful than ever seen on our Sun

15 april 2019
Met de onlangs geüpgrade 13,7-meter radiotelescoop van het Taeduk Radio Astronomy Observatory in Zuid-Korea is een groot stervormingsgebied in de buitendelen van ons Melkwegstelsel gedetailleerd in beeld gebracht. Het stervormingsgebied, CTB102 geheten, is vanaf de aarde niet zichtbaar met gewone telescopen: het gaat schuil achter dichterbij gelegen wolken van gas en stof. De radiostraling van koolmonoxide-moleculen in het verder weg gelegen stervormingsgebied (op ca. 14.000 lichtjaar afstand van de aarde) dringt echter vrijwel ongehinderd door die absorberende wolk heen. De Koreaanse radiowaarnemingen zijn aangevuld met infraroodmetingen door de Amerikaanse WISE-satelliet en de 2MASS-telescoop in New Mexico. CTB102 blijkt uit verschillende moleculaire wolken te bestaan, elk zo'n 180 lichtjaar in middellijn en ca. 100.000 keer zo zwaar als de zon. De stervormingsactiviteit in de meeste wolken is vrij gemiddeld, maar één gebied vertoont een veel hogere efficiëntie in het omzetten van moleculair gas in nieuwe sterren. Waarom dat zo is zal moeten blijken uit aanvullend onderzoek, zo schrijven de auteurs in een artikel in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Taeduk Radio Astronomy Observatory

15 april 2019
Astronomen hebben een nieuwe techniek toegepast om de afmetingen van verre sterren te bepalen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van het feit dat er af en toe een planetoïde in ons eigen zonnestelsel voor een verre ster langs schuift. Tijdens zo'n sterbedekking treedt er een klein beetje lichtbuiging op (diffractie). Door het resulterende diffractiepatroon van concentrische lichtringen floept de ster niet in één keer uit, en uit het opgemeten helderheidsverloop kan de schijnbare grootte van de lichtbron aan de hemel worden afgeleid. Als ook de afstand tot de ster bekend is, valt op die manier de werkelijke middellijn te berekenen. Duitse en Amerikaanse astronomen publiceren deze week in Nature Astronomy hun waarnemingen met de VERITAS-telescoop in Arizona, die tijdens twee sterbedekkingen door planetoïden 300 opnamen per seconde maakte. Daaruit viel het diffractiepatroon van de ster in beide gevallen nauwkeurig te reconstrueren. De eerste ster was TYC 5517-227-1, een rode reuzenster op een kleine 2700 lichtjaar afstand. Die werd op 22 februari 2018 bedekt door de 60 kilometer grote planetoïde Imprinetta. Uit de waarnemingen volgt een schijnbare middellijn van 0,125 milliboogseconden, wat op die afstand overeenkomt met een werkelijke middellijn van 15,4 miljoen kilometer - elf keer zo groot als de zon. De tweede ster, TYC 278-748-1 op ca. 700 lichtjaar afstand, werd op 22 mei 2018 bedekt door de 88 kilometer grote planetoïde Penelope. De metingen wijzen op een schijnbare middellijn van 0,094 milliboogseconden en een bijbehorende werkelijke middellijn van 3 miljoen kilometer - 2,17 maal die van de zon. Nooit eerder is van zo'n kleine ster de middellijn op een directe manier gemeten. (GS)
→ Asteroids Help Scientists Measure Diameters of Faraway Stars

9 april 2019
Bij onderzoek door Catalaanse astronomen is voor het eerst het verband gemeten tussen de massa en de straal van het oudste soort sterren in het heelal: de zogeheten koele subdwergen (Nature Astronomy, 8 april). Koele subdwergen zijn lichte sterren met een laag ‘metaalgehalte’. Dat wil zeggen dat deze sterren arm zijn aan elementen zwaarder dan helium. In onze naaste omgeving zijn dergelijke sterren schaars, waardoor er eigenlijk geen betrouwbare metingen van hun massa’s en afmetingen beschikbaar waren. De astronomen hebben nu echter een dubbelster ontdekt, SDSS J2355+0448 geheten, die uit een koele subdwerg en een witte dwerg bestaat. De beide sterren bedekken elkaar vanaf de aarde gezien periodiek, en dat heeft nauwkeurige informatie opgeleverd over hun massa’s en afmetingen. De eigenschappen van de subdwerg blijken in goede overeenstemming te zijn met de theoretische verwachtingen. Wel is de ster een beetje aan de kleine kant. De afwijking is echter niet zo sterk dat de theoretische modellen voor sterren van dit type de prullenbak in kunnen. Bij het onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van een geavanceerde camera die, gekoppeld aan de 10,4-meter Gran Telescopio Canarias op La Palma, meer dan duizend opnamen per seconde kan maken. Dankzij deze ‘HiPERCAM’ konden de omloopbewegingen van de beide sterren heel precies worden bepaald. (EE)
→ Understanding the oldest stars in the Milky Way

2 april 2019
In de atmosfeer van een zeer 'primitieve' ster in ons eigen Melkwegstelsel is het element lithium gedetecteerd. De ster, J0023+0307, werd vorig jaar ontdekt. Hij bevat ruim duizend maal zo weinig zware elementen (elementen zwaarder dan waterstof en helium) als onze eigen zon. Dat betekent dat de ster hooguit 300 miljoen jaar na de oerknal moet zijn ontstaan, toen er nog weinig van zulke zogeheten 'metalen' gevormd waren bij kernfusiereacties in het inwendige van sterren. Met de Europese Very Large Telescope is nu het op twee na lichtste element lithium gedetecteerd in de atmosfeer van de ster. Het lithiumgehalte is gelijk aan dat van primitieve sterren in de uitgestrekte halo van het Melkwegstelsel. Lithium ontstaat niet bij kernfusiereacties in sterren, en wordt in het inwendige van sterren juist eenvoudig vernietigd. Al het lithium in de kosmos is tijdens de oerknal ontstaan. Daardoor biedt onderzoek aan deze ster een nieuw venster op de nucleosynthese-processen tijdens de oerknal. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ Journey to the Big Bang through the lithium of a Milky Way star

1 april 2019
Australische astronomen hebben aangetoond dat nauwe dubbelsterren – twee sterren die op geringe afstand om elkaar wentelen – niet alleen licht uitzenden, maar ook elkaars licht weerkaatsen. Dat opent nieuwe wegen voor de detectie van zulke dubbelsterren (Nature Astronomy, 1 april). Bij hun onderzoek hebben de astronomen gekeken naar Spica, de helderste ster van sterrenbeeld Maagd. Spica is in werkelijkheid niet één ster, maar bestaat uit twee sterren die in slechts vier dagen om elkaar wentelen. Het onderzoek toont aan dat de polarisatie van het licht van Spica verandert met de positie die de twee sterren ten opzichte van elkaar innemen. Dat bewijst dat ze elkaars licht weerkaatsen. Normaal gesproken is het licht van een ster ongepolariseerd, wat wil zeggen dat licht van een ster in meer dan één vlak oscilleert. Als dat licht echter door iets wordt weerkaatst, wordt het alsnog gepolariseerd – net als zonlicht dat aan het oppervlak van een vijver of een glazen ruit weerkaatst. Modelberekeningen laten zien dat sterren wel vrij beroerde ‘spiegels’ zijn. Zo weerkaatst onze zon minder dan 0,1 procent van het licht dat zij ontvangt. Bij hete sterren, zoals de beide componenten van Spica, loopt dat echter op tot een paar procent. In combinatie met hun geringe onderlinge afstand maakt dat het effect bij deze dubbelster relatief makkelijk meetbaar. Uiteindelijk hopen de astronomen met dit soort metingen compacte dubbelsterren te kunnen opsporen die nog niet als zodanig herkend zijn. (EE)
→ Scientists prove that binary stars reflect light from one another

21 maart 2019
NASA heeft een 360°-video gemaakt van het centrum van ons Melkwegstelsel, gezien vanuit de positie van het superzware zwarte gat dat daar schuilgaat. De beelden zijn gebaseerd op opnamen van de röntgensatelliet Chandra en computersimulaties. Het filmpje geeft een dynamisch beeld van de diverse processen die zich rond het Melkwegcentrum afspelen. Het toont de effecten van de hevige sterrenwinden van de tientallen zware sterren rond Sagittarius A* (Sgr A*)– het 4 miljoen zonsmassa’s zware zwarte gat in het centrum. Deze sterrenwinden voorzien Sgr A* van ‘brandstof’. Idealiter moet de video worden bekeken met een VR-bril, zoals de Samsung Gear VR of de Google Cardboard. Er is echter ook een YouTube-versie beschikbaar die op een gewone smartphone (of op het beeldscherm van een computer_ kan worden bekeken. Door de telefoon te kantelen kan de omgeving van Sgr A* worden verkend. (EE)
→ Galactic Center Visualization Delivers Star Power

21 maart 2019
Astronomen hebben vastgesteld dat de in 1997 ontdekte bolvormige sterrenhoop HP1 tot de oudste van ons Melkwegstelsel behoort. De verzameling sterren is waarschijnlijk ongeveer 12,8 miljard jaar oud. HP1 wordt beschouwd als een overgebleven ‘bouwsteen’ uit de tijd dat het hart van onze Melkweg – de zogeheten bulge – werd gevormd. De leeftijd van HP1 is vastgesteld met behulp van de Gemini South-telescoop in het noorden van Chili. Deze telescoop is voorzien van een geavanceerd adaptief optisch systeem waarmee haarscherpe opnamen kunnen worden gemaakt. Dat HP1 zo oud is, blijkt uit het feit dat hij weinig ‘metalen’ bevat – dat wil zeggen: elementen zwaarder dan helium. Vroeg in de geschiedenis van het heelal waren deze elementen veel schaarser dan nu. Tot een aantal jaren geleden waren astronomen in de veronderstelling dat de oudste bolvormige sterrenhopen alleen in het buitengebied van de Melkweg te vinden waren, terwijl de jongere zich in het centrale deel ophielden. Recent onderzoek heeft echter aangetoond dat ook binnen de bulge oude bolhopen te vinden zijn. Bolvormige sterrenhopen geven inzicht in de vorming en evolutie van ons Melkwegstelsel. Vermoed wordt dat veel van deze oude stersystemen zijn ontstaan uit dezelfde ‘oerwolk’ van gas waaruit ook de Melkweg is voortgekomen. Andere lijken overblijfselen te zijn van kleine sterrenstelsels die door ons sterrenstelsel aan flarden zijn getrokken. (EE)
→ Ultra-Sharp Images Make Old Stars Look Absolutely Marvelous!

20 maart 2019
Het centrum van ons Melkwegstelsel bruist van de activiteit. Dat is te danken aan het daar aanwezige zwarte gat van 4 miljoen zonsmassa’s én aan de stervormingsgebieden in diens directe omgeving. Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat door deze activiteit twee ‘uitlaatpijpen’ zijn ontstaan, waarlangs de energie die bij het kosmische vuurwerk in het Melkwegcentrum wordt gegenereerd ontsnapt (Nature, 21 maart).De galactische uitlaatpijpen zijn ontdekt met de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. Ze komen uit bij twee kolossale structuren die al in 2010 zijn ontdekt: de zogeheten Fermi-bellen. Deze laatste steken ongeveer 25.000 lichtjaar boven en onder de schijf van de Melkweg uit. De uitlaatpijpen zijn enkele honderden lichtjaren lang en bevatten zeer heet gas dat loodrecht op de schijf uit het Melkwegcentrum ontsnapt. Op die manier worden de beide Fermi-bellen ‘bijgetankt’. Onduidelijk is nog of dat een continu proces is of dat het bij vlagen gebeurt. De uitstroom zou een overblijfsel kunnen zijn uit de tijd dat de activiteit in het Melkwegcentrum veel groter was dan nu. Maar het is ook mogelijk dat zelfs ‘rustige’ sterrenstelsels als het onze een sterke uitstroom van gas en energie genereren. Eerdere waarnemingen met XMM-Newton hebben al laten zien dat de kern van ons Melkwegstelsel meer activiteit vertoont dan je op het eerste gezicht zou denken. Er vinden geregeld supernova-explosies plaats en het centrale superzware zwarte gat weet zo nu en dan een gaswolk op te slokken, wat in een uitbarsting van straling en energierijke deeltjes resulteert. (EE)
→ Giant ‘chimneys’ vent X-rays from Milky Way’s core

19 maart 2019
Sterrenkundigen hebben op 6500 lichtjaar afstand een pulsar ontdekt die met een snelheid van ca. 1100 kilometer per seconde door het Melkwegstelsel beweegt - snel genoeg om uiteindelijk aan de zwaartekracht van het Melkwegstelsel te ontsnappen. De pulsar werd in 2017 voor het eerst opgemerkt door deelnemers aan het citizen science-project Einstein@home. Pulsars zijn kleine, extreem compacte neutronensterren die achterblijven nadat een zware ster aan het eind van zijn leven explodeert als supernova. PSR J0002+6216, zoals de kanonskogel-pulsar officieel heet, is ca. 10.000 jaar geleden ontstaan bij zo'n supernova-explosie. Daarbij werd ook een schil van materiaal het heelal ingeblazen. Die supernovarest dijde oorspronkelijk sneller uit dan de pulsar bewoog, maar werd afgeremd door de ijle interstellaire materie in het Melkwegstelsel. Ca. 5000 jaar geleden werd de uitdijende schil door de pulsar ingehaald. De pulsar bevindt zich momenteel op 53 lichtjaar afstand van het centrum van de supernovarest en sleept een 13 lichtjaar lange 'staart' van elektrisch geladen deeltjes achter zich aan. In een artikel dat voor publicatie is aangeboden aan The Astrophysical Journal suggereren de onderzoekers dat de extreem hoge snelheid van de pulsar vermoedelijk te danken is aan hydrodynamische instabiliteiten in de exploderende ster. (GS)
→ Astronomers Find “Cannonball Pulsar” Speeding Through Space

19 maart 2019
Met het ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Noord-Chili zijn gedetailleerde waarnemingen verricht aan IRAS 07299-1651, een stervormingsgebied op 5500 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Puppis (Achtersteven). Uit de ALMA-waarnemingen, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, blijkt dat zich in de samentrekkende moleculaire wolk een zware dubbelster aan het vormen is. Veel sterren in het heelal maken deel uit van dubbelstersystemen, maar over hun ontstaan is weinig met zekerheid bekend. Astronomen weten bijvoorbeeld niet of een (zware) dubbelster in één keer ontstaat uit een samentrekkende (en fragmenterende) wolk van gas en stof, of dat de componenten van de dubbelster afzonderlijk ontstaan en pas in een later stadium in een baan om elkaar heen terecht komen. De ALMA-metingen aan IRAS 07299-1651 ondersteunen het eerste scenario. De moleculaire wolk vertoont duidelijk twee kernen. De twee sterren-in-wording hebben een gezamenlijke massa van ca. 18 zonsmassa's. Ze bevinden zich op een onderlinge afstand van ca. 27 miljard kilometer en hebben een omlooptijd van hooguit 600 jaar. (GS)
→ Spiralling giants: Alma witnesses the birth of a massive binary star

19 maart 2019
Dankzij speciale waarnemingstechnieken is het astronomen gelukt om het magnetisch veld van een andere ster in kaart te brengen. Het gaat om de ster II Pegasi (ook bekend als HD 224085). Met de Large Binocular Telescope op Mount Graham in Arizona (die een effectieve spiegeldiameter heeft van 11,8 meter) zijn gedurende een aantal nachten gedetailleerde spectra vastgelegd van de ster. Doordat II Pegasi eens per 6,7 dagen om zijn as draait, beweegt de ene kant van de ster naar ons toe en de andere kant van ons af. Door middel van zogeheten dopplertomografie kan uit de waarnemingen worden afgeleid waar zich op het steroppervlak relatief donkere (koelere) en heldere (warmere) gebieden bevinden. In het geval van II Pegasi blijkt het daarbij om zeer grote gebieden te gaan - veel groter dan reguliere zonnevlekken. Met het PEPSI-instrument (Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument) zijn ook metingen verricht aan de polarisatie van het sterlicht en aan de zogeheten Zeeman-splitting: het verschijnsel dat spectraallijnen in tweeën gesplitst worden door de aanwezigheid van magnetische velden. De Zeeman Doppler Imaging-techniek (ZDI) maakte het vervolgens mogelijk om het magnetisch veld van de ster te reconstrueren. Het blijkt dat de warme en koele gebieden een tegengestelde magnetische polariteit hebben. Het is voor het eerst dat het magnetiosch veld van een andere ster in kaart is gebracht. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Mapping Stars with PEPSI

15 maart 2019
Na meer dan tien jaar rustig afwachten hebben astronomen weer een nieuw ‘levensteken’ opgevangen van XTE J1810–197, een rondtollende neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Sterren van dit type worden magnetars genoemd. Net als ‘gewone’ pulsars zijn magnetars de ineengestorte restanten van zware sterren die bij een supernova-explosie hun buitenste lagen hebben weggeblazen. Maar ze hebben een veel sterker magnetisch veld: ongeveer een biljard keer zo sterk als dat van de aarde. Tot op dit moment zijn 23 van die magnetars bekend, maar XTE J1810–197 is een buitenbeentje. Hij behoort tot een select gezelschap van slechts vier magnetars die pulsen van radiostraling produceren. Althans: dat was tot 2008 het geval. Want in dat jaar viel XTE J1810–197 stil. Sinds 8 december 2018 pikken radioastronomen weer signalen op van dit bijzondere object. Opmerkelijk is dat deze signalen duidelijk afwijken van die van vóór de ‘radiostilte’. De pulsen vertonen op tijdschalen van uren tot maanden aanzienlijk minder variatie dan in 2006. Wel zijn korte ‘rimpelingen’ in het pulsprofiel te zien, die mogelijk ontstaan door kleine ‘bevingen’ in de korst van de neutronenster. Hoe magnetars aan hun belachelijk sterke magnetische velden komen, en waarom ze zich zo wispelturig gedragen is nog steeds niet helemaal duidelijk. De meest gangbare verklaring is dat er in de korst van deze objecten verschuivingen kunnen optreden die ertoe leiden dat de oriëntatie van het magnetische veld verandert. (EE)
→ After a Decade of Radio Silence, a Mysterious Star Is Showing Signs of Waking Up

12 maart 2019
De snelle wegloopster LAMOST-HVS1 is niet afkomstig uit het centrum van ons Melkwegstelsel, maar uit de binnendelen van de Melkwegschijf. Dat blijkt uit een analyse van meetgegevens van de Magellan-telescoop in Chili en de Europese ruimtetelescoop Gaia, gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Sterrenkundigen hebben in de afgelopen decennia enkele tientallen hyper velocity stars ontdekt: sterren die met enorme snelheden (meer dan 500 kilometer per seconde) door het Melkwegstelsel bewegen, en uiteindelijk in de intergalactische ruimte zullen verdwijnen. Om een ster tot zo'n hoge snelheid te versnellen, is zeer veel energie nodig. Algemeen werd aangenomen dat de snelle wegloopsterren de ruimte in geslingerd worden wanneer een dubbelster in de directe omgeving van een groot, zwaar zwart gat uiteen wordt gerukt door getijdenkrachten. Een van de componenten van de dubbelster kan dan met hoge snelheid worden weggeschoten. Omdat zich in het centrum van het Melkwegstelsel een superzwaar zwart gat bevindt (ongeveer 4 miljoen keer zo zwaar als de zon), en veel hyper velocity stars min of meer uit die richting afkomstig lijken te zijn, leek die theorie de juiste verklaring te bieden voor hun hoge snelheden. Uit de nieuwe, precieze metingen aan afstand en (ruimtelijke) snelheid van LAMOST-LVS1 blijkt nu echter dat de ster niet afkomstig is uit het centrum van de Melkweg, maar uit de Norma-spiraalarm, in de binnendelen van de Melkwegschijf. Vermoedelijk is hij weggeslingerd uit een compacte, jonge sterrenhoop in deze spiraalarm. Eerder was al bekend dat jonge sterrenhopen inderdaad ook sterren de ruimte in kunnen slingeren, maar dat daarbij zulke hoge snelheden bereikt kunnen worden is een verrassing. Overigens is de betreffende sterrenhoop in de Norma-spiraalarm (nog) niet ontdekt - mogelijk gaat hij schuil achter absorberende stofwolken in het Melkwegvlak. (GS)
→ U-M researchers confirm massive hyper-runaway star ejected from the Milky Way Disk

11 maart 2019
Met de Very Large Telescope Interferometer (VLTI) in Chili is ontdekt dat de twee componenten van de jonge, zware dubbelster PDS 27 op een onderlinge afstand staan van slechts 30 astronomische eenheden (30 AE, ca. 4,5 miljard kilometer) - ongeveer gelijk aan de afstand tussen de zon en de planeet Neptunus. Bij een andere jonge zware dubbelster, PDS 37, is een afstand van 42 à 54 AE gemeten. De sterren in PDS 27 zijn minstens tien maal zo zwaar als de zon. De dubbelster staat op een afstand van 8000 lichtjaar. Jonge zware sterren zijn zeldzaam; over hun ontstaanswijze is nog weinig bekend. Zo is nog steeds niet duidelijk waarom ze vrijwel nooit alléén geboren worden, maar meestal in dubbelstersystemen. De afstand tussen de twee componenten van PDS 27 en PDS 37 kon bepaald worden dankzij de enorme beeldscherpte die verkregen wordt door de vier 8,2-meter telescopen van de Europese Very Large Telescope in Noord-Chili onderling te koppelen tot een zogeheten interferometer - de VLTI. De nieuwe resultaten worden gepubliceerd in Astronomy and Astrophysics: Letters. (GS)
→ Massive twin star snuggles close to its stellar sibling

7 maart 2019
Metingen van de Hubble-ruimtetelescoop en de Europese Gaia-satelliet hebben een nieuwe nauwkeurige schatting opgeleverd van de massa van ons sterrenstelsel: de Melkweg. De hoeveelheid massa binnen een afstand van 129.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum blijkt overeen te komen met 1,5 biljoen zonsmassa’s. Eerdere schattingen liepen uiteen van 500 miljard tot 3 biljoen zonsmassa’s. Die grote marge was voornamelijk het gevolg van de verschillende methoden die werden gebruikt voor het meten van de verdeling van de donkere materie, die ongeveer 90 procent van de massa van de Melkweg voor haar rekening neemt. Die donkere materie is niet rechtstreeks waarneembaar. Om dat probleem te omzeilen hebben astronomen nu de snelheden van bolvormige sterrenhopen bepaald. Dat zijn compacte sterrenhopen die in wijde omloopbanen om de spiraalschijf van de Melkweg draaien. Bij eerdere metingen was al vastgesteld met welke snelheid de bolhopen naar ons toe of van ons vandaan bewegen – hun snelheid langs de gezichtslijn dus. Nu is van 46 bolhopen ook de zijwaartse snelheidscomponent gemeten. Gaia nam 34 daarvan voor haar rekening, Hubble de overige 12. Dat heeft geresulteerd in nauwkeurigere bepalingen van de snelheden waarmee de bolhopen om het Melkwegcentrum draaien. (EE)
→ Hubble & Gaia accurately weigh the Milky Way

6 maart 2019
Astronomen hebben een rode dwergster ontdekt die bijzonder helderheidsgedrag heeft laten zien. De ongeveer 440 lichtjaar verre ster, EPIC 204376071, was een dag lang maar liefst 80 procent zwakker dan normaal. Ter vergelijking: de grootste helderheidsdip van Tabby’s ster, die door sommigen aan een kunstmatige ‘megastructuur’ werd toegeschreven, bedroeg maar 22 procent. Opmerkelijk is dat de ‘verduistering’ van EPIC 204376071 niet symmetrisch verliep. De ster werd vrij plotseling zwakker, waarna zijn helderheid veel geleidelijker weer toenam. Tijdens een 160 dagen lange waarnemingscampagne van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler vertoonde de ster verder geen uitschieters. Het asymmetrische verloop van de sterverduistering vertoont overeenkomsten met het helderheidsgedrag dat in 2017 is waargenomen bij de Jupiter-achtige exoplaneet KIC 10403228. De oorzaak wordt bij deze laatste gezocht bij een ringenstelsel rond de planeet. Uiteraard hebben sterren geen ringenstelsels, maar het is denkbaar dat er om EPIC 204376071 een ander object cirkelt – een bruine dwerg of een grote planeet – dat wél door ringen is omgeven. Computersimulaties laten zien dat dit het helderheidsverloop van de ster prima zou kunnen verklaren. Probleem is wel dat de betreffende planeet dan een omlooptijd van 28 dagen zou moeten hebben, terwijl er in 160 dagen maar één verduistering is gezien. Er zijn nog andere verklaringen mogelijk, zoals een passerend ‘gordijn’ van stof, maar voorlopig hebben we er weer een nieuw astronomisch raadsel bij. (EE)
→ Astronomers Have Discovered Another Mysterious Dimming Star, And It's Even More Epic

28 februari 2019
Japanse astronomen zijn erin geslaagd om een zwart gat op te sporen dat zich heeft verstopt in een interstellaire gaswolk in ons eigen Melkwegstelsel. Het gaat om een zwart gat van ‘middelbare’ massa, waarvan er alleen al in de Melkweg misschien wel 100 miljoen rondzwerven. Omdat zwarte gaten zelf geen licht uitzenden, moeten astronomen hun bestaan afleiden uit de zwaartekracht die ze op andere objecten uitoefenen. Bijna alle zwarte gaten die tot nu toe zijn opgespoord, hebben ofwel vijf tot tien keer zoveel massa als onze zon of juist miljoenen keren meer massa. Vermoed wordt echter dat er ook nog grote aantallen zwarte gaten bestaan van honderden of duizenden zonsmassa’s. Een onderzoeksteam onder leiding van Shunya Takekawa van het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) heeft nu ontdekt dat het gas van de gaswolk HCN–0.009–0.044, die zich op slechts 20 lichtjaar van het centrum van de Melkweg bevindt, om een onzichtbaar zwaar object draait. Uit de beweging van het gas kan worden afgeleid dat dit geheimzinnige object 30.000 keer zoveel massa heeft als de zon en kleiner in omvang moet zijn dan ons zonnestelsel. Daarmee is het vrijwel zeker een zwart gat. De astronomen denken dat het object uiteindelijk zal samensmelten met het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat goed is voor 4 miljoen zonsmassa’s. (EE)
→ Hiding Black Hole Found

26 februari 2019
Japanse astronomen hebben de oorsprong gevonden van de dubbel uitgevoerde gasstromen of jets van een ster-in-wording. Met behulp van de ALMA-radiotelescoop hebben ze ontdekt dat de trage en de snelle gasstroom van de protoster niet dezelfde kant op wijzen en dat de eerste vroeger is ontstaan dan de laatste. Dat wijst erop dat de beide jets vanuit verschillende delen van de gasschijf rond de ‘babyster’ zijn gelanceerd. Protosterren trekken gas uit hun omgeving aan, maar een deel van het aldus verzamelde materiaal wordt ook weer terug de ruimte in geblazen. Dat gebeurt in de vorm van jets die loodrecht op de circumstellaire schijf staan. Deze gasstromen zijn een bron van radiostraling. Sommige protosterren, zoals MMS5/OMC-3, vertonen twee verschillende gasstromen: een trage en een snelle. Door de dopplerverschuiving van de radiogolven te meten, hebben astronomen nu de snelheden van het van deze ster weg stromende gas gemeten. Daarbij hebben ze vastgesteld dat ze respectievelijk 1300 en 500 jaar geleden zijn ontstaan. Ook blijken de beide gasstromen niet dezelfde kant op te wijzen. Voor het ontstaan van de verschillende gasstromen van protosterren bestonden twee theorieën. Volgens de eerste ontstaan ze in verschillende delen van de gasschijf, volgens de andere ontstaat eerst de snelle jet, waarna deze materiaal uit de omgeving ‘meesleept’. Dat materiaal zou dan de trage gasstroom vormen. Het nieuwe onderzoek wijst er nu echter op dat de trage gasstroom van MMS5/OMC-3 eerder op gang is gekomen dan diens snelle jet. Dat ondergraaft het tweede model en is een steuntje in de rug voor de eerste theorie. Computerberekeningen geven aan dat trage uitstroom van gas uit het buitenste deel van de circumstellaire schijf komt, en de snelle jet uit het centrale deel ervan. (EE)
→ ALMA Differentiates Two Birth Cries from a Single Star

25 februari 2019
Een internationaal team van onderzoekers met daarin de Nederlanders Alex de Koter (UvA en KU Leuven) en Rens Waters (SRON en UvA) heeft twaalf rode reuzen onttroond die een recordhoeveelheid aan massa zouden verliezen. De betreffende oude sterren blijken er een verborgen partner op na te houden die voor een vertekend beeld zorgt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen op 25 februari in het vakblad Nature Astronomy. Rode reuzen zijn sterren op leeftijd die via een sterrenwind gassen en stofdeeltjes uitstoten. Sommige rode reuzen leken via die sterrenwind bijzonder veel massa te verliezen. Maar nieuwe waarnemingen stellen dat bij. De sterrenwind is niet intenser dan normaal, maar wordt beïnvloed door een partner die tot nu toe onder de radar bleef. Rode reuzen stoten tijdens hun eindfase gassen en andere materie uit via een sterrenwind. Sterrenkundigen hadden eerder twaalf recordhouders ontdekt die het equivalent van honderd aardes per jaar uitstoten in slechts honderd tot tweeduizend jaar. Dat was moeilijk te verklaren, zegt sterrenkundige en hoofdonderzoeker Leen Decin (KU Leuven): "Als je de massa van zo’n ster in de volgende levensfase bekijkt, duurt die intense sterrenwind niet lang genoeg om het vastgestelde massaverlies te verklaren. Het was ook statistisch onwaarschijnlijk dat we al twaalf van die rode reuzen zouden hebben ontdekt, als je weet dat het gaat om een fase van amper enkele honderden of duizenden jaren in hun leven van miljarden jaren. Dat is alsof je twaalfmaal een naald in een hooiberg zou vinden." Dankzij nieuwe waarnemingen van de ALMA-telescoop in Chili werd duidelijk wat er aan de hand was bij twee van deze rode reuzen. Bij deze twee sterren vormt de sterrenwind een spiraal. Dat is een indicatie dat de rode reus niet alleen is, maar deel uitmaakt van een dubbelster. De rode reus is dan de hoofdster en een tweede ster draait eromheen. Beide sterren beïnvloeden elkaar en hun omgeving door de zwaartekracht op twee manieren. Enerzijds wordt de sterrenwind in de richting van de tweede ster getrokken en anderzijds wiebelt de rode reus zelf ook wat. Die bewegingen geven aan de sterrenwind een spiraalvorm. Door de ontdekking van de partnersterren vielen de puzzelstukjes op hun plek. De onderzoekers dachten dat de rode reuzen recordhouders in massaverlies waren, maar dat is niet het geval. Het lijkt alleen maar alsof ze veel massa verliezen. Tussen de twee sterren bevindt zich een gebied waar de sterrenwind veel meer geconcentreerd is vanwege de zwaartekracht van de partnerster. Toen de sterrenkundigen dat meenamen in hun berekeningen bleek dat de rode reuzensterren niet het equivalent van honderd aardes per jaar verliezen, maar slechts van tien aardes. Dat is vergelijkbaar met gewone rode reuzen. De onderzoekers hebben nu twee van de twaalf recordsterren onder de loep genomen en onttroond. Ze verwachten de tien overgebleven recordhouders ook vrij snel te kunnen onttronen, omdat deze erg lijken op de eerste twee. Leen Decin: "We dachten tot nu toe dat veel sterren alleen leefden, maar vermoedelijk moeten we dat beeld bijstellen. Een ster met partner komt waarschijnlijk vaker voor dan we denken."
→ Origineel persbericht

19 februari 2019
Op 145 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Steenbok is een oude, koele witte dwergster gevonden die omgeven wordt door een of meer ringen van stof en gruis. De witte dwerg (LSPM J0207+3331 geheten, of kortweg J0207) heeft een oppervlaktetemperatuur van 'slechts' 5800 graden (erg koel voor een witte dwerg), wat wijst op een leeftijd van ca. 3 miljard jaar. Er zijn wel meer witte dwergen bekend die omgeven worden door stofgordels, maar die zijn altijd veel jonger - nooit meer dan 1 miljard jaar. Witte dwergen zijn de eindstadia van sterren zoals onze eigen zon. Over een paar miljard jaar zal ook de zon eerst opzwellen tot een rode reus, om vervolgens ineen te schrompelen tot een afkoelende witte dwerg, niet veel groter dan de aarde. De binnenste planeten in het zonnestelsel zullen het rode-reuzenstadium niet overleven. Botsingen tussen op drift geraakte planetoïden kunnen leiden tot het ontstaan van stofgordels. Dat stof spiraliseert in de loop van vele miljoenen jaren naar binnen, en komt uiteindelijk op de witte dwerg terecht. Dat er nu ook stof is ontdekt in een baan rond een zeer oude witte dwerg is dan ook opmerkelijk. De witte dwerg werd ontdekt door de Duitse burgerwetenschapper (citizen scientist) Melina Thévenot, in waarnemingsgegevens van de Europese ruimtetelescoop Gaia en de Amerikaanse infraroodkunstmaan WISE. De grote infraroodhelderheid van J0207 wijst op de aanwezigheid van stof. De ontdekking is gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, met Thévenot als co-auteur. (GS)
→ Astronomers Zero In on Old, Cold White Dwarf with Ring System

15 februari 2019
Onderzoekers van de universiteiten van Heidelberg en Wenen hebben vastgesteld dat de Hyaden – een bekende open sterrenhoop in het sterrenbeeld Stier – bezig is om uit elkaar te vallen. Ook hebben ze op slechts een paar honderd lichtjaar van de zon een nabije ‘rivier’ van minstens 4000 sterren opgespoord, die het restant lijkt te zijn van een veel grotere sterrenhoop. Beide ontdekkingen zijn gedaan aan de hand van gegevens van de Gaia-satelliet. In de loop van hun leven verliezen open sterrenhopen voortdurend sterren aan hun omgeving. De ‘slierten’ van sterren – zogeheten getijdenstaarten – die daarbij ontstaan geven inzicht in de manier waarop de sterrenhoop oplost. Tot nu toe waren in en rond de Melkweg alleen bij grote bolvormige sterrenhopen en dwergsterrenstelsels van die getijdenstaarten waargenomen. Maar theoretisch zouden ze ook bij open sterrenhopen moeten bestaan. Open sterrenhopen zijn verzamelingen van ruwweg honderd tot enkele duizenden sterren die vrijwel gelijktijdig uit dezelfde samentrekkende gaswolk zijn ontstaan en met dezelfde snelheid door de ruimte bewegen. Door invloeden van buitenaf beginnen deze sterren zich na een paar honderd miljoen jaar echter te verspreiden. Een belangrijke factor daarbij is de getijdenkracht van het sterrenstelsel waartoe ze behoren. Door de beweging van de sterrenhoop door de Melkweg vormen zich ‘staarten’ van sterren, die het begin van het einde van de sterrenhoop betekenen. De astronomen hebben dat verschijnsel nu voor het eerst waargenomen bij de Hyaden. Daartoe hebben ze gegevens bestudeerd van de Gaia-satelliet, die bezig is om de ruimtelijke posities en snelheden van sterren in onze Melkweg heel nauwkeurig te bepalen. Bij het onderzoek zijn twee getijdenstaarten in de Hyaden ontdekt, bestaande uit ongeveer 500 sterren die zich tot op 650 lichtjaar van de sterrenhoop hebben verspreid. Verrassend genoeg is in de Gaia-gegevens ook een grote verzameling sterren opgedoken die precies de verwachte kenmerken vertoont van een sterrenhoop die al helemaal uit elkaar getrokken is. Vanaf de aarde gezien bestrijken deze nabije sterren bijna de hele hemel, maar nu pas is duidelijk geworden dat ze bij elkaar horen. Geschat wordt dat ze een sterrenhoop hebben gevormd die aanzienlijk omvangrijker was dan alle sterrenhopen die momenteel in onze omgeving te zien zijn. Het verval van deze sterrenhoop zou ongeveer een miljard jaar geleden zijn begonnen. (EE)
→ Tidal tails -- The beginning of the end of an open star cluster

11 februari 2019
Met de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) op Hawaii is op 26 november 2016 een extreem krachtige uitbarsting waargenomen op een pasgeboren protoster (JW566 geheten) in de Orionnevel, een van de dichtstbijzijnde grote stervormingsgebieden in het Melkwegstelsel. De explosie, die slechts enkele uren duurde, was tien miljard maal zo intensief als een gemiddelde zonnevlam. De uitbarsting is gedetecteerd door de diepgekoelde SCUBA2-camera van de JCMT, die gevoelig is voor straling op submillimetergolflengten. Sterrenkundigen denken dat de explosie het gevolg is ven een plotselinge verstoring in het magnetisch veld rond de protoster, waardoor er opeens een grote hoeveelheid gas uit de omgeving op de ster kon 'vallen'. De waarnemingen zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ A Stellar Flare 10 Billion Times More Powerful than Those on the Sun

7 februari 2019
Een Amerikaans-Nederlands team van sterrenkundigen en chemici heeft keukenzout waargenomen in de planeetvormende schijf rond een jonge zware ster in de Orionnevel. Er was al wel zout gevonden rond stervende sterren, maar nu is er voor het eerst zout rond een jonge ster ontdekt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het tijdschrift The Astrophysical Journal. Het onderzoeksteam detecteerde met de ALMA-telescoop (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chili) een reeks chemische streepjescodes die duidden op keukenzout (NaCl, natriumchloride) en enkele andere zoutverbindingen. Het zout is aanwezig in de stofschijf rond de ster Orion Source I. Dat is een jonge, zware ster in het stervormingsgebied de Orionnevel in het sterrenbeeld Orion op zo’n 1500 lichtjaar afstand van de aarde. Het zout bevindt zich in een gebied op dertig tot zestig astronomische eenheden van de ster (een astronomische eenheid is de afstand aarde-zon). De sterrenkundigen hebben berekend dat er mogelijk een triljard kilo zout in het gebied te vinden is (een 1 met 21 nullen erachter). De variatie in chemische streepjescodes duidt op grote temperatuurverschillen, van ongeveer -175 graden Celsius tot 3700 graden Celsius. Het is nog onduidelijk waar de zouten vandaan komen. De Italiaanse onderzoeker in Nederlandse dienst Ciriaco Goddi (Radboud Universiteit Nijmegen en Universiteit Leiden) en zijn collega’s vermoeden dat ze de nasleep zien van stofdeeltjes die uit elkaar worden geblazen in de protoplanetaire schijf rond de ster. In 2011 ontdekte een door Goddi geleid team namelijk dat Orion Source I ongeveer 550 jaar geleden vanuit zijn kraamkamer is weggeschoten. Het zou kunnen dat de ster en zijn schijf toen een andere ster hebben geschampt en dat de bijbehorende schokgolven ervoor zorgden dat de vaste zoutdeeltjes verdampten.
→ Volledig persbericht

4 februari 2019
Ons Melkwegstelsel is gewelfd. In de buitendelen van het stelsel is het waterstofgas niet netjes verdeeld in een vlakke schijf, maar is er sprake van een soort golving. Dat blijkt uit metingen aan vele honderden veranderlijke sterren, deze week gepubliceerd in Nature Astronomy. Astronomen van de National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) en van Macquarie University in Sydney, Australië, hebben nauwkeurig de ruitmelijke posities bepaald van 1339 zogeheten cepheïden: jonge, zware en heldere sterren die op een regelmatige manier van helderheid veranderen. Uit de gemeten lichtwisselingsperiode van een cepheïde kan de werkelijke lichtkracht worden afgeleid, en door die te vergelijken met de waargenomen helderheid is de afstand te bepalen, tot op een paar procent nauwkeurig. Omdat heldere cepheïden niet ouder worden dan enkele tientallen miljoenen jaren, bevinden ze zich nog in de gasrijke centrale schijf van het Melkwegstelsel, waarin ze ook zijn ontstaan. Uit het onderzoek (waaraan ook is deelgenomen door de Nederlandse astronoom Richard de Grijs) blijkt nu dat cepheïden in de buitendelen van het Melkwegstelsel een ruimtelijke verdeling hebben die overeenkomt met een gewelfde structuur. Dat betekent dat ook de verdeling van waterstofgas in de buitendelen van het Melkwegstelsel gewelfd is. Een vergelijkbare structuur is ook bij veel andere sterrenstelsels waargenomen. De ontdekking werpt nieuw licht op de evolutie van ons Melkwegstelsel. De gewelfde structuur is mogelijk veroorzaakt door torsiekrachten van het (relatief zwaardere) binnendeel van de gasschijf. Een andere mogelijke oorzaak is de getijdenwerking van een naburig sterrenstelsel; mogelijk de Grote Magelhaense Wolk. (GS)
→ The Milky Way in a twist

24 januari 2019
Met behulp van de ALMA-telescoop in het noorden van Chili zijn astronomen meer te weten gekomen over de wijze waarop reusachtige gaswolken uiteenvallen in dichte kernen, die vervolgens als de kraamkamers van sterren fungeren. Daarbij is vastgesteld dat de oorzaak van het fragmentatieproces tamelijk voor de hand ligt: het is het resultaat van druk en zwaartekracht. Ingewikkeldere aspecten zoals magnetische velden en turbulentie lijken een ondergeschikte rol te spelen. Sterren ontstaan wanneer een grote wolk van gas en stof onder invloed van zijn eigen zwaartekracht samentrekt. Zodra de samentrekkende materie in een deel van de wolk heet en dicht genoeg wordt om kernfusiereacties in gang te zetten, wordt een ster geboren. Voor ‘zware’ sterren – dat wil zeggen: sterren met meer dan acht keer zoveel massa als onze zon – is dat echter maar een deel van het verhaal. De grootste sterren worden niet als eenlingen geboren. Ze ontstaan uit uit enorme wolken van moleculair gas, die in talrijke fragmenten uiteenvallen. Uit veel van die fragmenten ontstaat dan een enkelvoudige ster of dubbelster. Astronomen vragen zich allang af of dit fragmentatieproces andere fysische mechanismen vereist dan de samentrekking die tot de vorming van lichtere sterren leidt. Zo was onduidelijk of er in die massarijke wolken turbulenties zouden optreden die het samentrekkingsproces zouden versnellen of magnetische velden die het proces juist zouden vertragen. Om dat te kunnen vaststellen zijn opnamen van een stervormingsgebied nodig die detailrijk genoeg zijn om het fragmentatieproces goed te kunnen bekijken. Een schoolvoorbeeld van zo’n gebied is G351.77-0.54 in het sterrenbeeld Schorpioen. Uit eerdere waarnemingen was al gebleken dat deze gaswolk bezig is om uiteen te vallen, maar die waren niet detailrijk genoeg om de afzonderlijke protostellaire kernen te kunnen zien. De nieuwe ALMA-waarnemingen hebben daar verandering in gebracht. ALMA bestaat uit 66 radiotelescopen die tezamen tien keer zo scherpe beelden kunnen maken dan hun voorgangers. Op de beelden die met deze ‘array’ zijn gemaakt zijn subkernen te zien met afmetingen van minder dan 50 astronomische eenheden (dus minder dan 50 keer de gemiddelde afstand tussen aarde en zon). In combinatie met eerdere waarnemingen van de grotere structuren in de gaswolk wijst dat erop dat het fragmentatieproces tot op de kleinste schalen wordt geregeerd door de algemene gaswet die al op de middelbare school wordt onderwezen. Toch hebben de ALMA-waarnemingen een verrassing opgeleverd. Een ster-in-wording is doorgaans omgeven door een accretieschijf – de schijf waarin het uit de omgeving toestromende gas zich ophoopt vooraleer op de ster zelf te belanden. Onder invloed van magnetische velden wordt een deel van dit gas in de beide richtingen loodrecht op de schijf terug de ruimte in geblazen. Bij de nieuwe waarnemingen zijn deze straalstromen of ‘jets’ inderdaad opgespoord, maar de accretieschijven zelf bleven onvindbaar. Dat betekent dat ze waarschijnlijk nog kleiner zijn dan tot nu toe werd aangenomen, maar alleen nóg nauwkeurigere waarnemingen kunnen daar uitsluitsel over geven. (EE)
→ As Clouds Fall Apart, A New Star Is Born

22 januari 2019
De zwakke gloed van de planetaire nevel ESO 577-24 zal niet lang standhouden – ongeveer 10.000 jaar, een oogwenk naar astronomische begrippen. Deze schil van gloeiend geïoniseerd gas – de laatste ademtocht van een stervende ster waarvan het nagloeiende overblijfsel in het midden van deze foto te zien is – is vastgelegd met ESO’s Very Large Telescope. Naarmate de gasschil van deze planetaire nevel uitdijt en zwakker wordt, zal deze geleidelijk onzichtbaar worden. De gasnevel is het overblijfsel van een rode reuzenster die zijn buitenste lagen heeft afgestoten, en een kleine, intens hete dwergster heeft achtergelaten. Dit gekrompen overblijfsel zal geleidelijk afkoelen en uitdoven, en zijn dagen slijten als de schim van de vroegere ‘rode reus’. Rode reuzen zijn sterren die alle waterstof in hun kern hebben verbruikt en onder de verpletterende greep van de zwaartekracht beginnen samen te trekken. Door het krimpen van de rode reus, komen er weer fusiereacties in de kern van de ster op gang, die ervoor zorgen dat deze zijn buitenste lagen de ruimte in blaast in de vorm van een krachtige sterrenwind. De hete kern van de stervende ster zendt ultraviolette straling uit die intens genoeg is om deze afgestoten lagen te ioniseren en ervoor te zorgen dat ze licht gaan geven. Het resultaat is wat we als een planetaire nevel waarnemen – een laatste, vluchtige herinnering aan een oude ster die het einde van zijn bestaan heeft bereikt. Deze wonderschone planetaire nevel werd ontdekt bij de National Geographic Society  –  Palomar Observatory Sky Survey in de jaren 50 van de vorige eeuw, en werd in 1966 opgenomen in de Abell-catalogus van planetaire nevels. Vanwege de afstand van ongeveer 1400 lichtjaar is de spookachtige gloed van ESO 577-24 alleen zichtbaar met een krachtige telescoop. Terwijl de dwergster afkoelt, zal de nevel blijven uitdijen en geleidelijk vervagen. Deze foto van ESO 577-24 is gemaakt in het kader van het ‘Cosmic Gems’-programma van ESO – een initiatief waarbij interessante, intrigerende of visueel aantrekkelijke objecten voor educatieve of publicitaire doeleinden met ESO-telescopen worden gefotografeerd. Dit programma maakt gebruik van ‘telescooptijd’ die niet geschikt is voor wetenschappelijke waarnemingen. Wel staan de verzamelde beeldgegevens via ESO’s wetenschappelijke archief ter beschikking van astronomen.
→ Origineel persbericht

21 januari 2019
Astronomen hebben met een netwerk van gekoppelde telescopen, waaraan voor het eerst ook ALMA meedeed, ontdekt dat de radiostraling uit het zwarte gat in het centrum van de Melkweg (Sagittarius A*) uit een kleiner gebied komt dan eerder werd gedacht. Mogelijk wijst een jet van Sgr A* in onze richting. Het onderzoeksartikel, onder leiding van de Nijmeegse promovenda Sara Issaoun, wordt vandaag gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. Een wolk van heet gas onttrok het superzware zwarte gat tot nu toe aan het zicht waardoor weinig details bekend waren over Sgr A*. Astronomen zijn er nu in geslaagd door de ‘mist’ heen te kijken met een netwerk van radiotelescopen. Met deze techniek, die Very Long Baseline Interferometry (VLBI) heet en een virtuele telescoop ter grootte van de aarde oplevert, is het gelukt de exacte eigenschappen van de lichtverstrooiing in kaart te brengen. Het weghalen van de meeste verstrooiingseffecten heeft een beeld opgeleverd van de omgeving van het zwarte gat. Door de hoge kwaliteit van het niet-verstrooide beeld kon het team de theoretische modellen voor het gas rond Sgr A* aanscherpen. Het grootste deel van de radio-emissie blijkt uit slechts een 300 miljoenste van een graad te komen, en de bron heeft een symmetrische morfologie. “Dit zou erop kunnen wijzen dat de radiostraling is geproduceerd in een schijf met invallend gas in plaats van door een radio-jet,” verklaart Issaoun, die de waarnemingen heeft vergeleken met computermodellen, “Maar als dit echt het geval is, is Sgr A* een buitenbeetje vergeleken met andere zwarte gaten die radiostraling uitzenden. Daarom houden we ook rekening met de alternatieve verklaring dat de radio-jet vrijwel recht op ons is gericht.” Issaoun’s promotor Heino Falcke (Radboud Universiteit) noemt deze verklaring zeer ongebruikelijk, maar ook hij sluit die niet langer uit. “Het GRAVITY-instrument-team kwam onlangs tot een vergelijkbare conclusie via een onafhankelijke techniek en waarnemingen met ESO’s Very Large Telescope Interferometer van optische telescopen in Chili.” “Dus mogelijk kijken we inderdaad vanuit een zeer speciale positie naar het monster in het centrum van de Melkweg,” aldus Falcke. Superzware zwarte gaten bevinden zich in centra van sterrenstelsels en genereren de meest energetische verschijnselen in het heelal. Rond een zwart gat valt materiaal op een ronddraaiende accretieschijf. Een deel daarvan wordt met bijna de lichtsnelheid weer het heelal ingeblazen via twee smalle straalstromen (of jets) die helder oplichten in radio-emissie. Het is onduidelijk of de radio-emissie in Sgr A* van het invallende gas afkomstig is of van jets. Sgr A* is het dichtstbijzijnde superzware zwarte gat en ‘weegt’ ongeveer 4 miljoen zonsmassa’s. Zijn zichtbare grootte aan de hemel is minder dan een 100 miljoenste graad, wat overeenkomt met de grootte van een tennisbal op de maan, gezien vanaf de aarde. Om dat te waar te kunnen nemen, is de VLBI-techniek nodig. De resolutie die met VLBI kan worden bereikt wordt ook verhoogd door de waarneemfrequentie. De hoogste frequentie met VLBI is tot nu toe 230 GHz. De eerste waarnemingen van Sgr A* op 86 GHz dateren van 26 jaar geleden, met slechts een handjevol telescopen. “In de loop der jaren werd de kwaliteit van de data gestaag beter naarmate meer telescopen meededen,” zegt J. Anton Zensus, directeur van het Max Planck Institute for Radio Astronomy. Het onderzoek van Issaoun en collega’s uit Nijmegen en van andere instituten beschrijft de eerste waarnemingen op 86 GHz waaraan ook ALMA meedeed, verreweg de gevoeligste telescoop in dit frequentiegebied. ALMA is onderdeel geworden van de Global Millimeter VLBI Array (GMVA) in april 2017. “Sgr A* bevindt zich aan de zuidelijke hemel en de deelname van ALMA is niet alleen belangrijk vanwege zijn gevoeligheid maar ook vanwege de ligging op het zuidelijk halfrond,” zegt coauteur Ciriaco Goddi van van het Europese ALMA Regional Center (Allegro) aan de Sterrewacht Leiden. Naast ALMA deden twaalf telescopen in Noord-Amerika en Europa mee in het netwerk. “De bereikte resolutie is twee keer zo hoog als in eerdere waarnemingen op deze frequentie en heeft een eerste foto van het gebied direct rond Sgr A* opgeleverd die volledig vrij is van interstellaire verstrooiing, een effect dat wordt veroorzaakt door onregelmatigheid in de dichtheid van geïoniseerd materiaal langs de zichtlijn van de aarde naar Sgr A*.” De gebruikte techniek is ontwikkeld door Michael Johnson van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in de VS. “Hoewel verstrooiing de afbeelding van Sgr A* vervormt en vervaagt, hebben we door de geweldig resolutie van deze waarnemingen de exacte eigenschappen van de verstrooiing kunnen bepalen,” zegt Johnson. “De meeste effecten konden we verwijderen, wat een beeld opleverde van de omgeving van het zwarte gat. Het goede nieuws is ook dat deze waarnemingen aantonen dat verstrooiing geen beperking zal vormen voor de Event Horizon Telescope, die op 230 GHz en met nog betere resolutie de schaduw van een zwart gat zelf probeert te zien.” Toekomstige waarnemingen op verschillende golflengten zullen meer informatie opleveren over zwarte gaten, de meest exotische objecten in het heelal.
→ Origineel persbericht

9 januari 2019
Amerikaanse astronomen hebben de pulsen radiostraling geanalyseerd van een magnetar – een ronddraaiende neutronenster met een sterk magnetisch veld – in de nabijheid van het superzware zwarte gat in het hart van ons Melkwegstelsel. Het nieuwe onderzoek heeft aanwijzingen opgeleverd dat magnetars als deze, die een zwart gat als buurman hebben, weleens een bron van snelle radioflitsen zouden kunnen zijn. Snelle radioflitsen zijn korte stoten radiostraling die van bronnen ver buiten onze Melkweg afkomstig zijn. Magnetars zijn een zeldzame subklasse van de zogeheten pulsar, die op hun beurt tot de neutronensterren behoren. Aangenomen wordt dat magnetars simpelweg jonge pulsars zijn die langzamer ronddraaien dan gewone pulsars en een veel sterker magnetisch veld hebben. Dat kan erop wijzen dat alle pulsars ooit als magnetar zijn begonnen. De astronomen hebben gekeken naar de magnetar PSR J1745-2900, die oorspronkelijk is ontdekt met de röntgensatelliet Swift. Bij het nieuwe onderzoek is het object onderzocht met radioschotels van NASA. PSR J1745-2900 is slechts 0,3 lichtjaar verwijderd van het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum. Behalve dat PSR J1745-2900 overeenkomsten vertoont met de snelle radioflitsers hebben de astronomen ook ontdekt dat de afzonderlijke pulsen van deze magnetar sterke variaties vertonen. Dit zou erop kunnen wijzen dat er wolken plasma met hoge snelheid rond de magnetar bewegen, maar het is ook denkbaar dat de variabiliteit een eigenschap van de magnetar zelf is. De nieuwe waarnemingen zijn gepresenteerd tijdens de 233e bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle. (EE)  
→ Probing the Magnetar at the Center of Our Galaxy: New Observations Find Possible Links Between Magnetars and Extragalactic Radio Bursts

9 januari 2019
Waarnemingen van MAXI J1820+070 – een dubbelstersysteem bestaande uit een zwart gat van 10 zonsmassa’s en een normale ster – hebben meer inzicht gegeven in de wijze waarop dit zwarte gat materie van zijn begeleider aantrekt en verwerkt. De waarnemingen, gedaan met instrumenten in het internationale ruimtestation ISS, wijzen erop dat de röntgenuitbarstingen die daarbij optreden worden gereguleerd door de compacte ‘corona’ rond het zwarte gat (Nature, 10 januari). Op 11 maart 2018 registreerde de Japanse experimentenmodule MAXI aan boord van het ISS een enorme röntgenuitbarsting van een object op bijna 10.000 lichtjaar van de aarde. MAXI bestaat uit een aantal röntgendetectors die de complete hemel afspeuren naar uitbarstingen van röntgenstraling. Na de ontdekking van J1820 werd de gebeurtenis ook gevolgd met een ander instrument in het ISS: NASA’s Neutron star Interior Composition Explorer (NICER). De waarnemingen laten zien dat terwijl het zwarte gat in het dubbelstersysteem enorme hoeveelheden stermateriaal te verwerken kreeg diens corona – de halo van energierijke elektronen in de onmiddellijke omgeving van het zwarte gat – binnen een maand kromp van ongeveer 100 kilometer tot slechts 10 kilometer. De corona kan worden gezien als het centrale deel van de zogeheten accretieschijf rond het zwarte gat. Deze miljoenen kilometers grote schijf is de plek waar de materie die de begeleidende ster aan het zwarte gat overdraagt naartoe spiraalt. Vanuit de accretieschijf, die tijdens de waargenomen röntgen uitbarsting stabiel bleef, stroomt er bij vlagen stermaterie over naar het zwarte gat. Onduidelijk is nog wat er precies voor zorgt dat de corona samentrekt. Vermoed wordt dat de wolk van energierijke elektronen wordt samengeperst door de enorme van druk die door het vanuit de de accretieschijf toestromende gas wordt opgewekt. Maar waarom dat gebeurt is onbekend. (EE)
→ Astronomers observe evolution of a black hole as it wolfs down stellar material

9 januari 2019
Astronomen hebben bewijs gevonden dat witte dwergsterren kristalliseren. Witte dwergen zijn de uitdovende restanten van sterren zoals onze zon die grotendeels uit zuurstof en koolstof bestaan. Op theoretische gronden was al vermoed dat deze objecten op enig moment in hun bestaan een kern van vaste zuurstof en koolstof ontwikkelen. Dat zou het gevolg zijn van een fase-overgang vergelijkbaar met die van water naar ijs, maar dan bij veel hogere temperaturen. Gegevens van de Europese ruimtetelescoop lijken dat nu te staven (Nature, 10 januari).Met behulp van de Gaia-gegevens hebben de astronomen 15.000 witte dwergen op afstanden tot ongeveer 300 lichtjaar van de aarde geselecteerd, en de helderheden en kleuren van deze sterren geanalyseerd. Daarbij hebben ze ontdekt dat er bij bepaalde kleuren en helderheden een overschot aan witte dwergen bestaat. Modelberekeningen laten zien dat deze ‘ophopingen’ waarschijnlijk zijn veroorzaakt door de warmte die vrijkomt bij het kristallisatieproces. Deze warmte kan het afkoelproces van een witte dwerg met meer dan een miljard jaar vertragen, waardoor deze veel jonger lijkt dan hij in werkelijkheid is. Naar verwachting zullen alle witte dwergsterren ooit kristalliseren, de zwaarste als eerste. Dat betekent dat er alleen al in onze Melkweg miljarden gekristalliseerde witte dwergen moeten rondzwerven. Ook onze zon zal, over ongeveer 10 miljard jaar, dit proces gaan doorlopen. (EE)
→ Thousands of Stars Turning Into Crystals

7 januari 2019
Astronomen van de Universiteit Leiden hebben in SOFIA-data ontdekt dat de sterrenwind van een pasgeboren ster in de Orionnevel verhindert dat er in de directe omgeving meer sterren worden gevormd. Dat maakte coauteur Xander Tielens bekend tijdens een persconferentie op de 233ste bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Seattle, VS. Het onderzoeksresultaat verschijnt op 7 januari in Nature. Het resultaat is verrassend omdat wetenschappers dachten dat andere processen zoals exploderende sterren (supernova’s) grotendeels voor het reguleren van stervorming verantwoordelijk zijn. Maar de SOFIA-waarnemingen suggereren dat de babysterren sterrenwinden genereren die het basismateriaal voor de productie van sterren wegblazen. SOFIA is NASA’s stratosferisch observatorium voor infraroodsterrenkunde, dat zijn waarnemingen doet vanuit een aangepaste Boeing 747SP jetliner. De Orionnevel is een kraamkliniek van sterren, die vaak is waargenomen en gefotografeerd. Het is de sterrenfabriek die het dichtst bij de aarde staat. Sluiers van gas en stof maken de Orionnevel prachtig om te zien, maar zorgen er ook voor dat het geboorteproces van de sterren goeddeels aan het oog blijft onttrokken. Telescopen zoals SOFIA kunnen het infrarode licht waarnemen dat wel door de stofwolken heen komt, en dus stervormingsprocessen zien die in optisch licht verborgen blijven. In het hart van de Orionnevel ligt een klein groepje jonge, zware en heldere sterren. Het GREAT-instrument op SOFIA ontdekte dat de sterke sterrenwind van de helderste van deze babysterren, Theta1 Orionis C (θ1 Ori C), een grote schil van materiaal heeft weggeveegd uit de wolk waarin deze ster is geboren, zoals een sneeuwschuiver een straat schoonveegt door de sneeuw naar de kant van de weg te schuiven. “De wind is verantwoordelijk voor het blazen van zo’n grote bel rond de centrale sterren,” legt eerste auteur en promovenda aan de Leidse Sterrewacht Cornelia Pabst uit. “Hij rukt de stervormingswolk uit elkaar en voorkomt daarmee de geboorte van nieuwe sterren” De onderzoekers maten met het GREAT-instrument op SOFIA de chemische vingerafdruk van geïoniseerde koolstof. De aardse dampkring houdt infrarood licht tegen, maar doordat SOFIA hoog vliegt (waardoor het geen last heeft van 99 procent van de waterdamp in de atmosfeer) konden de fysische eigenschappen van de sterrenwind worden bestudeerd. Astronomen gebruiken de spectraallijn van geïoniseerde koolstof om de snelheid van het gas door de nevel heen vast te stellen, en de interacties tussen de zware sterren en de wolken waarin ze zijn geboren te bestuderen. In het hart van de Orionnevel vormt de sterrenwind van θ1 Ori C een bel die de stergeboorte in de buurt ontregelt. Tegelijkertijd duwt de wind moleculair gas naar de randen van de bel, en vormt op die manier nieuwe regio’s van dicht opeengepakt materiaal waaruit in de toekomst nieuwe sterren kunnen worden gevormd.
→ Origineel persbericht

4 januari 2019
Nog vóórdat ons Melkwegstelsel in botsing komt met het naburige Andromedastelsel zou het wel eens tot een aanvaring kunnen komen met een veel kleiner buurstelsel: de Grote Magelhaense Wolk. Dat schrijven Britse wetenschappers in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Door deze relatief bescheiden botsing, over 2 miljard jaar, wordt ons zonnestelsel mogelijk uit de Melkweg verbannen. De wetenschappers baseren zich op computersimulaties waarbij in rekening is gebracht dat de Grote Magelhaense Wolk bijna twee keer zoveel donkere materie bevat dan tot voor kort werd aangenomen. Door deze grotere massa is een botsing met de Melkweg onvermijdelijk. De Grote Magelhaense Wolk is verreweg de grootste van de bijna zestig kleine sterrenstelsels die om ons Melkwegstelsel zwermen. Het stelsel is pas ongeveer anderhalf miljard jaar geleden in onze omgeving aangekomen en bevindt zich momenteel op een afstand van 163.000 lichtjaar. Lang is verondersteld dat hij nog miljarden jaren uit de greep van de Melkweg zou blijven of misschien zelfs weer zou kunnen ontsnappen. Maar dat lijkt nu toch niet zo te zijn – integendeel zelfs. Als het echt tot een botsing komt, zal dat ertoe leiden dat het ‘slapende’ superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg wordt geactiveerd. Door de verstoring van Melkwegschijf zal er zo veel materie naar het zwarte gat toestromen, dat het spectaculair in omvang toeneemt. Een deel van de energie die daarbij vrijkomt wordt in vorm van twee bundels van energierijke deeltjes en straling terug de ruimte in geblazen. Dat laatste zal geen grote gevolgen hebben voor ons zonnestelsel: daarvoor is onze afstand tot het Melkwegcentrum te groot. Maar er bestaat wel een kleine kans dat de botsing met de Grote Magelhaense Wolk de omloopbaan van de zon zodanig verstoord, dat zij en haar gevolg van planeten de interstellaire ruimte in worden geslingerd. (EE)
→ Catastrophic Galactic Collision Could Send Solar System Flying Into Space

31 december 2018
Japanse astronomen hebben met het ALMA-observatorium in Noord-Chili een jonge protoster ontdekt die omringd wordt door een 'gewelfde' protoplanetaire schijf. Het gaat om de ster L1527, op ca. 450 lichtjaar afstand van de aarde, in een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Stier. De gas- en stofschijf rond deze protoster, waaruit in een later stadium planeten kunnen samenklonteren, is vermoedelijk nog geen honderdduizend jaar oud, maar vertoont toch al een opmerkelijke structuur. Het materiaal in de schijf draait niet in één plat vlak rond de ster; in plaats daarvan bestaat de schijf uit twee delen, waarbij het buitenste deel een helling vertoont ten opzichte van het binnenste deel. Het is voor het eerst dat zo'n 'gewelfde' structuur gevonden is in een jonge protoplanetaire schijf. De ontdekking biedt mogelijk een verklaring voor het feit dat de planeten in een planetenstelsel niet altijd netjes in hetzelfde platte vlak rond hun moederster bewegen (in ons eigen zonnestelsel vertonen de planeetbanen bijvoorbeeld een helling van enkele graden ten opzichte van elkaar). Vaak wordt aangenomen dat die licht gehelde banen het gevolg zijn van onderlinge botsingen tussen de reeds samengeklonterde brokstukken waaruit de planeten ontstaan. De schijf rond L1527 is echter zo jong dat dat samenklonteringsproces nog niet goed op gang gekomen kan zijn. Dat de schijf toch niet netjes in één plat vlak ligt, kan betekenen dat de lichte helling van de planeetbanen in andere stelsels (waaronder ons eigen zonnestelsel) gewoon een 'erfenis' is van de oorspronkelijke structuur van de protoplanetaire schijf. Hoe de planeetvormende schijf rond L1527 aan zijn opmerkelijke structuur komt, is nog niet bekend. Mogelijk is die het gevolg van een onregelmatige toevoer van materiaal uit de gas- en stofwolk waaruit de protoster is ontstaan; mogelijk speelt het magnetisch veld van de jonge ster een rol. De nieuwe ontdekking is vandaag online gepubliceerd in Nature. (GS)
→ Early Protostar Already Has a Warped Disk

21 december 2018
Een team van Britse astronomen heeft een enorme uitbarsting waargenomen bij een jonge ster op 685 lichtjaar van de aarde. Het gaat om een van de grootste ‘sterrenvlammen’ die ooit bij een ster van dit type zijn gezien. Er kwam 10.000 keer zoveel energie bij vrij als bij de grootste uitbarsting die ooit bij onze zon is geregistreerd. De vlam is gezien bij de pas ongeveer 2 miljoen jaar oude rode dwergster met de aanduiding NGTS J121939.5-355557. Volgens de astronomen was de uitbarsting groot genoeg om het materiaal rond de ster waaruit planeten zouden kunnen ontstaan te verstoren. Dat laatste hoeft overigens geen negatieve gevolgen te hebben voor het planeetvormingsproces. De straling die bij zulke uitbarstingen vrijkomt zou wel een bevorderlijk kunnen zijn voor de vorming van zogeheten chondrulen – kleine vaste deeltjes die kunnen samenklonteren tot planetaire bouwstenen. Een sterrenvlam ontstaat wanneer het magnetische veld van een ster zichzelf herschikt. Bij dit proces komen kolossale hoeveelheden energie vrij, die er uiteindelijk toe leiden dat de temperatuur aan het steroppervlak lokaal oploopt tot ongeveer 10.000 graden. Daarbij komen allerlei soorten elektromagnetische straling vrij – van infrarood licht tot röntgen- en gammastraling. (EE)
→ Baby star’s fiery tantrum could create the building blocks of planets

20 december 2018
Onderzoek van de planetaire nevel K4-47 heeft meer inzicht gegeven in de oorsprong van ‘sterrenstof’ – het vaste materiaal waaruit zowat alles in en op de aarde bestaat. Doorgaans wordt aangenomen al dat dit materiaal is gegenereerd bij explosieve verschijnselen zoals nova’s en supernova’. Maar het lijkt er nu op dat ook zonachtige sterren een steentje kunnen bijdragen (Nature, 20 december). Planetaire nevels zijn gasnevels die ontstaan wanneer een zonachtige ster aan het einde van haar bestaan haar buitenste lagen afstoot. Het onderzoek van K4-47 heeft nu laten zien dat deze nevel zeer rijk is aan zeldzame isotopen van koolstof, zuurstof en stikstof – rijker zelfs dan onze zon. Voor de vorming van deze isotopen zijn temperaturen vereist van meer dan 100 miljoen graden Celsius. Vandaar ook dat wetenschappers hun oorsprong bij zeer hevige explosies zochten. Dat ze nu ook in het restant van een niet-geëxplodeerde ster zijn aangetroffen kwam dus als een verrassing. Een mogelijke verklaring is dat de betreffende ster tegen het eind een zogeheten heliumflits heeft ondergaan – een kortstondige fase waarin in de buitenlagen van de ster helium tot zwaardere elementen is gefuseerd. Er zijn ook andere verklaringen denkbaar, maar hoe dan ook: het lijkt erop dat ook sterren zoals onze zon belangrijke producenten (kunnen) zijn van de isotopen koolstof-13, stikstof-15 en zuurstof-17. De vaste deeltjes waarin deze isotopen worden aangetroffen – zoals in interstellair gas en meteorieten – zijn dus niet allemaal afkomstig van nova’s en supernova’s, zoals doorgaans wordt aangenomen. (EE)
→ Stellar Corpse Reveals Clues to Missing Stardust

18 december 2018
Sterrenkundigen zijn getuige geweest van een krachtige groeispurt van een pasgeboren ster. Het gaat om de ster Gaia 17bpi. De Europese ruimtetelescoop Gaia registreerde als eerste dat de helderheid van deze ster veranderde. Nader onderzoek wees uit dat twee Amerikaanse infraroodsatellieten (NEOWISE en Spitzer) ook op infrarode golflengten al een helderheidstoename hadden geregisteerd. De ster is vervolgens gedetailleerd bestudeerd met grote telescopen op aarde. Het blijkt om een zogeheten FU Orionis-ster te gaan, genoemd naar het prototype. Tot nu toe zijn pas ca. 25 van dit soort veranderlijke protosterren bekend. Ze zijn hooguit een paar miljoen jaar oud, en zijn nog aan het ontstaan uit een samentrekkende en afplattende gaswolk. Af en toe ontstaat er in die wolk een instabiliteit, en wordt er in relatief korte tijd een grote hoeveelheid materiaal op de nieuwe ster 'gedumpt'. Zo'n uitbarsting is nu dus zowel in zichtbaar licht als op infrarode golflengten waargenomen. Sterrenkundigen krijgen daardoor een veel beter beeld van het proces, omdat infrarode straling niet geabsorbeerd wordt door omringende stofwolken. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Young Star Caught in a Fit of Growth

12 december 2018
Tijdens het testen van een nieuw subsysteem van SPHERE, het ‘planetenjachtinstrument’ van ESO’s Very Large Telescope, hebben astronomen indrukwekkende details kunnen vastleggen van de turbulente stellaire relatie binnen de dubbelster R Aquarii. De opname is nog scherper dan beelden die met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gemaakt. Jaren van waarnemingen hebben het bijzondere verhaal achter R Aquarii blootgelegd. De grootste van de twee sterren die deze dubbelster vormen is een rode reus van het Mira-type. Sterren van deze soort beginnen tegen het einde van hun bestaan te pulseren en worden duizend keer zo helder als onze zon. Daarbij zwellen hun buitenste lagen op om uiteindelijk de interstellaire leegte in te verdwijnen. De doodsstrijd van deze enorme ster is al een opzienbarend verschijnsel, maar de invloed van de begeleidende witte dwergster maakt er een onheilspellend kosmisch spektakel van. De witte dwerg, die kleiner, compacter en veel heter is dan de rode reus, onttrekt materie aan de buitenste lagen van zijn grote metgezel. Daardoor verzamelt zich af en toe voldoende materiaal op het oppervlak van de witte dwerg om een ​​thermonucleaire nova-explosie te veroorzaken – een immense gebeurtenis waarbij een enorme hoeveelheid materie de ruimte in wordt geblazen. In de ijle nevel van gas rond R Aquarii zijn de sporen van eerdere nova-explosies te zien. R Aquarii is slechts 650 lichtjaar van de aarde verwijderd en is daarmee een van de dichtstbijzijnde symbiotische dubbelsterren. Vandaar dat dit intrigerende object al decennialang op de bijzondere aandacht van astronomen mag rekenen. SPHERE is primair ontwikkeld om exoplaneten rechtstreeks in beeld te brengen. De mogelijkheden van dit instrument beperken zich echter niet tot de jacht op exoplaneten. Het kan ook worden ingezet om allerlei andere hemelobjecten te onderzoeken – zoals ook blijkt uit de nu gepresenteerde opname van R Aquarii. (EE)
→ Dansen met de vijand

10 december 2018
Astronomen gebruiken sterverduisteringen om de atmosfeer te bestuderen van accretieschijven rond compacte sterren. SRON-onderzoekers hebben deze methode toegepast op röntgendubbelsterren met lage massa. Ze vinden een dikkere atmosfeer dan voorspeld en onderscheiden twee verschillende gascomponenten. De resultaten zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. De twee componenten van een röntgendubbelster houden elkaar gevangen met hun aantrekkingskracht. Degene met de sterkere zwaartekracht ‘steelt’ materiaal van zijn begeleider en vormt een accretieschijf. De exacte omvang en geometrie van accretieschijven zijn op dit moment niet bekend. Nieuwe modellen en röntgenobservaties duiden op een dikkere schijf dan oudere theoretische modellen voorspellen. Op de schijf zou een uitgebreide atmosfeer kunnen liggen. Maar hoe zie je die zonder dat de felle röntgenstralen van de schijf de hele observatie overbelichten? Dit probleem kun je oplossen door een geschikte röntgendubbelster te vinden die onder een dermate gunstige hoek ligt dat de begeleidende ster de accretieschijf blokkeert. SRON-astronomen Ioanna Psaradaki, Elisa Costantini en Missagh Mehdipour selecteerden samen met Maria Diaz Trigo van ESO de ‘eclipsing’ dubbelster EXO 0748-676 en bestudeerden hem met de röntgenruimtetelescoop XMM-Newton. Het team koos een dubbelsysteem van twee sterren met lage massa, omdat zwaardere sterren sterke wind uitblazen die moeilijk te onderscheiden is van accretiestromen. Op sommige momenten verdwenen de aantrekkende ster en zijn accretieschijf volledig uit het zicht achter de begeleidende ster, zodat de onderzoekers erin slaagden om een spectrum te krijgen van de rijke atmosfeer van de schijf. De eclipsmethode stelde de astronomen in staat om de atmosfeer directer te observeren dan eerdere studies. Ze bevestigen dat de atmosfeer dikker moet zijn dan voorspeld en dat het gas in de uitgebreide atmosfeer voorkomt in twee verschillende vormen. De eerste gascomponent is heet, met een temperatuur vergelijkbaar met die van het onderste deel van de schijf. De tweede gascomponent is kouder en kleiner, en komt uit het buitenste gedeelte van de schijf. De onderzoekers vermoeden dat de tweede component bestaat uit klonters die zijn ontstaan uit de impact van de accretiestroom op de schijf. ‘De meest waarschijnlijke verklaring voor zo’n uitgebreide atmosfeer is dat de aantrekkende ster met zijn sterke röntgenstralen de buitenste delen van de accretieschijf foto-ioniseert,’ zegt Psaradaki. ‘Dit verschijnsel veroorzaakt thermische instabiliteit, terwijl het gas juist zoekt naar een stabiele oplossing. Die krijgt het als de schijf toeneemt in volume en zo een uitgebreide atmosfeer creëert, zoals blijkt uit onze resultaten.’
→ Origineel persbericht

29 november 2018
Waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hebben de bevestiging opgeleverd dat de jets van een ster-in-wording hun smalle structuur te danken hebben aan magnetische velden. Dat jets een belangrijke rol spelen bij de vorming van nieuwe sterren werd al vermoed. Ze stellen een protoster in staat om materie op te nemen uit de hem omringende accretieschijf door impulsmoment af te voeren. Zou dat niet gebeuren, dan stokt de aanvoer van materie naar de ster. De onderzochte protoster, HH 211, maakt deel uit van een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Perseus op ongeveer 1000 lichtjaar van de aarde. De ster-in-wording is naar schatting pas 10.000 jaar oud en heeft twintig keer zo weinig massa als onze zon. Zijn beide jets, die loodrecht op de accretieschijf staan, zijn rijk aan siliciumoxidemoleculen. Met ALMA hebben de astronomen ingezoomd op het binnenste deel van een van de jets, waar de emissie van het siliciumoxidegas het helderst is. Uit de polarisatie die deze straling vertoont blijkt dat het een magnetisch veld is dat het gas tot een smalle jet bundelt. (EE)
→ Magnetic Fields Found in a Jet From a Baby Star

21 november 2018
Astronomen hebben een ster ontdekt die net zulk bizar helderheidsgedrag vertoont als ‘Tabby’s ster’ (genoemd naar astronoom Tabetha Boyajian). De onregelmatige helderheidsvariaties worden toegeschreven aan materiaal – van nog onbekende aard – dat rond ster cirkelt. De ster is opgespoord in het kader van de Vista Variables in the Via Lactea (VVV) survey – een systematische speurtocht naar veranderlijke sterren in het centrale deel van de Melkweg. Daarbij zijn tal van sterren ontdekt die plotselinge helderheidsuitbarstingen vertonen. Maar één ster deed juist het omgekeerde: hij werd in 2012 gedurende enige tijd juist zwakker. De ster, die de aanduiding VVV-WIT-07 heeft gekregen, lijkt veel ouder en roder te zijn dan onze zon, al kan die kleur ook te maken hebben met het feit dat het hart van de Melkweg zeer stofrijk is. Zeker is wel dat de helderheid van de ster in de zomer van 2012 in de loop van elf dagen geleidelijk afnam, om in de 48 dagen daarna te kelderen. ‘Iets’ leek driekwart van het sterlicht tegen te houden, maar wat? Bij Tabby’s ster (KIC 8462852), die vergelijkbaar gedrag vertoont, wordt de oorzaak gezocht bij een zwerm uiteenvallende kometen of een gordel van planetair puin. Maar eigenlijk is er nog geen sluitende verklaring voor de waargenomen helderheidsvariaties. Dat bracht sommige wetenschappers zelfs tot de suggestie dat de ster is omgeven door een kunstmatige megastructuur – een kolossaal ‘zonnepaneel’. Op basis van de beschikbare helderheidsgegevens van VVV-WIT-07 vermoeden de ontdekkers van deze ster dat deze volgend jaar opnieuw een aantal ‘verduisteringen’ zal vertonen. Dat zou de bevestiging zijn dat er een grote hoeveelheid materiaal om de ster cirkelt. (EE)
→ Have Astronomers Found Another "Alien Megastructure" Star? (Scientific American)

21 november 2018
Een team van wetenschappers heeft in het data-archief van de röntgensatellieten XMM-Newton (ESA) en Chandra (NASA) drie nog onbekende röntgenpulsars opgespoord. Daarbij is gebruik gemaakt van gegevens in een ander golflengtegebied: dat van de gammastraling. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren die bundels straling uitzenden. Terwijl zo’n neutronenster ronddraait kan een van zijn bundels met korte tussenpozen eventjes op de aarde gericht zijn. Hierdoor licht het object met onderbrekingen van enkele milliseconden tot seconden kortstondig op. De eerste pulsars werden op radiogolflengten ontdekt, maar inmiddels is bekend dat deze objecten allerlei soorten straling uitzenden, zij het in veel geringere hoeveelheden. Een van die soorten is gammastraling, zoals die door de NASA-satelliet Fermi wordt gedetecteerd. Fermi speurt de hele hemel af en heeft op die manier de afgelopen decennia meer dan tweehonderd ‘gammapulsars’ opgespoord. Van slechts ongeveer twintig daarvan is ook röntgenstraling waargenomen, terwijl naar verwachting sommige van deze objecten beide soorten straling zouden moeten uitzenden. Het probleem is echter dat, anders dan een gamma-detector die de hele hemel afspeurt, een röntgentelescoop precies op een object moet worden gericht. Aan de hand van een nieuw ontwikkeld model hebben de wetenschappers onlangs drie gammapulsars geselecteerd, waarvan de kans groot leek dat ze óók op röntgengolflengten zouden moeten knipperen. Vervolgens is het team de archieven van de röntgensatellieten XMM-Newton en Chandra in gedoken, om te zien of dat inderdaad het geval was. En met succes: van alle drie zijn niet alleen röntgenpulsen geregistreerd, maar de eigenschappen van de uitgezonden röntgenstraling bleken ook nog eens in goede overeenstemming te zijn met de voorspelling van het gebruikte model. Het team verwacht dan ook dat op deze manier nog meer röntgenpulsars kunnen worden opgespoord. (EE)
→ From Gamma Rays to X-Rays: New Method Pinpoints Previously Unnoticed Pulsar Emission

19 november 2018
Een zware ster in ons eigen Melkwegstelsel, op 'slechts' ca. 8000 lichtjaar afstand van de aarde, zal over relatief korte tijd (astronomisch gesproken!) mogelijk exploderen in een energierijke 'gammaflits'. Gammaflitsen zijn de krachtigste explosies in het heelal; tot nu toe zijn ze alleen in verre sterrenstelsels waargenomen. Een internationaal team van radioastronomen onder leiding van Joseph Callingham van Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON) ontdekte een opmerkelijke stofspiraal rond de ster. Zulke spiraalvormige wolken ontstaan wanneer er sprake is van een zware dubbelster, bestaande uit twee zogeheten Wolf-Rayetsterren: grote, hete en lichtsterke sterren die krachtige 'sterrenwinden' het heelal in blazen en die op het punt staan hun leven op catastrofale wijze te beëindigen. Uit de metingen, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, blijkt dat het stof snelheden van rond de 2 miljoen kilometer per uur heeft. Metingen met optische telescopen wijzen echter uit dat er ook sprake is van wegstromend heet gas met snelheden van ca. 12 miljoen kilometer per uur. De enige verklaring voor deze snelheidsverschillen is dat er vanuit de poolgebieden van de sterren ijl en heet gas met zeer hoge snelheid wordt weggeblazen, terwijl iets koeler en dichter gas en stof aan de evenaar een lagere uitstroomsnelheid heeft. Zo'n situatie doet zich voor wanneer een ster met extreem hoge snelheid om zijn as draait. Onderzoek aan (lange) gammaflitsen heeft uitgewezen dat deze extreem krachtige explosies optreden wanneer zware, snel roterende sterren aan het eind van hun leven ineenstorten tot een zwart gat. De waarnemingen aan de dubbelster (door de onderzoekers Apep genoemd, naar een Egyptische slangengod) doen dan ook vermoeden dat het niet lang meer zal duren voordat ook hier sprake zal zijn van zo'n gammaflits - misschien niet meer dan enkele tienduizenden jaren. (GS)
→ Kosmische slang onthult hoe zware sterren sterven

19 november 2018
In het centrum van onze eigen Melkweg bevindt zich een zwart gat, genaamd Sagittarius A*. In afwachting van de eerste echte foto van een zwart gat, waarmee onder anderen sterrenkundigen van de Radboud Universiteit bezig zijn, bouwde Jordy Davelaar samen met collega’s alvast een Virtual Reality-simulatie (Computation Astrophysics and Cosmology, 19 november). In de simulatie (video) beweeg je rondom Sagittarius A*. Het licht dat je ziet, is afkomstig van materiaal dat als een draaikolk in het zwarte gat verdwijnt, en door de extreme omstandigheden een plasma wordt dat begint te gloeien. Dit licht wordt door de sterke zwaartekracht van het zwarte gat vervormd en afgebogen. Een deel van het plasma verlaat de omgeving van het zwarte gat op hele hoge snelheid via een straalstroom of jet. Daarna volg je het pad dat een deeltje af zou kunnen leggen in zo’n plasmastroom; je beweegt in een spiraalvormige baan steeds verder naar binnen totdat je door de jet wordt ‘uitgespuugd’. Het doel van de simulatie is om een zo realistisch mogelijke weergave van de directe omgeving van Sagittarius A* te maken. De camera rekent op elk punt uit hoe de omgeving er uit zou zien als we in radiostraling zouden kunnen kijken.
→ Volledig persbericht

16 november 2018
Nieuw onderzoek, gebaseerd op infraroodwaarnemingen met de ruimtetelescoop Spitzer, heeft laten zien dat bij de explosie van een zware ster silica oftewel siliciumdioxide vrijkomt – een van de meest voorkomende mineralen op aarde. Silica is een belangrijk bestanddeel van bijvoorbeeld gesteenten, zand en (dus ook) glas. Silica komt zo’n beetje overal in het heelal voor, maar onduidelijk was waar het spul nu precies vandaan komt. Bij het nieuwe onderzoek is nu silica ontdekt in twee bekende restanten van supernova-explosies – Cassiopeia A en G54.1+0.3. In beide gevallen gaat het om een ster, veel zwaarder dan de zon, waarvan de kern ineenstortte toen de daar aanwezige nucleaire brandstof opraakte. Bij dat proces ontstaan allerlei zware elementen, waaronder silicium. Hoewel in het spectrum van Cassiopeia A eerder al spectraallijnen waren gezien die dicht bij die van silica lagen, werden die niet onmiddellijk als zodanig herkend. Dat bleek te liggen aan de vorm van de silicadeeltjes in de supernovarest: die zijn niet volmaakt rond, maar enigszins langwerpig. Hierdoor geven ze een iets andere spectrale ‘vingerafdruk’ dan verwacht. Toen dat eenmaal duidelijk was, kon met behulp van aanvullende gegevens van de Europese infraroodsatelliet ook een schatting worden gemaakt van de hoeveelheid silica die bij zo’n supernova-explosie vrijkomt. De conclusie is de ontploffende zware sterren genoeg silica de ruimte in blazen, om de grote verspreiding van dit mineraal te kunnen verklaren. (EE)
→ Exploding Stars Make Key Ingredient in Sand, Glass

16 november 2018
Een team onder leiding van Vardan Adibekyan van het Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Portugal) heeft een nieuw ‘zusje’ van de zon opgespoord. De ster – HD 186302 – heeft hoogstwaarschijnlijk deel uitgemaakt van dezelfde gaswolk als waaruit onze zon is ontstaan. De sterren die deel hebben uitgemaakt van de sterrenhoop waartoe ook de zon heeft behoord, hebben zich in de loop van de miljarden jaren over het Melkwegstelsel verspreid, en zijn daardoor niet gemakkelijk meer te traceren. Bij de nieuwe zoektocht zijn 230.000 stellaire spectra gebruikt, die zijn verzameld in het kader van het AMBRE-project – een samenwerking van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) en de Sterrenwacht van de Côte d’Azur. Met behulp van gegevens van de Europese astrometrische satelliet Gaia zijn daaruit de sterren geselecteerd die de juiste leeftijd en ruimtelijke snelheden hebben. Nou ja, sterren… Uiteindelijk bleef er dus maar één ster over: HD 186302. Hoewel deze ster in het persbericht zelfs een ‘tweelingzusje’ van de zon wordt genoemd, voldoet zij niet aan alle eisen. Haar temperatuur is daarvoor iets te laag. Zusjes van de zon zijn gewilde onderzoeksobjecten. Het onderzoek van de sterren kan ons meer leren over de omstandigheden waaronder onze eigen ster is ontstaan. Ook zouden zulke sterren goede kandidaten kunnen zijn voor de zoektocht naar buitenaards leven. Het is namelijk niet ondenkbaar dat de planeten van de sterren van de sterrenhoop waar de zon deel van heeft uitgemaakt levende organismen hebben uitgewisseld. Adibekyan en zijn collega’s willen HD 186302 dan ook op de aanwezigheid van planeten onderzoeken. (EE)
→ A solar sibling identical to the Sun

7 november 2018
Bevatten sterrenhopen sterren van meerdere generaties of niet? Nieuw onderzoek van de sterrenhoop M11, die uit sterren van verschillende leeftijden lijkt te bestaan, wijst toch op het laatste (Nature, 8 november). In M11 vertonen sterren van dezelfde helderheid een opvallende variatie in kleuren, c.q. temperaturen. Dat suggereert dat deze sterren verschillende leeftijden hebben. En dat is opmerkelijk omdat ervan wordt uitgegaan dat de sterren in zo’n sterrenhoop allemaal tegelijk en uit hetzelfde materiaal zijn ontstaan. Doorgaans wordt deze variatie verklaard door aan te nemen dat er toch enige spreiding is geweest in het ontstaansmoment van de sterren. Het nieuwe onderzoek van M11 heeft echter een andere verklaring opgeleverd: de kleurverschillen zijn waarschijnlijk het gevolg van verschillen in rotatietijd. Dit blijkt uit metingen van de rotatiesnelheden van de sterren in M11, die met de MMT-telescoop van de universiteit van Arizona zijn gedaan. Uit deze metingen blijkt dat de sterren in deze sterrenhoop niet allemaal even snel om hun as roteren. Daardoor kan de ene ster wat jonger lijken dan de andere, terwijl ze beide even oud zijn. Hoe sneller een ster ronddraait, des te beter wordt het waterstof – de ‘brandstof’ – in de ster door elkaar ‘geroerd’. Als gevolg hiervan komt er meer waterstof in de kern terecht en blijft de ster er langer ‘jong’ uitzien. (EE)
→ Aging a Flock of Stars in the Wild Duck Cluster

7 november 2018
Door een tientallen jaar oud raadsel op te lossen, heeft een internationaal team van astronomen een extreem hete magnetosfeer ontdekt rond een witte dwerg – het overblijfsel van een ster zoals onze zon (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 7 november). Aan het einde van hun bestaan stoten sterren zoals onze zon hun buitenste lagen af. Daardoor blijft een hete, compacte en dichte kern achter, die in de loop van de miljarden jaren geleidelijk afkoelt: een witte dwerg. De temperatuur aan het oppervlak van zo’n ster ligt veelal rond de 100.000 graden Celsius. Ter vergelijking: het oppervlak van onze zon heeft een temperatuur van 5800 graden. Sommige witte dwergen vertonen sporen van sterk geïoniseerde ‘metalen’ – de astronomische term voor alle elementen die zwaarder zijn dan helium. Dat is merkwaardig omdat de ionisatiegraad van deze elementen – het aantal elektronen dat ze zijn kwijtgeraakt – erop wijst dat ze tot een temperatuur van 1 miljoen graden Celsius zijn verhit. Bij spectraalwaarnemingen van de 1200 lichtjaar verre witte dwergster GALEXJ014636.8 + 323615 is nu een bijzondere ontdekking gedaan. De signatuur van de sterk geïoniseerde metalen in het spectrum van deze ster blijken variaties van zes uur te vertonen – een periode die overeenkomt met de rotatietijd van de witte dwerg. De astronomen vermoeden nu dat de witte dwerg omgeven is door een gordel van ultraheet gas dat door zijn magnetische veld bijeengehouden wordt. De hoge temperatuur van dat gas zou veroorzaakt zijn door schokken in deze magnetosfeer. (EE)
→ Ultra-hot gas around remnants of Sun-like stars

5 november 2018
Astronomen hebben een kleine, zwakke rode dwergster in het Melkwegstelsel ontdekt die mogelijk rond de 13,5 miljard jaar oud is - bijna even oud als het heelal zelf. Het feit dat de ster zich in de centrale, dunne Melkwegschijf bevindt, doet vermoeden dat ons Melkwegstelsel drie miljard jaar ouder is dan tot nu toe werd aangenomen. De ontdekking wordt gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De ouderdom van de ster blijkt uit het zeer geringe gehalte aan elementen zwaarder dan waterstof en helium; de ster heeft nog vrijwel de 'pure' samenstelling van het pasgeboren heelal. Zwaardere elementen ('metalen' in astronomisch jargon) worden in de loop van de tijd gevormd door kernfusiereacties in het inwendige van sterren, maar in de prille jeugd van het heelal waren ze nauwelijks aanwezig. 2MASS J18082002-5104378 B, zoals het sterretje heet, is een zogeheten ultra metal poor star; hij ontstond kort nadat de allereerste sterren in het heelal hun korte leven beëindigden in supernova-explosies. De meeste van de ca. 30 ultra-metaalarme sterren die tot nu toe bekend zijn, zijn qua massa vergelijkbaar met onze eigen zon. De nieuwe recordhouder heeft een massa van slechts één zevende van die van de zon. Hij beschrijft een baan rond een zwaardere ster, die eveneens weinig zware elementen bevat. Na de ontdekking van die zwaardere ster meenden sterrenkundigen aanvankelijk dat er een neutronenster of een zwart gat omheen cirkelde, maar nader onderzoek (o.a. met de Gemini South Telescope in Chili) heeft nu echter uitgewezen dat de begeleider een rode dwerg is. De hoop is dat er in de toekomst meer lichte ultra-metaalarme sterren gevonden zullen worden. Onderzoek aan deze sterren biedt astronomen een unieke blik in de begindagen van ons Melkwegstelsel en van het heelal als geheel. (GS)
→ Johns Hopkins Scientist Finds Elusive Star with Origins Close to Big Bang

31 oktober 2018
Een team onder leiding van de Groningse astronoom Amina Helmi heeft met ESA’s Gaia-satelliet ontdekt dat ons sterrenstelsel, de Melkweg, niet in zijn eentje is gevormd maar in zijn vroege jeugd is samengesmolten met een ander groot stelsel (Nature, 1 november 2018). Gaia meet de positie, beweging en helderheid van sterren met een nauwkeurigheid die voorheen niet kon worden bereikt. De astronomen gebruikten 22 maanden aan waarnemingen en keken naar de 7 miljoen sterren waarvan de 3D-posities en -snelheden beschikbaar zijn. Ze ontdekten dat 33.000 van deze door de Melkweg bewegende sterren tot een opvallende collectie behoren. De sterren vielen op door hun langgerekte banen, die ze in vergelijking met de overige sterren van de Melkweg, in precies de tegenovergestelde richting doorlopen. Het enorme aantal sterren met afwijkend gedrag intrigeerde de astronomen en zij vermoedden dat dit iets met de ontstaansgeschiedenis van ons sterrenstelsel te maken zou kunnen hebben. Daarop hebben ze eerdere simulaties van het fuseren van twee grote sterrenstelsels vergeleken met de waarnemingen van Gaia, en die komen met elkaar overeen. Eerste auteur Amina Helmi: ‘De verzameling sterren die we met Gaia hebben gevonden heeft alle kenmerken die horen bij de overblijfselen van een galactische versmelting.’ De sterren behoorden dus ooit tot een ander sterrenstelsel, dat is opgeslokt door de Melkweg. Ze vormen nu het grootste deel van de binnenste halo, een gebied met oude sterren dat de centrale verdikking en de schijf van de Melkweg omgeeft. De galactische schijf zelf bestaat uit twee delen, een dunne en een dikke schijf. De dikke schijf bevat ongeveer 20 procent van de Melkwegsterren. Ten tijde van de botsing waren de sterren die nu in de dikke schijf zitten er al, maar de botsing zorgde ervoor dat de schijf werd opgeschud en dikker werd. Nadere analyse wijst erop dat het stelsel ongeveer zo groot moet zijn geweest als een van de Magelhaense Wolken, ongeveer 10 keer zo klein als de huidige Melkweg. Maar 10 miljard jaar geleden was de Melkweg zelf veel kleiner en daarom wordt de verhouding ten tijde van de versmelting geschat op 4:1. De astronomen hebben het opgeslokte stelsel Gaia-Enceladus gemunt, naar een van de Giganten in de Griekse mythologie, zoon van Gaia (de oermoeder, de aarde) en Uranus (de personificatie van de hemel).
→ Volledig persbericht

31 oktober 2018
ESO’s uiterst gevoelige GRAVITY-instrument heeft de al lang bestaande aanname dat er een superzwaar zwart gat in het centrum van de Melkweg huist verder onderbouwd. Nieuwe waarnemingen laten zien dat er gas met ongeveer 30% van de snelheid van het licht net buiten de waarnemingshorizon rondcirkelt. Het is voor het eerst dat er materiaal is waargenomen in een baan nabij het zwarte gat van waaruit er geen weg terug meer is. Het GRAVITY-instrument, dat deel uitmaakt van de Very Large Telescope (VLT)-interferometer, is ingezet om infraroodstraling waar te nemen die afkomstig is van de accretieschijf rond Sagittarius A* – het massarijke object in het hart van de Melkweg. De opvlammingen die dit materiaal vertoont verschaffen de langverwachte bevestiging dat het object in het centrum van onze Melkweg een superzwaar zwart gat is. De opvlammingen zijn afkomstig van materiaal dat heel dicht bij de waarnemingshorizon rond het zwarte gat cirkelt. Hoewel een deel van de materie in de accretieschijf – de gordel van gas die met relativistische snelheden om Sagittarius A* beweegt – veilig om het zwarte gat kan cirkelen, is alles wat te dichtbij komt gedoemd om voorbij de waarnemingshorizon te worden getrokken. De kleinste afstand tot het zwarte gat waarop materiaal kan rondcirkelen zonder onherroepelijk naar binnen getrokken te worden door de kolossale massa, wordt de binnenste stabiele baan genoemd. Dat is de plek waar de waargenomen opvlammingen hun oorsprong vinden.Eerder dit jaar hebben GRAVITY en SINFONI, een ander instrument van de VLT, al nauwkeurige metingen gedaan van de snelheid van de ster S2, terwijl deze door het extreme zwaartekrachtveld van Sagittarius A* scheerde. Daarbij werden voor het eerst de effecten waargenomen zoals Einsteins algemene relativiteitstheorie die voor zo’n extreme omgeving voorspelde. Tijdens de scheervlucht van S2 werd bij toeval ook een sterke emissie van infraroodstraling waargenomen.Deze straling, afkomstig van energierijke elektronen nabij het zwarte gat, was zichtbaar als drie opvallende heldere opvlammingen die exact in overeenstemming waren met theoretische voorspellingen van de hotspots zoals die rond een zwart gat van vier miljoen zonsmassa’s zouden ontstaan. Aangenomen wordt dat de opvlammingen worden veroorzaakt door magnetische interacties in het zeer hete gas dat op geringe afstand om Sagittarius A* cirkelt. (EE)
→ Meest gedetailleerde waarnemingen van materiaal dat nabij een zwart gat cirkelt

23 oktober 2018
Binnen hooguit een paar duizend jaar zal er in het centrum van de planetaire nevel M3-1, op ca. 14.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Grote Hond, waarschijnlijk een nova-explosie plaatsvinden - een thermonucleaire uitbarsting op het oppervlak van een witte dwergster waarbij die ster ongeveer een miljoen maal zo helder wordt als normaal. Dat blijkt uit gedetailleerd onderzoek aan de centrale ster van de planetaire nevel. Planetaire nevels ontstaan wanneer sterren zoals de zon aan het eind van hun leven hun buitenste gaslagen de ruimte in blazen, waarna de ster ineenkrimpt tot een compacte witte dwerg. De asymmetrische vorm van M3-1 deed al vermoeden dat de centrale ster van deze planetaire nevel deel uitmaakt van een dubbelstersysteem. Dat is nu bevestigd door waarnemingen met telescopen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili: de ster vertoont opvallende helderheidsvariaties, die veroorzaakt worden door periodieke onderlinge bedekkingen en verduisteringen van de twee componenten. De omlooptijd van de twee sterren blijkt slechts iets meer dan drie uur te zijn. Uit vervolgonderzoek, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, blijkt dat de twee sterren (de witte dwerg en zijn relatief lichte begeleider) zo dicht bij elkaar staan dat ze elkaar bijna raken. Materieoverdracht van de gewone ster naar de witte dwerg zal uiteindelijk tot een nova-explosie leiden, is de verwachting. Onduidelijk is nog hoe de twee sterren zo kort na de vorming van de planetaire nevel alweer op zo'n kleine onderlinge afstand terecht gekomen kunnen zijn. Theoretische modellen voorspellen dat dubbelsterren juist wijder worden nadat een van de twee componenten zijn buitenste gaslagen de ruimte in blaast. (GS)
→ Ultra-Close Stars Discovered Inside a Planetary Nebula

23 oktober 2018

18 oktober 2018
Bij waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop is een hevige uitbarsting van een jonge rode dwergster opgemerkt – een zogeheten supervlam. De straling die daarbij vrijkwam was intenser dan die van de hevigste uitbarstingen van onze zon. Voor het leven op eventuele planeten rond de 125 lichtjaar verre ster zou zo’n supervlam fataal kunnen zijn, maar in de loop van zijn bestaan wordt een rode dwerg wel ‘rustiger’. De supervlam werd gedetecteerd tijdens een speciale, nog lopende waarneemcampagne, HAZMAT geheten, waarbij rode dwergsterren van uiteenlopende leeftijden worden bekeken. Dat gebeurt op ultraviolette golflengten, waarop deze sterren de meeste activiteit vertonen. Rode dwergsterren zijn de kleinste, langstlevende en meest voorkomende sterren in onze Melkweg. Aangenomen wordt dat supervlammen ontstaan wanneer magnetische veldlijnen van een ster zodanig verstrengeld raken, dat ze ‘knappen’ en vervolgens weer aansluiting zoeken. Bij zo’n ‘reconnectie’ komen enorme hoeveelheden energie vrij. Tot nu toe zijn in de waarneemcampagne alleen jonge rode dwergen bekeken. Het feit dat de supervlam al binnen één dag van waarnemingen werd opgetekend, toont volgens de betrokken astronomen aan dat dit soort uitbarstingen heel vaak voorkomen – dagelijks of misschien zelfs enkele keren per dag. Het vervolg van het HAZMAT-onderzoek zal moeten uitwijzen hoe het met oudere rode dwergen is gesteld. (EE)
→ ASU Astronomers Catch Red Dwarf Star in Superflare Outburst

18 oktober 2018
Waarnemingen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra hebben de bevestiging opgeleverd dat de 19.000 lichtjaar verre supernovarest Kes 75 de jongste pulsar bevat die we kennen. De snelle rotatie en het sterke magnetische veld van de pulsar hebben een ‘wind’ van energierijke materie- en antimateriedeeltjes gegenereerd die zich met bijna de lichtsnelheid uit de voeten maken. Hierdoor is een bel van energierijke deeltjes ontstaan – een ‘pulsarwindnevel’. Als een zware ster al zijn nucleaire brandstof heeft verbruikt, stort zijn kern in en blaast hij zijn buitenlagen weg. In veel gevallen laat zo’n supernova een zogeheten neutronenster achter. Deze snel roterende objecten hebben een sterk magnetisch veld en produceren twee vuurtorenachtige bundels van straling. Dat maakt dat astronomen de neutronenster als een snel knipperend object kunnen waarnemen: een pulsar. Er zijn de afgelopen vijftig jaar meer dan 2000 van deze kosmische ‘knipperbollen’ ontdekt. De pulsar in Kes 75 is de meest ‘verse’ pulsar die tot nu toe is opgespoord, zo blijkt uit waarnemingen met de Chandra-satelliet. Deze laten zien dat de pulsarwindnevel met een snelheid van 1000 kilometer per seconde opzwelt. Daaruit kan worden afgeleid dat Kes 75 vanaf de aarde gezien ongeveer 500 jaar geleden is ontstaan. Er zijn echter geen aanwijzingen dat betreffende supernova-explosie is waargenomen. Vermoedelijk komt dit doordat de ster schuilging achter dichte wolken van stof en gas. (EE)  
→ Milky Way’s Youngest Pulsar Exposes Secrets of Star’s Demise

10 oktober 2018
Astronomen van de universiteit van Lund (Zweden) en Californië hebben een verklaring gevonden voor een recent raadsel in het centrum van onze Melkweg. Het betreft de hoge concentraties van een drietal elementen die afgelopen voorjaar nabij het superzware zwarte gat in het Melkwegcentrum leken te zijn ontdekt. Die hoge concentraties zijn maar schijn. Afgelopen voorjaar meldden onderzoekers dat rode reuzensterren in de nabijheid van het kolossale zwarte gat in het centrum van de Melkweg opvallend veel scandium, vanadium en yttrium bevatten. Er werden allerlei verklaringen voor bedacht, bijvoorbeeld dat de betreffende sterren waren ontwricht door de zwaartekracht van het zwarte gat. Nieuw onderzoek heeft een geheel andere verklaring opgeleverd. De spectraallijnen die tot de vermeende ontdekking hebben geleid geven een vertekend beeld. Spectraallijnen worden gebruikt om de chemische samenstelling van een ster te kunnen vaststellen. Daarbij wordt element gekenmerkt door zijn eigen specifieke spectraallijnen. Veelal is het zo dat de ‘sterkte’ van een spectraallijn een maat is voor de concentratie van het bijbehorende element. Maar er zijn meer factoren die de sterkte van een spectraallijn beïnvloeden, waaronder de temperatuur. In nauwe samenwerking met atoomfysici zijn de astronomen nu tot de conclusie gekomen dat de spectraallijnen van scandium, vanadium en yttrium in het licht van rode reuzensterren geen betrouwbaar beeld geven van de hoeveelheden van deze elementen. Dat zou te maken hebben met de relatief lage temperaturen van deze sterren, die rond de 3000 graden Celsius liggen. Hoe lager de temperatuur, des te sterker worden de lijnen van de elementen in kwestie. Dat er met de rode reuzensterren in het galactisch centrum niets bijzonders aan de hand is, wordt tevens bevestigd door spectraalonderzoek van koele reuzen in onze naaste omgeving. Ook die vertonen bijvoorbeeld schijnbaar verhoogde concentraties scandium, terwijl er geen zwart gat in de buurt is. (EE)
→ Researchers solve mystery at the centre of the Milky Way

8 oktober 2018
Astronomen hebben een van de oudste sterren in het Melkwegstelsel ontdekt. Sterren die in de prille jeugd van het heelal ontstonden, bestaan vrijwel volledig uit de elementen waterstof en helium, en bevatten nauwelijks zwaardere elementen. Pas in de loop van de kosmische geschiedenis zijn er (door kernfusieprocessen in het inwendige van sterren) zwaardere elementen gevormd, die vervolgens ook deel gaan uitmaken van latere generaties sterren. In de atmosfeer van onze eigen zon (die 'pas' 4,6 miljard jaar oud is), bedraagt het gehalte aan elementen zwaarder dan waterstof en helium bijvoorbeeld zo'n 2 procent. De hoeveelheid zware elementen in de buitenlagen van de ster Pristine_221.8781+9.7844 is echter nog eens ruim tienduizend maal zo klein. De ster is ontdekt in het kader van de Pristine-survey, waarbij speciale kleurfilters worden gebruikt op de 3,6-meter Canada-France-Hawaii Telescope op Mauna Kea, Hawaii, om sterren op te sporen met een zo 'primitief' mogelijke atmosferische samenstelling. De ontdekking van de ster is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Journey to the Beginning of Time

8 oktober 2018
De 'nieuwe ster' die in het jaar 1670 plotseling verscheen in het sterrenbeeld Zwaan was geen gewone nova. Dat blijkt uit onderzoek van het restant van de sterexplosie met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Gewone nova's zijn thermonucleaire explosies aan het oppervlak van een compacte witte dwergster, die ontstaan doordat gas van een begeleidende ster op de witte dwerg valt. In het geval van de nova uit 1670 ging het volgens de onderzoekers echter om de botsing van een witte dwerg en een bruine dwerg. Witte dwergen zijn de kleine, extreem compacte overblijfselen van sterren zoals onze eigen zon. Ze zijn niet veel groter dan de aarde, maar in massa vergelijkbaar met de zon. Een bruine dwerg is een stuk groter, maar veel minder zwaar: het is een gasbol ter grootte van Jupiter (en enkele tientallen malen zo zwaar als die reuzenplaneet), waarvan de temperatuur in het binnenste niet hoog genoeg is voor de spontane kernfusie van waterstofatomen. Door het licht te bestuderen van sterren die zich áchter het nova-restant bevinden, werd ontdekt dat er in dat expanderende overblijfsel lithiumatomen voorkomen. Lithium is in kleine hoeveelheden ontstaan tijdens de oerknal, maar wordt in 'gewone' sterren snel en effectief omgezet in zwaardere elementen. In bruine dwergen kan lithium echter 'overleven'. Ook de relatieve hoeveelheden van verschillende isotopen van koolstof, zuurstof en stikstof in het nova-restant wijzen uit dat de explosie van 1670 moet zijn ontstaan toen de bruine dwerg uiteen werd gerukt door de getijdenkrachten van de witte dwerg. (GS)
→ When Is a Nova Not a 'Nova'? When a White Dwarf and Brown Dwarf Collide

3 oktober 2018
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om de zeer energierijke straling te detecteren van een bijzonder stersysteem in onze Melkweg. Het gaat om de ‘microquasar’ SS 433 – een zwart gat dat materie opslokt van een begeleidende ster en twee ‘jets’ van hoogenergetische deeltjes en straling terug de ruimte in blaast. De nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de krachtige gammastraling die daarbij vrijkomt wordt geproduceerd door extreem snelle elektronen die aan de uiteinden van de jets interacties aangaan met de kosmische achtergrondstraling (Nature, 4 oktober). SS 433 is een van de ongeveer tien microquasars die tot nu toe in onze Melkweg zijn ontdekt. Met een afstand van ongeveer 15.000 lichtjaar is hij een van de meest nabije en meest onderzochte. Daarnaast is hij een van de weinige microquasars in de Melkweg die gammastraling blijken uit te zenden. Deze straling is waargenomen met de High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory (HAWC). Deze ‘gammatelescoop’ bestaat uit meer dan 300 watertanks, hoog op de Sierra Negra, een vulkaan in het zuiden van Mexico. Hij detecteert de gammastraling die uit het heelal komt niet rechtstreeks, maar via de deeltjesregens die ontstaan wanneer deze straling in botsing komt met atomen in de aardatmosfeer. Uit de HAWC-waarnemingen blijkt dat de gammastraling van SS 433 niet afkomstig is van het centrale deel van het stersysteem, waar zich het zwarte gat en de naburige ster bevinden, maar van de uiteinden van de jets. Daaruit leiden de onderzoekers af dat de daar aanwezige elektronen kolossale snelheden hebben. Deze elektronen komen uiteindelijk in ‘botsing’ met de zwakke kosmische achtergrondstraling – de alomaanwezige warmtestraling die kort na de oerknal werd uitgezonden. Bij deze interactie, die inverse comptonverstrooiing wordt genoemd, komt extreem energierijke gammastraling vrij. Het is voor het eerst dat dit type straling bij SS 433 is waargenomen. Maar daarmee is de werking van dit bijzondere stersysteem nog niet volledig verklaard. Hoe de elektronen die deze straling veroorzaken hun extreem hoge snelheden hebben verkregen is namelijk onduidelijk. (EE)
→ Mountaintop observatory sees gamma rays from exotic Milky Way object

2 oktober 2018
De Leidse astronomen Elena Maria Rossi, Tomasso Marchetti en Anthony Brown hebben in de tweede datarelease van de Europese ruimtetelescoop Gaia twintig tot nu toe onbekende hogesnelheidssterren ontdekt - sterren die zo snel bewegen dat ze onmogelijk 'vastgehouden' kunnen worden door het zwaartekrachtveld van ons Melkwegstelsel. Opmerkelijk genoeg bewegen de meeste van die sterren naar ons Melkwegstelsel toe in plaats van er vanaf. Dat doet vermoeden dat het om binnendringers gaat die afkomstig zijn uit andere sterrenstelsels. Eerder ontdekte hogesnelheidssterren vliegen het Melkwegstelsel juist uit. Mogelijk zijn ze versneld door een zwaartekrachtwisselwerking met het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg. Dat kan niet het geval zijn voor de snelle sterren die op ons Melkwegstelsel af racen. Hun exacte herkomst is echter nog niet duidelijk. Mogelijk zijn ze afkomstig uit de Grote Magelhaense Wolk, een van de kleine satellietstelsels van de Melkweg. Het is ook denkbaar dat ze uit andere, verder weg gelegen sterrenstelsels komen. Ze kunnen versneld zijn door een interactie met een zwaar zwart gat, of afkomstig zijn uit een dubbelstersysteem waarvan de tweede ster als supernova is geëxplodeerd. Ook is het mogelijk dat de snelle sterren hun oorsprong vinden in de uitgestrekte halo van ons eigen Melkwegstelsel, en hun hoge snelheid te danken hebben aan de wisselwerking met een van de kleinere dwergstelsels in die halo. Toekomstig onderzoek aan de scheikundige samenstelling van de hypersnelle sterren moet uitsluitsel geven over hun herkomst. Als ze binnendringers zijn uit een ander, ver verwijderd sterrenstelsel, bieden ze een unieke gelegenheid om de 'bewoners' van andere sterrenstelsels van relatief nabij te bestuderen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Gaia Spots Stars Flying Between Galaxies

26 september 2018
Een team astronomen onder leiding van de Amsterdamse promovendus Jakob van den Eijnden heeft met de Very Large Array (VLA) voor het eerst een sterk magnetische neutronenster waargenomen die jets produceert. Het team publiceerde vorig jaar al twee artikelen waarin aannemelijk werd gemaakt dat dit tot de mogelijkheden zou behoren, hoewel het volgens de theorie niet kan. De radiostraling gedraagt zich tijdens de uitbarsting precies zoals in jets die bekend zijn van andere bronnen, zoals zwarte gaten of neutronensterren met een zwak magneetveld (Nature, 27 september). Jets zijn energierijke plasmastromen die met hoge snelheid uit de directe omgeving van accreterende zwarte gaten of neutronensterren de ruimte in worden geblazen. ‘Accreterend’ wil zeggen dat de neutronenster materiaal (gas) opslokt van zijn begeleidende (gewone) ster. Jets zijn al tientallen jaren bekend, maar tot nu toe waren ze nog nooit gezien bij neutronensterren met een sterk magneetveld. De heersende overtuiging was dat het sterke magneetveld de vorming van plasmastromen tegenhoudt, doordat het gas niet dicht genoeg bij de neutronenster kan komen. Jets zijn belangrijk omdat ze grote hoeveelheden materie de ruimte in spuwen, wat een grote impact kan hebben op de directe omgeving. Daarbij spelen jets mogelijk ook een belangrijke rol in de evolutie van röntgendubbelsterren. Het is daarom van groot belang om te begrijpen hoe jets worden geproduceerd en hoeveel materie ze precies de ruimte in blazen. Radiowaarnemingen van Swift J0243, een sterk magnetische neutronenster die pas in oktober 2017 is ontdekt, hebben nu laten zien dat diens radiospectrum gelijk is aan dat van andere bronnen en ook op dezelfde manier varieert. ‘We hebben dus echt voor het eerst een jet waargenomen van een neutronenster met een sterk magneetveld,’ aldus Van den Eijnden. De bestaande theorieën, die zeggen dat dit onmogelijk is, kunnen overboord. Maar het resultaat sluit wel mooi aan bij een recent ontwikkeld model, waarin de vorming van jets op een heel andere manier wordt voorspeld, en waarin het magneetveld geen probleem is.
→ Volledig persbericht

20 september 2018
Onderzoekers hebben ontdekt dat zonachtige sterren dezelfde ‘differentiële’ rotatie vertonen als onze zon. Dat betekent dat hun rotatieperiode aan de evenaar kleiner is dan daarboven en daaronder. Het verloop in rotatieduur is wel groter dan bij de zon – groter ook dan theoretisch werd verwacht (Science, 21 september). Net als onze zon zijn sterren draaiende bollen van heet gas. Daardoor roteren ze niet als een vaste bol: hun rotatieperiode varieert met de breedtegraad. Dit effect, dat differentiële rotatie wordt genoemd, wordt verantwoordelijk gehouden voor de opwekking van magnetische velden en daarmee ook voor het ontstaan van sterrenvlekken – donkere, koelere gebieden op het oppervlak van de ster. Onze zon heeft aan haar evenaar een rotatieperiode van ongeveer 25 dagen. Naar de polen toe loopt dit geleidelijk op naar 31 dagen. Maar hoe zit dat bij andere sterren? Om dat te onderzoeken heeft een team van Duitse en Amerikaanse astronomen de rotatie van 40 sterren onderzocht die qua massa op onze zon lijken. Van 13 van deze sterren kon de differentiële rotatie ook daadwerkelijk worden gemeten. Daarbij is gebruik gemaakt van gegevens van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, die sterren normaal gesproken onderzoekt op de aanwezigheid van planeten. Zoals gezegd blijkt uit de metingen dat deze sterren – zoals verwacht – ook differentiële rotatie vertonen. Dat het verschil tussen de rotatieperiode aan de evenaar en verder daarvandaan vaak groter is dan bij onze zon komt echter als een verrassing. En een verklaring daarvoor ontbreekt nog. (EE)
→ A new twist on stellar rotation

19 september 2018
De passage van een klein sterrenstelsel, ongeveer 500 miljoen jaar geleden, heeft de banen van sterren in de buurt van de zon flink verstoord. Deze opvallende ontdekking laat zien dat invloeden van buitenaf veel belangrijker zijn voor de vorm de Melkweg dan tot nu toe werd aangenomen (Nature, 20 september). ‘De schijfvormige structuur in de buurt van de zon is verschoven – iets heeft er een flinke trap tegen gegeven’, aldus hoogleraar sterrenkunde Amina Helmi van de Rijksuniversiteit Groningen en medeauteur van het Nature-artikel. De ontdekking is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die de posities en bewegingen van vele miljoenen sterren in onze Melkweg heeft gemeten. Door de banen van deze sterren te plotten werd een structuur als een slakkenhuis zichtbaar. Daaruit blijkt dat een flink deel van de sterren niet alleen ronddraait in het vlak van de Melkwegschijf maar ook erboven, wat leidt tot een spiraalvormige structuur. ‘Zo’n ‘slakkenhuis’ is niet eerder waargenomen’, zegt hoofdauteur Teresa Antoja van de Universiteit van Barcelona. Uit de vorm ervan heeft ze afgeleid wanneer de verstoring die voor deze structuur heeft gezorgd moet hebben plaatsgevonden: tussen de 300 en 900 miljoen jaar geleden, vermoedelijk rond 500 miljoen jaar. Dat valt samen met een nabije passage van het Sagittarius-dwergstelsel, dat op dit moment een koers volgt waardoor het ergens in de komende 500 miljoen jaar door de Melkweg zal worden opgeslokt. De grootte van de verstoring heeft de astronomen verrast. Tot nu toe werd aangenomen dat dit soort verstoringen relatief klein zouden zijn. De massa van de Sagittarius-dwerg is immers tienduizend keer zo klein als die van de Melkweg. ‘We hebben de dynamiek van de Melkweg altijd bestudeerd zonder rekening te houden met dit soort externe invloeden, alsof ieder sterrenstelsel in een eigen privé-universum bestaat. Dat blijkt dus niet juist te zijn’, concludeert Helmi. ‘We moeten dit op een of andere manier opnemen in de modellen die de evolutie van sterrenstelsels beschrijven – al weet ik nog niet hoe dat moet.’ 
→ Oorspronkelijk persbericht

17 september 2018
De nabije röntgenpulsar RX J0806.4-4123 wordt mogelijk omgeven door een kolossale roterende stofschijf. Dat schrijven astronomen vandaag in The Astrophysical Journal, op basis van infraroodwaarnemingen aan de pulsar die verricht zijn met de Hubble Space Telescope. Het is voor het eerst dat er 'uitgebreide' infrarood-emissie is gedetecteerd bij een pulsar. Pulsars (pulsating stars) zijn snel rondtollende neutronensterren - de kleine, supercompacte restanten van zware reuzensterren die hun leven beëindigd hebben in een catastrofale supernova-explosie. Zo'n neutronenster zendt bundels van straling en deeltjes het heelal in, die in sommige gevallen als vuurtorenbundels over de aarde zwiepen. In dat geval kan de neutronenster 'gezien' worden als een pulsar - meestal op radiogolflengten, in zichtbaar licht of in röntgenstraling. Dat RX J0806.4-4123 ook infraroodstraling uitzendt (afkomstig uit een gebied met een geschatte middellijn van zo'n 30 miljard kilometer) doet vermoeden dat de pulsar wordt omgeven door een platte, roterende schijf van relatief warm stof. Het zou kunnen gaan om materiaal van de geëxplodeerde ster dat weer terug is gevallen naar de neutronenster. Een andere mogelijke verklaring is dat de pulsar een 'wind' van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in blaast, die in wisselwerking treedt met omringend gas in het Melkwegstelsel, en daardoor infraroodstraling produceert. Zo'n pulsarwind is echter nooit eerder uitsluitend op infraroodgolflengten waargenomen. (GS)
→ Hubble Uncovers Never Before Seen Features Around a Neutron Star

17 september 2018
Sterrenkundigen hebben de massa's bepaald van Epsilon Indi B en C, twee bruine dwergen die samen een baan beschrijven rond de 'gewone' ster Epsilon Indi A, op 12 lichtjaar afstand aan de zuidelijke sterrenhemel. De massa's konden afgeleid worden uit precisiemetingen aan de baanbeweging van de twee objecten. De bruine dwergen blijken respectievelijk 75 en 70 maal zo zwaar te zijn als de planeet Jupiter. Bruine dwergen zijn 'mislukte' sterren: ze hebben onvoldoende massa (en daardoor een te lage druk en temperatuur in het centrum) om spontane kernfusiereacties van waterstof in hun inwendige op gang te brengen. Ze zenden vooral infrarode straling (warmtestraling) uit, en slechts een klein beetje zichtbaar licht. Theoretische modellen voorspellen dat bruine dwergen niet zwaarder kunnen zijn dan ca. 70 Jupitermassa's. Boven die drempelwaarde komen er volgens de modellen wél spontane fusiereacties van waterstof op gang, en is er dus sprake van een 'echte' ster. Uit directe waarnemingen van de twee objecten blijkt overduidelijk dat het bruine dwergen zijn en geen gewone sterren, maar met name Epsilon Indi B blijkt significant zwaarder te zijn dan de theoretische grens van 70 Jupitermassa's. De nieuwe resultaten, gepubliceerd in The Astrophysical Journal, doen vermoeden dat de bestaande modellen aanpassing behoeven. (GS)
→ When Is a Star Not a Star?

13 september 2018
Een internationaal team van wetenschappers heeft een manier ontwikkeld om de geboorteplaatsen van de sterren in onze Melkweg te achterhalen. Een van de resultaten is dat de pas gevormde zon zich 2000 lichtjaar dichter bij het galactisch centrum bevond dan nu (ca. 25.000 lichtjaar). Om de migratiegeschiedenis van sterren te kunnen reconstrueren, hebben de wetenschappers een methode bedacht die gebruik maakt van de leeftijden en chemische samenstellingen van sterren. De methode berust op het gegeven dat de stervorming in een galactische schijf zich geleidelijk naar buiten verplaatst, waardoor opeenvolgende generaties van sterren chemische verschillen gaan vertonen. Concreet betekent dit dat als de leeftijd en bijvoorbeeld het ijzergehalte van een ster heel nauwkeurig bekend zijn, direct een schatting kan worden gemaakt van zijn positie in de galactische schijf ten tijde van zijn ontstaan. Toegepast op 600 sterren in de naaste omgeving van onze zon heeft de methode uitgewezen dat deze sterren zo’n beetje van overal in de galactische schijf afkomstig zijn. En hoe ouder de ster, des te dichter lag zijn ontstaansplek bij het galactische centrum. (EE)
→ Uncovering the Birthplaces of Stars in the Milky Way

12 september 2018
Nieuw onderzoek onder leiding van Stella Offner van de universiteit van Texas in Austin wijst erop dat magnetische golven een belangrijke rol spelen bij de vorming van nieuwe sterren. Haar berekeningen laten zien dat deze golven een veel groter bereik hebben dan tot nu toe werd aangenomen (Nature Astronomy, 11 september). Offner heeft een supercomputer gebruikt om modellen te maken van de vele processen die zich afspelen in grote wolken van gas waarin zich sterren aan het vormen zijn. In deze wolken spelen zich allerlei verschillende fysische processen tegelijk af, zoals zwaartekracht, turbulentie, en straling en winden van reeds gevormde sterren. De vraag die zij wilde beantwoorden is waarom de waargenomen bewegingen in zo’n gaswolk zo hevig zijn. Volgens sommige astronomen is dat vanwege de gravitationele collaps – het ‘in elkaar storten’ van de gaswolk onder zijn eigen zwaartekracht. Anderen zoeken de oorzaak bij turbulenties en sterrenwinden. De computermodellen lieten iets onverwachts zien: de energie die vrijkomt bij de interacties tussen sterrenwinden en het magnetische veld van de gaswolk heeft een veel grotere uitwerking dan tot nu toe werd aangenomen. De magnetische velden fungeren als elastieken die zich over de hele wolk uitstrekken, en de sterrenwinden als vingers die de elastieken ‘bespelen’. Op deze manier ontstaan golven die zich sneller verplaatsen dan de sterrenwind en op grote afstanden bewegingen veroorzaken. Op die manier oefenen pas gevormde sterren een sterkere invloed uit op hun omgeving dan gedacht. Als volgend stap wil Offner onderzoeken of dit proces zich beperkt tot gaswolken of dat het ook van invloed is op veel grotere structuren, zoals complete sterrenstelsels. (EE)
→ Magnetic Waves Create Chaos in Star-Forming Clouds

7 september 2018
Begin 2017 maakte de Amerikaanse astronoom Larry Molnar van Calvin College bekend dat hij en zijn team twee sterren hadden ontdekt die op zo’n geringe afstand om elkaar wentelden, dat het binnen enkele jaren tot een botsing zou komen. Dat zou resulteren in een hevige explosie, een zogeheten rode nova. Nieuw onderzoek ondergraaft deze voorspelling echter. Het gaat om de dubbelster KIC 9832227, die op een afstand van ongeveer 1800 lichtjaar in het sterrenbeeld Zwaan staat. De beide sterren van de dubbelster doen er slechts 11 uur over om één keer om elkaar heen te draaien. De twee zouden elkaar inmiddels al zo dicht genaderd dat ze een gezamenlijke atmosfeer hebben ontwikkeld. Hierdoor zouden ze geleidelijk worden afgeremd en elkaar dichter gaan naderen. Doordat de twee sterren vanaf de aarde gezien tijdens elke omloop voor elkaar langs bewegen, kunnen eventuele veranderingen in hun omlooptijd relatief gemakkelijk worden gemeten. De voorspelling die Molnar vorig jaar deed was gebaseerd op een aantal reeksen van zulke metingen, die de periode 2007-2013 besloegen. Verder was er nog één meetpunt uit 1999, en dáár ging het mis...Quentin Socia van San Diego State University heeft het afgelopen jaar gezocht naar nog meer oude meetpunten. Daarbij kwam hij tot de ontdekking dat het meetpunt uit 1999, dat een cruciale rol speelde bij Molnars voorspelling, nogal afweek van meetwaarden uit 2003. De afwijking, die precies een uur bedroeg, blijkt terug te voeren zijn op een drukfout in het artikel waarin de gegevens van 1999 werden gepubliceerd. Dat is jammer voor Molnar, die zijn voorspelling van een naderende stellaire catastrofe de mist in ziet gaan. Maar ook na deze correctie vertoont de omlooptijd van beide sterren momenteel een duidelijke afname. Er is dus wel degelijk iets vreemds aan de hand met KIC 9832227, maar dat het rond 2022 tot een botsing komt, lijkt niet langer waarschijnlijk. (EE)
→ Team of Researchers Challenge Bold Astronomical Prediction

17 augustus 2018
In de directe omgeving van een pasgeboren ster in de Kattepootnevel (NGC 6334I), op 4300 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Schorpioen, zijn jets ('straalstromen') van stoom ontdekt, enigszins vergelijkbaar met de stoom die uit een fluitketel wordt geblazen. De hete watermoleculen worden in twee tegenovergestelde richtingen de ruimte in geblazen, maar de stoom-jets vallen qua richting niet precies samen met eerder ontdekte (en langere) jets van materiaal in het stervormingsgebied; mogelijk zijn ze pas vrij recent ontstaan. De ontdekking, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, is gedaan met de Band 10-ontvangers van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili. Deze ontvangers, deels ontwikkeld door het Kapteyn-laboratorium in Groningen, detecteren hoogfrequente, kortgolvige millimeterstraling in het grensgebied van infraroodstraling en radiostraling. Het gaat om elektromagnetische straling met golflengten tussen 0,3 en 0,4 millimeter en met frequenties tussen 787 en 950 gigahertz. ALMA heeft in het stervormingsgebied ook de aanwezigheid vastgesteld van een enorme verscheidenheid aan organische moleculen, waaronder glycolaldehyde, een aan suikers verwant molecuul. Dankzij de enorme gevoeligheid van ALMA zijn meer dan tien maal zoveel spectraallijnen gedetecteerd dan er enkele jaren in hetzelfde gebied zijn gevonden door de Europese ver-infraroodkunstmaan Herschel. De nieuwe ontdekking - een van de eerste wetenschappelijke resultaten behaald met de Band 10-ontvangers - toont opnieuw aan dat water en organische (koolstofhoudende) moleculen in grote hoeveelheden aanwezig zijn in jonge stervormingsgebieden. (GS)
→ First Science with ALMA’s Highest-Frequency Capabilities

16 augustus 2018
De beweging van gas en stof in de directe omgeving van Sagittarius A* - het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel - wordt in belangrijke mate beïnvloed door het (relatief zwakke) magnetisch veld ter plaatse. Dat werd al lange tijd vermoed, maar is nu voor het eerst bevestigd door metingen. Het zwarte gat (ca. 4 miljoen maal zo zwaar als de zon) wordt omgeven door een dikke 'ring' van koel moleculair gas en stof - de circumnucleaire schijf. Binnen die ring is een 'mini-spiraal' ontdekt van heet geïoniseerd gas, waarin zogeheten 'streamers' voorkomen. De circumnucleaire schijf wordt algemeen beschouwd als het belangrijkste 'voedselreservoir' voor het zwarte gat. Metingen aan de polarisatie van stofdeeltjes met behulp van de 15-meter James Clerk Maxwell Telescope op Mauna Kea, Hawaii (een schotelantenne voor het bestuderen van straling op millimieter-golflengten), hebben nu aangetoond dat de oriëntatie van het magnetisch veld geassocieerd is met die van de circumnucleaire schijf. De binnenste magnetische veldlijnen blijken bovendien samen te vallen met de structuur van de mini-spiraal. Dat bevestigt het idee dat magnetische velden een belangrijke rol spelen bij de toevoer van materiaal naar het centrale zwarte gat. Hetzelfde effect zal naar verwachting een rol spelen bij de zwarte gaten in de kernen van andere sterrenstelsels. (GS)
→ Discovering Magnetized Inflow Accreting to the center of Milky Way Galaxy

10 augustus 2018
Leerlingen van een middelbare school in de Italiaanse plaats Saronno, nabij Milaan, hebben een merkwaardige röntgenuitbarsting ontdekt die in 2005 plaatsvond in de bolvormige sterrenhoop NGC 6540. De leerlingen waren enkele weken te gast op het Italiaanse Nationaal Instituut voor Astrofysica (INAF) in Milaan, waar ze de mogelijkheid kregen om waarnemingen te analyseren van de Europese röntgenkunstmaan XMM-Newton. Daarbij ging het om ongeveer een half miljoen kosmische röntgenbronnen uit de EXTraS-catalogus (Exploring the X-ray Transient and variable Sky) - bronnen die in de loop van de tijd helderheidsvariaties vertonen. De scholieren selecteerden en analyseerden 200 potentieel interessante veranderlijke röntgenbronnen, waarbij ze op de merkwaardige uitbarsting in de bolhoop stuitten. Binnen slechts een paar minuten nam de röntgenhelderheid van deze bron toe met een factor 50, om vervolgens in even korte tijd weer af te zwakken tot het oorspronkelijke niveau. Volgens röntgenastronomen van INAF is nog niet duidelijk om wat voor object het zou kunnen gaan. Gewone uitbarstingen aan het oppervlak van sterren duren normaal gesproken veel langer, terwijl röntgenexplosies op compacte objecten zoals neutronensterren doorgaans enorm veel krachtiger zijn. De waarnemingen zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Students digging into data archive spot mysterious X-ray source

9 augustus 2018
Bij de zoektocht naar leven buiten ons zonnestelsel kan de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri wel worden overgeslagen. Tot die conclusie komen Amerikaanse wetenschappers op basis van waarnemingen met de Hubble-ruimtetelescoop. Op zich leek Omega Centauri niet zo’n slechte plek voor de ontwikkeling van leven. De bolhoop op 16.000 lichtjaar van de aarde bestaat uit 10 miljoen sterren, waarvan vele planeten zouden kunnen hebben. Het probleem is echter dat de onderlinge afstanden tussen de sterren in de bolhoop heel klein zijn: gemiddeld maar 0,16 lichtjaar. Dat betekent dat de sterren zo eens in de miljoen jaar in elkaars ‘vaarwater’ komen. De daarbij optredende zwaartekrachtsinteracties maken dat de omloopbanen van eventuele planeten, en daarmee ook hun klimatologische omstandigheden, niet stabiel zijn. Datzelfde geldt natuurlijk ook voor andere bolvormige sterrenhopen waarin de sterren zo dicht op elkaar zitten. (EE)
→ Omega Centauri Unlikely to Harbor Life

8 augustus 2018
Chinese astronomen hebben, met behulp van de LAMOST-telescoop, een opgezwollen ster ontdekt die bijzonder rijk is aan lithium: TYC 429-2097-1. Zulke sterren zijn heel schaars, en dat laat zich moeilijk rijmen met de bestaande modellen van de oerknal (Nature Astronomy, 6 augustus). Lithium is een van de drie elementen die bij de oerknal gevormd zouden zijn – de andere zijn waterstof en helium. Bij de meeste sterren zijn de gedetecteerde hoeveelheden lithium echter heel gering. Er zijn maar weinig lithiumrijke reuzensterren bekend. Dat laatste wil echter niet per se zeggen dat er ook werkelijk een tekort aan lithium in het heelal is. De samenstelling van sterren wordt bepaald aan de hand van spectroscopisch onderzoek, en dat beperkt zich tot buitenste lagen van de ster. Met TYC 429-2097-1 is echter iets bijzonders aan de hand. De ster bevindt zich in een fase waarin de materie in zijn inwendige flink door elkaar wordt geklutst. Blijkbaar heeft de beroering in het sterinwendige ervoor gezorgd dat er meer lithium aan de oppervlakte komt. Dat versterkt het vermoeden dat sterren meer lithium bevatten dan op het eerste gezicht lijkt. TYC 429-2097-1 staat in het sterrenbeeld Slangendrager en is 4500 lichtjaar verwijderd van de aarde. (EE)
→ Chinese Astronomers Discover Giant Star Rich in Lithium

7 augustus 2018
Met de planetaire nevel HuBi 1 is iets bijzonders aan de hand: hij lijkt binnenstebuiten te zijn gekeerd (Nature Astronomy, 6 augustus). Een planetaire nevel bestaat uit gas dat door een ‘opgebrande’ zonachtige ster is uitgestoten. Bij dat proces krimpt de ster zelf ineen tot een hete witte dwergster. De straling van zo’n witte dwerg ioniseert het eerder uitgestoten gas van binnenuit. Daarop begint dat gas te gloeien en krijgen we een planetaire nevel te zien. Bij planetaire nevel HuBi 1 is het gas aan de binnenkant echter minder geïoniseerd dan dat aan de buitenkant. Tegelijkertijd lijkt de centrale ster verrassend koel. Volgens het internationale onderzoeksteam dat de nevel heeft onderzocht wijst deze omgekeerde structuur erop dat er een schokgolf door de planetaire nevel is gegaan, die nu net de buitenste regionen heeft bereikt. Dat suggereert dat de witte dwerg vrij recent nog materie heeft uitgestoten. Deze hypothese wordt gesteund door de ontdekking dat de helderheid van de centrale ster de afgelopen 50 jaar ster is afgenomen, of beter gezegd: lijkt te zijn afgenomen. Vermoedelijk komt dit doordat een deel van de uitgestoten materie tot stof is gecondenseerd. Hierdoor wordt de straling van de ster getemperd, en straalt deze de planetaire nevel minder fel aan. (EE)
→ Researchers spot an inside-out planetary nebula

6 augustus 2018
Waarnemingen met de Fermi Large Area Telescope van de gammastraling die uit het Melkwegcentrum komt, hebben zo’n 10 jaar geleden een mysterieuze diffuse straling onthuld die uit een uitgestrekt gebied afkomstig is. Toen deze straling werd ontdekt, leidde dat tot opwinding onder deeltjesfysici, aangezien de straling alle karakteristieken had van een signaal waar al lang naar gezocht werd: dat van donkeremateriedeeltjes in de binnendelen van de Melkweg die elkaar opheffen. Het vinden van een dergelijk signaal zou bevestigen dat donkere materie, een substantie die tot nu toe alleen is waargenomen aan de hand van haar zwaartekrachtseffecten op andere objecten, gemaakt is uit nieuwe fundamentele deeltjes. Bovendien zou een dergelijke ontdekking helpen bij het bepalen van de massa en andere eigenschappen van deze ongrijpbare deeltjes. Recente studies tonen echter aan dat verreweg de beste astrofysische verklaring voor overtollige straling een nieuwe populatie van duizenden snel ronddraaiende neutronensterren – millisecondepulsars – in het Melkwegcentrum is. Tot dusverre waren deze sterren aan waarnemingen bij andere frequenties ontsnapt. ‘Het in detail begrijpen van de morfologie [de locatie en vorm] en het spectrum [het totaal aan frequenties] van de overtollige straling, is van wezenlijk belang om het onderscheid te kunnen maken tussen de twee interpretaties van de Galactic Center Excess-straling’, zegt Christoph Weniger, een van de wetenschappers. Het nieuwe onderzoek, uitgevoerd aan de Universiteit van Amsterdam en het Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, een onderzoekseenheid van het Franse Centre National de la Recherche Scientifique, vond overtuigende aanwijzingen voor het feit dat de straling afkomstig is uit gebieden waar ook veel stellaire massa voorkomt, zowel in de verdikking in de Melkweg (de ‘boxy bulge’) als het echte Melkwegcentrum (de ‘nuclear bulge’). Bovendien ontdekten de onderzoekers dat de verhouding tussen licht en massa in de verdikking en het centrum van de Melkweg onderling consistent waren, wat wil zeggen dat de gammastraling een verrassend goede indicator is voor de stermassa in de binnenste delen van de Melkweg. De studie, gepubliceerd in Nature Astronomy, is gebaseerd op een nieuw analyseprogramma, SkyFACT (Sky Factorization with Adaptive Constrained Templates), dat door de onderzoekers zelf is ontwikkeld en dat natuurkundig modelleren combineert met beeldanalyse. De resultaten ondersteunen de interpretatie dat de overtollige straling afkomstig is van millisecondepulsars, aangezien noch een donkeremateriesignaal, noch andere astrofysische interpretaties een dergelijk verband zouden moeten vertonen. ‘Deze resultaten zullen helpen bij toekomstige zoektochten met radiotelescopen naar de verborgen populatie van millesecondepulsars in het binnenste van de Melkweg, bijvoorbeeld met MeerKAT en de toekomstige Square Kilometre Array,’ zegt Francesca Calore, een andere auteur van het artikel. ‘Dat maakt die toekomstige zoektochten nóg veelbelovender.’
→ Origineel persbericht

2 augustus 2018
Radioastronomen hebben een object ontdekt dat het midden houdt tussen een zware planeet en een lichte bruine dwerg (een ‘mislukte ster’). Het object heeft ruim twaalf keer zoveel massa als Jupiter en een magnetisch veld dat 200 keer zo sterk is als dat van deze planeet. SIMP J01365663+0933473, zoals de volledige aanduiding van het object luidt, zwerft op een afstand van 20 lichtjaar in zijn eentje door de interstellaire ruimte. Zijn sterke magnetische veld produceert klaarblijkelijk sterke poollichtverschijnselen die gepaard gaan met de emissie van radiostraling. Dat laatste maakt dat ‘SIMP’ kon worden opgemerkt met de VLA-radiotelescoop in New Mexico (VS). SIMP J01365663+0933473 werd in 2016 samen met vier andere bruine dwergen opgespoord. Toen werd nog vermoed dat het om een wat oudere en zwaardere bruine dwergster ging. Uit vervolgonderzoek is echter gebleken dat het object deel uitmaakt van een groepje zeer jonge sterren. Dat laatste betekent dat de bruine dwerg bij zijn ontstaan al vrij koel was, en daaruit volgt dat hij minder massa heeft dan tot nu toe was aangenomen. Met een geschatte massa van 12,7 ± 1 Jupitermassa’s zou het theoretisch zelfs om een zware planeet kunnen gaan. De grens ligt bij 13 Jupitermassa’s. (EE)
→ VLA Detects Possible Extrasolar Planetary-Mass Magnetic Powerhouse

2 augustus 2018
Bij de laatste grote uitbarsting van de ster Eta Carinae, 170 jaar geleden, is materie met recordsnelheid de ruimte in geblazen. Tot die conclusie komt een team van astronomen onder leiding van Nathan Smith van de Universiteit van Arizona en Armin Rest van het Space Telescope Science Institute (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2 augustus). Eta Carinae is de helderste ster – of beter gezegd: dubbelster – van onze Melkweg. Bij de uitbarsting die een van beide sterren halverwege de 19de eeuw onderging, kwam bijna net zoveel energie vrij als bij een supernova-explosie. Het mag gerust een wonder worden genoemd dat hij dit heeft doorstaan. De afgelopen zeven jaar heeft het team van Smith en Rest de omvang van de extreme uitbarsting bepaald door lichtecho’s van Eta Carinae te observeren. Lichtecho’s ontstaan wanneer het licht van een helder, kortstondig verschijnsel wordt weerkaatst door wolken van stof in de omgeving. Naarmate de afstand tussen de lichtbron en de stofwolken groter is, treedt zo’n lichtecho later op. In het geval van Eta Carinae betekent dit dat astronomen nu nog steeds weerkaatst licht van de grote uitbarsting kunnen waarnemen. Spectroscopische waarnemingen van de lichtecho’s laten zien dat Eta Carinae ongeveer 10 zonsmassa’s aan gas heeft weggeblazen met snelheden van 10.000 tot 20.000 kilometer per seconde. Zulke snelheden zijn tot nu toe alleen gemeten bij (supernova-)explosies waarbij sterren volledig verwoest werden. Volgens de astronomen is de kolossale omvang van de explosie en het feit dat er twee intacte sterren zijn overgebleven, eigenlijk alleen verklaarbaar als er nog een derde ster bij betrokken is geweest. Twee van de drie sterren zouden tot één monsterachtige ster zijn samengesmolten. Hoe dan ook zal Eta Carinae binnen niet al te lange tijd – hooguit over 500.000 jaar, maar misschien al veel eerder – alsnog het toneel zijn van een ‘echte’ supernova-explosie. Die klap zal de ster vrijwel zeker fataal worden. (EE)
→ Astronomers Blown Away by Historic Stellar Blast

30 juli 2018
Een onderzoeksteam onder leiding van Tomasz Kamiński (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, VS) heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) gebruikt om een ​​bron van de radioactieve isotoop aluminium-26 op te sporen. De bron, bekend als CK Vulpeculae, werd voor het eerst opgemerkt in 1670 en vertoonde zich zich toentertijd als een heldere, rode ‘nieuwe ster’. Nadat hij aanvankelijk waarneembaar was met het blote oog, werd deze ster snel zwakker. Inmiddels hebben astronomen krachtige telescopen nodig om de overblijfselen van deze samensmelting van sterren te kunnen zien. Ze bestaan uit een zwakke centrale ster, omringd door een krans van gloeiend materiaal dat er van wegstroomt. 348 jaar na dato hebben waarnemingen van het overblijfsel van deze explosieve gebeurtenis geleid tot de overtuigende detectie van een duidelijke signatuur van een radioactieve versie van aluminium, die aluminium-26 wordt genoemd. Dit is het eerste instabiele radioactieve molecuul dat met zekerheid buiten ons zonnestelsel is gedetecteerd. Instabiele isotopen hebben een overschot aan nucleaire energie en vervallen uiteindelijk tot een stabiele vorm. ‘Deze eerste waarneming van deze isotoop in een sterachtig object is ook belangrijk in de bredere context van de chemische evolutie van onze Melkweg’, merkt Kamiński op. ‘Het is voor het eerst dat een actieve producent van de radioactieve nuclide aluminium-26 rechtstreeks is geïdentificeerd.’ Kamiński en zijn team ontdekten de unieke spectrale signatuur van moleculen bestaande uit aluminium-26 en fluor (26AlF) in het puin rond CK Vulpeculae, dat ongeveer 2000 lichtjaar van de aarde verwijderd is. Via een proces dat rotatieovergang wordt genoemd, zenden deze in de ruimte ronddraaiende en tuimelende moleculen karakteristieke straling op millimeter-golflengten uit. Astronomen gebruiken deze eigenschap om allerlei moleculen in de interstellaire ruimte te kunnen aantonen. De waarneming van deze specifieke isotoop geeft nieuw inzicht in het samensmeltingsproces waarbij CK Vulpeculae is ontstaan. Ze toont ook aan dat de diepe, dichte, binnenste lagen van een ster, waar zware elementen en radioactieve isotopen worden geproduceerd, kunnen worden omgewoeld en bij botsingen tussen sterren de ruimte in worden geblazen. ‘We zien hier de ingewanden van een ster die drie eeuwen geleden door een botsing uit elkaar is gerukt’, vat Kamiński samen. De astronomen hebben ook vastgesteld dat de twee sterren die samensmolten een relatief lage massa hadden. Een van beide was een rode reuzenster met een massa die ergens tussen de 0,8 en 2,5 zonsmassa lag. Het radioactieve aluminium-26 vervalt tot een stabiele nuclide, en daarbij verandert een van de protonen in de kern in een neutron. Bij dit proces wordt een foton met zeer hoge energie uitgezonden, dat we waarnemen als gammastraling. Eerdere detecties van gammastraling hebben uitgewezen dat er ongeveer twee zonsmassa’s aan aluminium-26 aanwezig is in onze Melkweg, maar door welk proces deze radioactieve atomen werden geproduceerd was onbekend. Bovendien was, vanwege de manier waarop gammastraling wordt gedetecteerd, ook hun precieze oorsprong grotendeels onbekend. Met deze nieuwe metingen hebben astronomen voor het eerst met zekerheid een instabiele radio-isotoop gedetecteerd in een molecuul buiten ons zonnestelsel. Tegelijkertijd is het team echter tot de conclusie gekomen dat de productie van aluminium-26 door objecten als CK Vulpeculae waarschijnlijk niet de belangrijkste bron van aluminium-26 in de Melkweg is. De hoeveelheid aluminium-26 in CK Vulpeculae komt ruwweg overeen met een kwart van de massa van Pluto. Omdat gebeurtenissen van dit type zo zeldzaam zijn, is het hoogst onwaarschijnlijk dat zij de enige producenten van deze isotoop in de Melkweg zijn. De zoektocht naar deze radioactieve moleculen gaat dus door.
→ Origineel persbericht

26 juli 2018
Astronomen hebben een kleine ‘kloof’ ontdekt in de zogeheten hoofdreeks van het Hertzsprung-Russelldiagram (HRD) – een veelgebruikt diagram in de sterrenkunde, waarin de helderheid van sterren staat uitgezet tegen hun oppervlaktetemperatuur. Om de een of andere reden is er een tekort aan rode dwergsterren van een specifieke helderheid (Astrophysical Journal Letters, 3 juli). De kloof in het HRD geeft een overgangsgebied aan: de sterren erboven erboven zijn groter en hebben naast een omvangrijke convectiezone een kleine stralingszone, terwijl die eronder kleiner en volledig convectief zijn. Straling en warmte zijn de twee manieren waarop warmte uit het inwendige van de ster naar diens oppervlak wordt getransporteerd. De astronomen die de ontdekking hebben gedaan schatten dat sterren boven de onderbreking meer dan een derde zonsmassa’s hebben; die daaronder zijn lichter. Waarom de onderbreking in het HRD überhaupt bestaat, is nog niet helemaal duidelijk. Maar computermodellen wijzen erop dat deze het gevolg kan zijn van kleine veranderingen in het inwendige van de rode dwergsterren, die van invloed zijn op het interne warmtetransport. (EE)
→ Researchers Discover Thin Gap On Stellar Family Portrait

26 juli 2018
Astrofysici van de Villanova Universiteit (Pennsylvania, VS) hebben de bestaande kennis over de Poolster geactualiseerd. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van de nieuwe, nauwkeurige afstandsmeting van de ster, zoals die volgt uit gegevens van de Europese Gaia-satelliet. Liepen eerdere schattingen van de afstand van de Poolster nog uiteen van 322 tot 520 lichtjaar, de nieuwe waarde komt uit op 447 ± 1,6 lichtjaar. Aan de hand van deze nieuwe afstand hebben de wetenschappers de straal, intrinsieke helderheid, leeftijd en massa van de Poolster beter kunnen bepalen. De Poolster is het meest nabije voorbeeld van een klassieke cepheïde – een bijzondere klasse van heldere, pulserende sterren. Deze sterren hebben een opvallende eigenschap: er bestaat een verband tussen hun pulsatieperiode en hun intrinsieke helderheid of ‘lichtkracht’. Dat maakt het in beginsel mogelijk om hun afstand af te lezen aan de snelheid waarmee de helderheid van de ster op en neer gaat. Om die periode-lichtkrachtrelatie aan te scherpen, is het zaak om van zoveel mogelijk cepheïden betrouwbare afstandsgegevens te hebben. Eenvoudig is dat niet: van slechts een paar van deze sterren zijn de afstanden goed bekend. Een groot probleem bij eerdere afstandsmetingen van de Poolster was de grote helderheid van de ster. Dit bemoeilijkt de bepaling van zijn afstand door middel van parallaxmeting. Daar heeft ook Gaia mee te kampen, maar dat probleem is omzeild door de afstand van de veel zwakkere ster Polaris B – een begeleider van de Poolster – te bepalen. Polaris B blijkt een veel grotere intrinsieke lichtkracht te hebben dan werd aangenomen. Dat heeft ertoe geleid dat zijn afstand, en daarmee ook die van de Poolster zelf, tot nu toe werd onderschat. (EE)
→ Villanova University Researchers Lead Team that Discovers Long Hidden Properties of Polaris, “The North Star”

26 juli 2018
Het licht van een ster die om het superzware zwarte gat in het centrum van onze Melkweg draait, houdt zich aan de regels van de algemene relativiteitstheorie. Tot die conclusie komt een internationaal team van astronomen dat de ster, die S2 heet, al 26 jaar in de gaten houdt. S2 scheerde afgelopen mei met een snelheid van 7650 kilometer per seconde – ruim 2,5 procent van de lichtsnelheid – langs het zwarte gat (Astronomy & Astrophysics, 26 juli). Het zwarte gat in het Melkwegcentrum, dat Sagittarius A* wordt genoemd, heeft 4 miljoen keer zoveel massa als de zon. Om het object beweegt een klein groepje sterren. De binnenste van het stel, ‘S2’, doet ongeveer 16 jaar over één omloop om het zwarte gat. Dat is niet veel meer dan de omlooptijd van de planeet Jupiter om de zon. De omloopbaan van S2 is echter veel langgerekter dan die van Jupiter. Het verste punt ervan ligt op 300 miljard kilometer van Sagittarius A*, terwijl het meest nabije punt op minder dan 20 miljard kilometer ligt. Dat betekent dat S2 met tussenpozen van 16 jaar diep het zwaartekrachtveld van het zwarte gat in duikt. Hierdoor ontstaat een relativistisch effect dat gravitationele roodverschuiving wordt genoemd. Simpel gezegd wordt het licht van een object dat zich in een sterk zwaartekrachtveld bevindt enigszins uitgerekt. Daardoor krijgt dit licht een langere golflengte: het wordt ‘roder’. Om te kunnen vaststellen of dit effect daadwerkelijk bij S2 optreedt, moeten astronomen heel nauwkeurig de veranderlijke snelheid van de ster en de vorm van diens omloopbaan meten. Een groot team, onder leiding van Reinhard Genzel van het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, Duitsland, houdt zich daar al sinds 1992 mee bezig. Mettertijd zijn de metingen, die met diverse telescopen en instrumenten van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht in Chili zijn gedaan, steeds preciezer geworden. Inmiddels is het beschikbare instrumentarium zelfs in staat om, rond de tijd dat S2 zijn hoogste snelheid bereikt, de dagelijkse verplaatsing van de ster te volgen. De meest recente metingen laten duidelijk zien dat het licht van S2 roder wordt naarmate hij het zwarte gat dichter nadert. En de verandering in golflengte van het licht van de ster is in overeenstemming met de waarde zoals die door Einsteins algemene relativiteitstheorie wordt voorspeld. Binnen enkele jaren hopen de onderzoekers ook enkele subtiele relativistische effecten op de baanbeweging van S2 te kunnen meten. (EE)
→ Eerste geslaagde test van Einsteins algemene relativiteitstheorie bij superzwaar zwart gat

4 juli 2018
Een internationaal team van astronomen heeft aanwijzingen gevonden dat ons Melkwegstelsel 8 tot 10 miljard jaar geleden frontaal in botsing is gekomen met een kleiner object, dat het ‘Worststelsel’ wordt genoemd. De gebeurtenis was bepalend voor de vroege ontwikkeling van ons sterrenstelsel. Van het dwergstelsel zelf bleef weinig over, maar sommige van zijn sterren bestaan nog steeds. De sterren van het aan flarden getrokken Worststelsel doorlopen nu extreem lange en smalle banen, die hen periodiek dicht langs het Melkwegcentrum voeren. Volgens de astronomen is dat een sterke aanwijzing dat het dwergstelsel zelf een sterk excentrische baan volgde. Aan de vorm van hun snelheidsverdeling heeft het dwergstelsel zijn merkwaardige bijnaam te danken. De ontdekking is gebaseerd op gegevens van de Europese Gaia-satelliet, die de stellaire bevolking van de Melkweg in kaart brengt. Daarbij worden niet alleen de posities van grote aantallen sterren gemeten, maar ook de banen die zij doorlopen. De Melkweg is nadien bij nog meer botsingen betrokken geweest, en zal dat ook in de toekomst zijn, maar die waren van veel bescheidener omvang. Hoewel het Worststelsel tot de dwergstelsels wordt gerekend, bevatte het naar schatting altijd nog 10 miljard zonsmassa’s aan gas, sterren en donkere materie. Dat was waarschijnlijk voldoende om de normaal gesproken vrij dunne schijf van de Melkweg na de botsing flink te doen opzwellen. Het ‘puin’ van het Worststelsel verspreidde zich over de centrale delen van de Melkweg. Dat zou de vorming van de ‘bulge’ (centrale verdikking) hebben veroorzaakt, evenals die van de ijle halo van sterren die de Melkweg omgeeft. Ook zou het Worststelsel acht bolvormige sterrenhopen hebben achtergelaten. Een en ander wordt afgeleid uit computersimulaties van de botsing. (EE)
→ The Gaia Sausage: The Major Collision That Changed the Milky Way Galaxy

3 juli 2018
De explosieve reuzenster Eta Carinae, op 7500 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Kiel, is een bron van kosmische straling - elektrisch geladen deeltjes (voornamelijk elektronen) met een extreem hoge energie. Dat blijkt uit nieuwe waarnemingen, verricht met NASA's röntgenkunstmaan NuSTAR, die deze week gepubliceerd zijn in Nature Astronomy. Eta Carinae staat te ver weg om met het blote oog waargenomen te kunnen worden, maar de extreem zware en lichtsterke ster onderging in de jaren '40 van de negentiende eeuw een zeer krachtige uitbarsting, waarbij hij even tot de helderste sterren aan de hemel behoorde. Inmiddels is bekend dat Eta Carinae een dubbelster is, waarin twee hete sterren eens in de 5,5 jaar in een elliptische baan om elkaar heen draaien. Daarbij naderen ze elkaar eens per omloop tot op niet meer dan 225 miljoen kilometer - ongeveer de afstand van Mars tot de zon. NuSTAR heeft nu laten zien dat de dubbelster vooral tijdens die dichtste nadering een krachtige bron is van 'harde' (energierijke) röntgenstraling. Eerder waren ook al aanwijzingen gevonden dat Eta Carinae mogelijk gammastraling uitzendt. De röntgen- en gammastraling ontstaan volgens de astronomen door de wisselwerking van zichtbaar licht met relativistische elektronen, die tot vlakbij de lichtsnelheid worden versneld in krachtige schokgolven op plaatsen waar de sterrenwinden van de twee reuzensterren met elkaar in botsing komen. De verwachting is dat een deel van die energetische elektronen wordt uitgestraald in de vorm van kosmische straling. Sommige van die Eta Carinae-deeltjes kunnen zelfs op aarde aankomen. (GS)
→ NASA's NuSTAR Mission Proves Superstar Eta Carinae Shoots Cosmic Rays

25 juni 2018
Een team van Europese sterrenkundigen onder Leidse leiding heeft ontdekt dat stofdeeltjes rond een ster al samenklonteren nog voordat de ster is volgroeid. Samenklonterende stofdeeltjes zijn de eerste stap in de vorming van planeten. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in het vaktijdschrift Nature Astronomy. In de afgelopen jaren ontdekten astronomen veel planetenstelsels rond andere sterren. Waarschijnlijk heeft bijna elke ster een of meer planeten. Wetenschappers vragen zich nu af hoe en wanneer planeten worden gevormd en waarom er zoveel verschillen zijn in aantal en grootte. De resultaten van het Europese onderzoek suggereren dat planeetvorming heel vroeg in het stervormingsproces begint. De wetenschappers gebruikten voor hun onderzoek de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. ALMA is een verzameling van 66 gekoppelde radiotelescopen op een stuk van 16 kilometer in de Atacama-woestijn in Chili. De onderzoekers richtten de telescoop op TMC1A. Dat is een zich nog ontwikkelende ster in het sterrenbeeld Stier. De astronomen zagen een opvallend gebrek aan straling van koolmonoxide in een schijfvormig gebied in de buurt van de ster komen. Ze hadden het vermoeden dat de straling werd tegengehouden door grote stofdeeltjes. De sterrenkundigen konden vervolgens met numerieke computermodellen inderdaad laten zien dat de stofdeeltjes in de jonge protoplanetaire schijf waarschijnlijk gegroeid zijn van een duizendste millimeter tot een millimeter. Hoofdonderzoeker Daniel Harsono (Universiteit Leiden) legt uit waarom de resultaten zo verrassend zijn: "De resultaten duiden erop dat planeten zich al vroeg in de ontwikkeling van een ster vormen. De jonge ster is nog maar op de helft tot driekwart van zijn uiteindelijke massa. Dit is nieuw." Daarnaast kan de vroege deeltjesgroei een verklaring zijn voor de vorming van grote planeten zoals Jupiter en Saturnus. Alleen jonge protoplanetaire schijven bevatten namelijk genoeg massa om reuzenplaneten te vormen. Medeonderzoeker Matthijs van der Wiel (ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy) is verheugd over de duidelijke en ondubbelzinnige waarnemingen. "Al zou het natuurlijk kunnen dat deze deeltjesgroei tot nu toe alleen in deze ene planeetvormende schijf plaatsvindt. Misschien is deze jonge schijf wel heel speciaal." De onderzoekers willen nu bij andere sterren-in-wording kijken of daar ook de gas-emissie wordt tegengehouden door gegroeide stofdeeltjes. Uiteindelijk willen ze zo meer weten over wanneer en hoe planeten worden gevormd.
→ Origineel persbericht

21 juni 2018
Een internationaal team van astrofysici heeft mogelijk een oplossing gevonden waar wetenschappers al meer dan 50 jaar mee worstelen: waarom bestaan de sterren in bolvormige sterrenhopen uit materiaal dat afwijkt van dat in andere sterren die in de Melkweg worden aangetroffen? Het team brengt een nieuwe speler in het spel: een superzware ster (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 21 juni). Het Melkwegstelsel telt meer dan 150 oude bolvormige sterrenhopen, elk bestaande uit honderdduizenden dicht op elkaar gepakte sterren die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Deze sterren zijn bijna zo oud als het heelal. Sinds de jaren 60 is bekend dat de meeste sterren in deze bolhopen andere chemische elementen bevatten dan alle andere sterren in de Melkweg. Deze elementen kunnen niet door de sterren zelf zijn geproduceerd, omdat de daarvoor vereiste temperaturen ongeveer tien keer zo hoog zijn als de temperaturen van de sterren zelf. Volgens de astrofysici, onder wie de Nederlander Henny Lamers, zouden sterren met tienduizenden keren zoveel massa als de zon weleens de bron van dat materiaal kunnen zijn. De sterren zouden zijn gevormd tijdens de jeugd van de bolvormige sterrenhopen, toen deze naast sterren-in-wording nog veel gas bevatten. Terwijl deze sterren steeds meer gas verzamelden, naderden ze elkaar dermate dicht dat er botsingen konden plaatsvinden. Daaruit zou dan uiteindelijk een ‘superster’ zijn ontstaan. Deze zware ster was heet genoeg om alle waargenomen elementen te produceren en de overige sterren in de sterrenhoop te ‘vervuilen’ met de vreemde elementen die nu worden waargenomen. (EE)
→ Old star clusters could have been the birthplace of supermassive stars

19 juni 2018
Het Melkwegstelsel is ongeveer één biljoen (duizend miljard) keer zo zwaar als de zon. Die conclusie trekken sterrenkundigen op basis van precisiemetingen aan de bewegingen van negen dwergstelsels die rond het Melkwegstelsel cirkelen. Tot nu toe liepen de schattingen voor de massa van het Melkwegstelsel uiteen van ca. 700 miljard tot 2 biljoen zonsmassa's. Met de Hubble Space Telescope zijn de minieme bewegingen opgemeten van sterren in enkele dwergstelsels. De meetresultaten zijn vergeleken met computersimulaties waarin de massa van het Melkwegstelsel gevarieerd kon worden. De metingen komen het best overeen met simulaties waarin het Melkwegstelsel een massa heeft van 0,96 biljoen zonsmassa's. De resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters en werden eerder deze maand gepresenteerd op een bijeenkomst van de American Astronomical Society. De onnauwkeurigheid in de nieuwe massabepaling van het Melkwegstelsel bedraagt nu nog ca. 30 procent. Daar zal echter snel verandering in komen: de Europese ruimtetelescoop Gaia heeft veel preciezere metingen gedaan aan de posities en bewegingen van sterren in dwergstelsels; de resultaten van een aanzienlijk nauwkeuriger analyse worden binnen niet al te lange tijd verwacht. (GS)
→ Nieuwsbericht op AASNova.org

13 juni 2018
Sterrenkundigen van de RUG hebben in de halo van de Melkweg sporen gevonden van oude samensmeltingen. Vijf groepjes sterren lijken afkomstig van fusies met kleine sterrenstelsels, terwijl een grote ‘klodder’ van enkele honderden sterren afkomstig lijkt van een grotere fusie (Astrophysical Journal Letters, 12 juni). Het onderzoek is gebaseerd op de tweede dataset van de Gaia-ruimtetelescoop die eind mei is vrijgegeven. Deze dataset bevat nauwkeurige informatie over de posities en bewegingen van miljoenen sterren, hoofdzakelijk in de Melkweg. Promovendus Helmer Koppelman maakt deel uit van de onderzoeksgroep van Amina Helmi, die al in een zeer vroeg stadium bij de Gaia-missie betrokken was. Hij begon de nieuwe gegevens direct te analyseren en plaatste acht dagen later al een artikel op een preprintserver, dat nu officieel gepubliceerd is. Koppelman heeft zijn analyse gericht op de halo van de Melkweg, de bolvormige wolk sterren die de centrale schijf omhult. De gedachte is namelijk dat de meeste sterren in de halo afkomstig zijn van fusies. Door de banen van deze sterren te berekenen, spoorde Koppelman sterren met een gemeenschappelijke oorsprong op. Hij en zijn team ontdekten vijf kleine sterrenhopen die de restanten van vijf opgeslokte sterrenstelseltjes lijken te zijn. Daarnaast is een veel grotere groep sterren ontdekt die eveneens bij elkaar horen. Deze groep draait tegen de richting van de Melkweg in. Dat laatste vormt een sterke aanwijzing dat ook deze sterren van buitenaf afkomstig zijn. Volgens Koppelman en zijn team zijn het restanten van een groter sterrenstelsel. De botsing met dat stelsel zou zelfs de vorm van de centrale schijf van de Melkweg hebben veranderd. Koppelman heeft ook nog gezocht naar sterren die horen bij de zogeheten Helmi-stroom. Deze groep sterren is vernoemd naar zijn promotor Amina Helmi, die in 1999 aantoonde dat ze het restant vormen van een stelsel dat gefuseerd is met de Melkweg. Tot nu toe waren er nog geen twintig sterren bekend die bij de Helmi-stroom horen. Dankzij Gaia zijn het er nu meer dan honderd. (EE)
→ Nieuwe data Gaia telescoop toont fusies van de Melkweg

11 juni 2018
Microscopisch kleine diamantjes - zogeheten nanodiamantjes - vormen de beste verklaring voor de zogeheten anomale microgolfstraling (anomalous microwave emission, AME) die geproduceerd wordt in sommige stervormingsgebieden. Die mysterieuze straling werd ruim twintig jaar geleden al ontdekt. Astronomen gingen er lange tijd vanuit dat zij geproduceerd wordt door PAK's - polycyclische aromatische koolwaterstoffen. Waarnemingen met de Green Bank Telescope in West Virginia en met de Australia Telescope Compact Array (ATCA) aan drie protoplanetaire schijven (V892 Tauri, HD 97048 en MWC 297) laten nu echter zien dat de microgolfspectra nauwkeurig overeenkomen met wat je verwacht van extreem snel roterende nanodiamantjes - minuscule koolstofkristalletjes die een paar honderdduizend maal zo klein zijn als een zandkorrel. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy. De nanodiamantjes zijn vermoedelijk gecondenseerd uit oververhitte koolstofdamp in stervormingsgebieden. Naar schatting bevatten ze ca. 1 à 2 procent van alle koolstofatomen in de betreffende protoplanetaire schijven. (GS)
→ Diamond Dust Shimmering Around Distant Stars

7 juni 2018
Een internationaal team van astronomen heeft magnetische velden in de ruimte ontdekt die licht kunnen werpen op het ontstaan van sterren. De zeer subtiele magnetische velden zijn waargenomen in de ‘Zuilen der schepping’ – een structuur die beroemd werd dankzij een iconische opname van de Hubble-ruimtetelescoop. De ‘zuilen’ bestaan uit kosmisch stof en koud gas van (relatief) hoge dichtheid en hebben kraamkamers van de sterren aan hun uiteinden. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de magnetische velden die in de lengterichting langs de zuilen lopen loodrecht op de velden in het omringende geïoniseerde gas staan. Volgens de astronomen wijst dit erop dat het ontstaan van de zuilen te danken is aan het magnetische veld. De sterkte en de vorm ervan suggereren dat het veld de vorming van globulen – dichte gaswolken waaruit sterren ontstaan – afremt. Anders gezegd: het magnetische veld voorkomt dat de zuilen snel verbrokkelen. De ontdekking is gedaan met de James Clerk Maxwell Telescope op Hawaï. Deze telescoop, die submillimeterstraling detecteert, is uitgerust met een polarimeter. Met dat instrument is aangetoond dat het licht van de zuilen gepolariseerd is. De polarisatierichting van dit licht heeft de richting van het magnetische veld ter plaatse aan. (EE)
→ Magnetic Fields Could Hold The Key To Star Formation

6 juni 2018
Astronomen hebben opnieuw een aantal objecten in het centrum van ons Melkwegstelsel ontdekt die zich voordoen als gaswolken, maar zich gedragen als sterren. De compacte, stofrijke stellaire objecten bewegen met hoge snelheden om het superzware zwarte gat dat zich daar schuilhoudt. De eerste van deze raadselachtige objecten, G1, werd in 2004 ontdekt. Acht jaar later volgde G2. Van beide werd vermoed dat het gaswolken waren, totdat ze dicht in de buurt van het zwarte gat kwamen. Gewone gaswolken zouden bij die gelegenheid aan flarden zijn getrokken, maar G1 en G2 overleefden het. En nu zijn er dan ook G3, G4 en G5. Vermoed wordt dat de G-objecten in feite sterk opgezwollen sterren zijn – sterren die zo groot zijn geworden dat het centrale zwarte gat gas aan hen kan onttrekken, maar die een stevige kern hebben die de boel nog een beetje bij elkaar houdt. De grote vraag is waarom deze sterren zo groot zijn. Een mogelijke verklaring is dat het oorspronkelijk dubbelsterren zijn geweest. Deze sterparen zouden, onder invloed van de zwaartekracht van het zwarte gat, met elkaar samengesmolten zijn. In de nasleep van zo’n stellaire fusie zou de atmosfeer van het uiteindelijke object sterk opzwellen.Dat laatste zou overigens maar tijdelijk zo zijn. Na een miljoen jaar of zo komt de atmosfeer weer tot rust, en blijft een normaal ogende ster achter. De nieuwe ontdekkingen zijn gepresenteerd tijdens de 232ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Denver wordt gehouden. (EE)
→ More Mystery Objects Detected Near Milky Way’s Supermassive Black Hole

6 juni 2018
Wetenschappers en studenten van Saint Martin’s University in de staat Washington (VS) hebben, aan de hand van gegevens van de Europese satelliet Gaia, ontdekt dat de bolvormige sterrenhoop NGC 6441 sterren verliest. Dat wijst erop dat de bolhoop ooit deel heeft uitgemaakt van een groter geheel. Het zou het restant van een klein sterrenstelsel kunnen zijn. Rond ons Melkwegstelsel zwermen ongeveer 150 bolvormige sterrenhopen – bolvormige verzamelingen van sterren die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Opmerkelijk is dat de zwaarste van die bolhopen uit een nogal gemêleerde populatie van sterren bestaan, die zich niet gemakkelijk laat verklaren. Een mogelijk scenario is dat het de kernen van voormalige sterrenstelsels zijn, die lang geleden door de Melkweg zijn ingevangen. Daarbij zouden ze een groot deel van hun sterren zijn kwijtgeraakt. NGC 6441 is de op vier na grootste bolvormige sterrenhoop van de Melkweg. Gegevens van de Gaia-satelliet hebben nu bevestigd dat in de omgeving van NGC 6441 sterren te vinden zijn die met de bolhoop meebewegen. Twee daarvan hebben zich van ons uit gezien al een kwart graad van het centrum van NGC 6441 verwijderd. En in de omgeving van de bolhoop zijn nog meer ontsnapte sterren te zien. Het lijkt er dus op dat NGC 6441 sterren aan het verliezen is en vroeger dus (nog) meer massa heeft gehad dan nu. Het zou dus best eens een ‘gestript’ sterrenstelsel kunnen zijn, al is het mogelijke verband tussen bolvormige sterrenhopen en dwergsterrenstelsels nog steeds een punt van discussie. De resultaren van dit onderzoek zijn gepresenteerd tijdens de 232ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in Denver wordt gehouden. (EE)
→ Astronomers Use Gaia to Confirm Extra-Tidal Stars Surrounding the Massive Globular Cluster NGC 6441

4 juni 2018
Volgens astronomen van de universiteiten van Warwick (VK) en Auckland (Nieuw-Zeeland) zouden bolvormige sterrenhopen weleens 4 miljard jaar jonger kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Ze leiden dat af uit modelberekeningen waarbij rekening is gehouden met de aanwezigheid van dubbelstersystemen waarin materie-uitwisseling plaatsvindt. Bolvormige sterrenhopen bestaan uit honderdduizenden doorgaans oude sterren. Aangenomen werd dat deze objecten ongeveer zou oud zijn als het heelal zelf – ruwweg 13 miljard jaar. In de meeste gevallen is die schatting gebaseerd op de spectrale eigenschappen van de sterrenhoop als geheel, omdat de betreffende sterrenhopen te ver weg staan om afzonderlijke sterren te kunnen waarnemen. Dat brengt met zich mee dat de leeftijdsbepalingen van deze objecten sterk afhankelijk zijn van het stellaire-populatiemodel dat gebruikt wordt. Bij het nieuwe onderzoek hebben de astronomen gebruik gemaakt van modellen (BPASS) die eerder met succes zijn toegepast op jonge stellaire populaties. Het belangrijkste kenmerk van deze modellen is dat ze rekeningen houden met de specifieke bijdragen van dubbelsterren. Bij dubbelsterren gebeurt het vaak dat de ene ster opzwelt tot een reuzenster, waardoor de andere ster de kans krijgt om zijn begeleider van gas te ontdoen. Dat heeft gevolgen voor de kleur van het licht van het tweetal en voor de chemische elementen die in hun spectra te zien zijn. De BPASS-modellen calculeren dit in, en dat is de reden waarom het de leeftijden van de bolvormige sterrenhopen lager inschat dan conventionele modellen. (EE)
→ Globular clusters 4 billion years younger than previously thought

24 mei 2018
Radioastronomen hebben de meest gedetailleerde metingen tot nu toe gepubliceerd van het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, Sagittarius A* (of kortweg Sgr A*) geheten. Ondanks de afstand van ca. 27.000 lichtjaar zijn in de radiometingen details te onderscheidenmet afmetingen van ongeveer 36 miljoen kilometer - slechts drie maal de voorspelde straal van het zwarte gat. De nieuwe metingen zijn al in 2013 verricht, met onderling gekoppelde radiotelescopen op Hawaii, in Arizona, in Californië en in Chili. Met name de toevoeging van de Chileense APEX-radiotelescoop aan dit zogeheten VLBI-netwerk (very long baseline interferometry) maakte het mogelijk om kleine details waar te nemen. Dankzij APEX kon gewerkt worden met interferometrische basislijnen van bijna 10.000 kilometer. Bovendien was APEX de enige radiotelescoop in het netwerk die zich op het zuidelijk halfrond bevindt. Het kostte de astronomen enkele jaren om de waarnemingen van de verschillende telescopen samen te voegen en de metingen uit te werken. Mooie plaatjes hebben de VLBI-waarnemingen overigens niet opgeleverd; het gaat om moeilijk te interpreteren metingen die alleen dankzij een uitvoerige analyse te vergelijken zijn met modelberekeningen. De hoop is dat VLBI-metingen uiteindelijk in staat zullen zijn om nog meer details in Sgr A* te 'zien' en zo meer informatie over het superzware zwarte gat te achterhalen. Inmiddels zijn al twee waarnemingssessies verricht met de zogeheten Event Horizon Telescope (EHT), een VLBI-netwerk waarin behalve APEX ook een telescoop op de Zuidpool en de 66 schotelantennes van het ALMA-observatorium in Noord-Chili samenwerken. De analyse van die metingen is nog steeds gaande. (GS)
→ APEX takes a glimpse into the heart of darkness

23 mei 2018
Dankzij de werking van een natuurlijke lens zijn Canadese astronomen erin geslaagd om extreem scherpe waarnemingen te verrichten aan een verre pulsar. Ondanks de afstand tot de pulsar (6500 lichtjaar) is het gelukt om twee heldere gebieden aan het oppervlak van de supersnel roterende neutronenster afzonderlijk waar te nemen, op een onderlinge afstand van nog geen twintig kilometer. Die beeldscherpte komt overeen met het onderscheiden van een vlo op het oppervlak van Pluto, gezien vanaf de aarde. PSR B1957 draait ruim 600 maal per seconde om zijn as, waarbij twee bundels van straling als de lichtbundels van een vuurtoren door de ruimte draaien. Aan de basis van deze bundels bevinden zich extreem hete gebieden aan het pulsaroppervlak. Rond de pulsar draait een zogeheten bruine dwerg - een 'mislukte ster' die veel lichter is dan de zon en niet veel groter dan de planeet Jupiter. Onder invloed van de energierijke straling van de pulsar is deze gasbol langzaam maar zeker aan het verdampen; hij wordt omhuld door een wolk van elektrisch geladen gasdeeltjes - een plasma. Dichtheidsvariaties in deze plasmawolk werken als een soort natuurlijke lens, waardoor de sterrenkundigen (onder wie de Nederlandse astronoom Marten van Kerkwijk) de twee heldere plekken op het pulsaroppervlak af en toe afzonderlijk konden waarnemen. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Nature. Van Kerkwijk en zijn collega's denken dat de resultaten nieuw licht kunnen werpen op het raadsel van de snelle radioflitsen - die zouden hun extreme helderheid wellicht ook te danken kunnen hebben aan een vergelijkbare plasmalenswerking. (GS)
→ Astronomers Observe Unprecedented Detail In Pulsar 6500 Light-Years From Earth

10 mei 2018
Twee Griekse astronomen zijn er voor het eerst in geslaagd om de driedimensionale structuur van een moleculaire gaswolk vast te stellen. De gaswolk, Musca geheten, ziet er vanaf de aarde uit als een 27 lichtjaar lange ‘naald’. In werkelijkheid blijkt het echter meer een ‘pannenkoek’ te zijn (Science, 11 mei). Musca is omringd door geordende haarachtige structuren die worden veroorzaakt doordat de wolk als geheel vibreert – ongeveer zoals een galmende kerkklok. Het is de onderzoekers gelukt om de afzonderlijke frequenties van deze vibraties te meten. Met behulp van deze informatie kon niet alleen de ruimtelijke vorm van de gaswolk worden gereconstrueerd, maar ook zijn dichtheid worden bepaald. Moleculaire gaswolken zijn wolken van koel gas en stof waaruit, door samentrekking, sterren en planeten kunnen ontstaan. Het onderzoek van gaswolken als Musca kan astronomen meer inzicht geven in de vorming van ons zonnestelsel. (EE)
→ ANU Study Sheds New Light on How Our Solar System Formed

10 mei 2018
Met behulp van de Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) is vastgesteld dat de componenten van de bijzondere dubbelster IGR J17062–6143 in slechts 38 minuten om elkaar heen wentelen (The Astrophysical Journal Letters, 9 mei). NICER is een instrument voor het waarnemen van neutronensterren – de compacte restanten van sterren die als supernova zijn ontploft – dat in juni 2017 in het internationale ruimtestation ISS is geïnstalleerd. Dubbelster IGR J17062–6143 bestaat uit een pulsar (een pulserende neutronenster) en een ander sterachtig object. Uit de NICER-waarnemingen kan worden afgeleid dat de twee slechts ongeveer 300.000 kilometer van elkaar verwijderd zijn. Dat brengt astronomen tot het vermoeden dat de begeleider een witte dwergster is: voor een normale ster is simpelweg geen plek. Het bestaan van de dubbelster was al langer bekend, maar tot nu toe was de omlooptijd van het object onzeker. In 2008 heeft de röntgensatelliet RXTE gedurende 20 minuten naar het object gekeken, maar dat was te kort. NICER heeft de dubbelster in augustus, oktober en november 2017 urenlang kunnen waarnemen. Op die manier lukte het om kleine afwijkingen in de aankomsttijden van de pulsen van de rondtollende neutronenster te meten. Deze afwijkingen ontstaan doordat pulsar en zijn begeleider om hun gemeenschappelijke zwaartepunt wentelen, waardoor de afstand tussen pulsar en aarde varieert. Dankzij de nieuwe waarnemingen staat nu vast dat IGR J17062–6143 de meest compacte dubbelster in zijn soort is. (EE)
→ NASA’s NICER Mission Finds an X-ray Pulsar in a Record-fast Orbit

9 mei 2018
Spaanse en Chinese astronomen hebben aanwijzingen gevonden dat de schijf van ons Melkwegstelsel een middellijn van ongeveer 200 duizend lichtjaar heeft. Dat is aanmerkelijk groter dan eerdere schattingen, die uiteenlopen van 100 tot 180 duizend lichtjaar. Spiraalstelsels zoals de Melkweg laten zich voorstellen als een relatief dunne schijf. Waar die schijf precies ophoudt, is niet gemakkelijk te zien. Vanaf een zekere afstand neemt het aantal sterren simpelweg sterk af. De astronomen zijn nu echter op het spoor gekomen van een populatie van ‘schijfsterren’ die zich voorbij de vermeende rand van de Melkwegschijf ophouden. Sommige van deze sterren zouden meer dan vier keer zo ver van het centrum van de Melkweg verwijderd zijn als onze zon (ruwweg 25.000 lichtjaar). Ze komen tot deze conclusie op basis van een statistische analyse van de surveys APOGEE en LAMOST. Dat zijn twee projecten waarbij de spectra van sterren worden onderzocht om meer informatie te krijgen over hun snelheden en chemische samenstellingen. De analyse laat zien dat er tot op 100.000 lichtjaar van het Melkwegcentrum nog aanzienlijke aantallen sterren te vinden zijn die relatief rijk zijn aan elementen zwaarder dan helium. En dat maakt het aannemelijk dat de sterren daadwerkelijk tot de schijf van ons Melkwegstelsel behoren. (EE)
→ The disc of the Milky Way is bigger than we thought

30 april 2018
Onderzoek met de Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array (ALMA) heeft een verrassend resultaat opgeleverd over de vorming van sterren. In een actief stervormingsgebied in ons Melkwegstelsel is een overdaad aan zware ‘ster-vormende kernen’ opgespoord (Nature Astronomy, 30 april). Ster-vormende kernen zijn compacte wolken van gas die materie uit hun omgeving aantrekken, en tot één of meer jonge sterren samentrekken. Uit eerder onderzoek, dat teruggaat tot 1955, was de conclusie getrokken dat de verhouding tussen zware en lichte objecten in ster-vormende kernen overeenkwam met de verhouding van zware en lichte sterren in jonge sterrenhopen. Die conclusie was echter gebaseerd op waarnemingen van relatief nabije stervormingsgebieden, die toevalligerwijs een betrekkelijk geringe dichtheid hebben en daardoor mogelijk niet representatief zijn. Met ALMA is nu gekeken naar het actieve stervormingsgebied W43-MM1, dat veel meer op andere moleculaire gaswolken in onze Melkweg lijkt. Daarbij is ontdekt dat de daarin aanwezige ster-vormende kernen zich niet houden aan de zogeheten initiële massafunctie zoals die in 1955 is vastgesteld. Als dat klopt, staan allerlei gegevens die afhankelijk zijn van het aantal zware sterren in het heelal op losse schroeven. Daarbij kun je denken aan berekeningen van de chemische verrijking van het interstellaire gas en schattingen van de aantallen supernova’s en zwarte gaten in het heelal. Overigens is uit ander recent onderzoek gebleken dat óók de Tarantulanevel – een groot stervormingsgebied in de naburige Grote Magelhaense Wolk – meer zware sterren bevat dan je op grond van de initiële massafunctie zou verwachten. (EE)
→ The Laws of Star Formation Challenged

25 april 2018
Vandaag heeft het Europese ruimteagentschap ESA het data-archief van de ‘one billion starmapper’ Gaia geopend voor de sterrenkundige gemeenschap. De dataset (de tweede na 22 maanden van waarnemingen) die vandaag online is gekomen blijkt een schatkamer voor astronomen te zijn, waarin vele nieuwe ontdekkingen liggen verscholen. De set bevat de 3D-posities, 2D-bewegingen, de helderheid en de kleur van meer dan 1,3 miljard sterren. De Nederlandse astronomen Anthony Brown en Amina Helmi zijn nauw betrokken bij de missie. Brown (Sterrewacht Leiden) is voorzitter van het consortium (DPAC) dat de datacenters van Gaia bestuurt. Helmi (Kapteyn Instituut Rijksuniversiteit Groningen), die met haar groep ook bij DPAC is betrokken, heeft als een van de eerste astronomen al een voorproefje gekregen en in de gegevens diverse nieuwe ontdekkingen gedaan. Deze eerste analyses waren nodig om de dataset van Gaia te testen. Er is immers geen vergelijkingsmateriaal. De resultaten verschijnen vandaag in zes papers in Astronomy and Astrophysics. Gaia is een unieke missie omdat hij alle gebieden van de astrofysica beslaat: van planeten, sterren en sterrenstelsels tot kosmologie. Gaia maakt een 3D-kaart van de Melkweg (ons sterrenstelsel) en de onmiddellijke nabijheid daarvan. Gaia meet onder meer hoe objecten door de ruimte heen bewegen. Het meten van bewegingen is een uitdaging omdat ze maar heel klein zijn, althans als je ze van grote afstand bekijkt. Gaia heeft de gevoeligheid om zelfs de groei van een mensenhaar te meten op de maan. De Gaia-gegevens kunnen veel geheimen die onze Melkweg nog bevat prijsgeven. Zo onderzocht Amina Helmi met haar groep in Groningen de al 20 jaar onbeantwoorde vraag of de dwergsterrenstelsels rond de Melkweg in hetzelfde vlak bewegen. Omdat de data van zo’n hoge kwaliteit zijn, had Helmi al heel snel resultaten in de vandaag gepubliceerde eerste analyse: de dwergsterrenstelsels rond de Melkweg blijken wel allemaal een sterk gehelde baan te hebben maar bewegen niet in hetzelfde vlak, hoewel sommige zich in groepjes lijken op te houden. Helmi heeft nu voor het eerst ook ‘gezien’ hoe coherent het rotatiepatroon is van de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, twee satellietstelsels van onze Melkweg. Verder is de rotatie van zeker vijf bolhopen gedetecteerd, waarvan de herkomst tot nu toe onbekend is. ‘Het is ongelofelijk wat de Gaia-data nu al, in deze eerste en relatief snelle en oppervlakkige analyse aan nieuwe kennis en inzichten hebben opgeleverd. Zelfs op een van de plaatjes die we voor de pers hebben gemaakt, zag ik ineens een volstrekt nieuw detail dat we niet wisten, namelijk dat sommige bolvormige sterrenhopen rond de Melkweg in groepjes bewegen.’ Anthony Brown is als voorzitter van Gaia’s Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) nauw betrokken bij het ontsluiten van de immense hoeveelheid gegevens die Gaia oplevert. Hij was vandaag in Berlijn aanwezig bij de officiële opening van het archief. Brown: ‘Astronomen kunnen met ons archief nieuwe wetenschap gaan doen, dingen ontdekken waar we nu nog niets van weten. Dat is het revolutionaire aan deze ontdekkingsmachine. Ik verwacht dat astronomen gaan spreken over de periode vóór en ná deze tweede datarelease.’ Brown is niet bang voor een run op de data en al te veel concurrentie. ‘De dataset is zo rijk, hier gaan we nog jarenlang uit putten.’ 
→ Oorspronkelijk persbericht

24 april 2018
De kern van ons Melkwegstelsel herbergt een superzwaar zwart gat, ruim vier miljoen maal zo zwaar als de zon. Maar volgens astronomen van de Yale-universiteit zouden er in het Melkwegstelsel meer (super-)zware zwarte gaten kunnen ronddolen. Dat concluderen ze in een artikel in Astrophysical Journal Letters op basis van computersimulaties. In de simulaties bekijken de astronomen wat er gebeurt wanneer een groot en zwaar sterrenstelsel (zoals het Melkwegstelsel) een kleiner sterrenstelsel opslokt dat óók een zwaar zwart gat in het centrum heeft. Het blijkt dat dat 'opgeslokte' zwarte gat niet altijd direct versmelt met het superzware zwarte gat in de kern van het grotere stelsel. In plaats daarvan kan het lange tijd een baan rond het centrum beschrijven, op afstanden van vele duizenden of tienduizenden lichtjaren. Als ons Melkwegstelsel in de loop van de kosmische geschiedenis meerdere kleinere sterrenstelsels heeft opgeslokt, zouden er dus ook meer zware zwarte gaten in kunnen voorkomen. Het superzware zwarte gat in de kern van de Melkweg is zichtbaar doordat het gas uit zijn omgeving opzuigt. Dat gas wordt heet en zendt straling uit voordat het in het zwarte gat valt. Maar een zwaar zwart gat ergens in de buitendelen van het Melkwegstelsel zal vermoedelijk nauwelijks op die manier 'gevoed' worden, waardoor het echt onzichtbaar is. Gelukkig is de kans onwaarschijnlijk klein dat zo'n op drift geraakt zwart gat zich in de directe omgeving van ons eigen zonnestelsel ophoudt. (GS)
→ Milky Way’s supermassive black hole may have ‘unseen’ siblings

19 april 2018
Ter gelegenheid van de 28ste verjaardag van de Hubble-ruimtetelescoop, op 24 april a.s., is een nieuwe opname gepresenteerd van een stukje van de Lagunenevel. Deze kleurrijke wolk van gloeiend interstellair gas bruist van de activiteit. Er worden nieuwe sterren geproduceerd, die hevige winden produceren, en er zijn wervelende zuilen van gas en stof te zien. De volledige Lagunenevel is een enorm groot object van 55 bij 20 lichtjaar. Hoewel hij bijna 4000 lichtjaar van ons is verwijderd, is hij aan de hemel drie keer zo groot als de volle maan. Vandaar ook dat Hubble maar een klein deel van de gasnevel – ongeveer 4 lichtjaar breed – heeft kunnen vastleggen. (EE)
→ Hubble Celebrates 28th Anniversary With a Trip Through the Lagoon Nebula

18 april 2018
Vandaag zijn nieuwe resultaten gepubliceerd van het GALAH-project: een omvangrijke analyse van de scheikundige samenstelling van 350.000 sterren. Een van de doelen van het project is het vinden van de 'brusjes' (broertjes en zusjes) van de zon - de sterren die 4,6 miljard jaar geleden tegelijk met de zon zijn ontstaan in dezelfde sterrenhoop. Die sterren zijn vervolgens elk hun eigen weg gegaan, maar hun chemische samenstelling moet identiek zijn aan die van de zon. De metingen zijn uitgevoerd met de HERMES-spectrograaf op de 3,9-meter Anglo-Australian Telescope. De spectra van de sterren, waarin verschillende scheikundige elementen karakteristieke 'vingerafdrukken' achterlaten, zijn vervolgens geanalyseerd met zelflerende software. Het doorspitten van 350.000 sterspectra kan vergeleken worden met het analyseren van het DNA van honderdduizenden proefpersonen, op zoek naar biologische verwantschappen. Begin vorige eeuw werd vergelijkbaar (maar veel minder nauwkeurig) onderzoek verricht door de Amerikaanse astronome Annie Jump Cannon, die in de loop van enkele decennia ook van een paar honderdduizend sterren de spectra bestudeerde, maar dan 'op het oog'. Ter ere van haar pionierswerk is de computercode die nu is ingezet 'The Cannon' genoemd. De resultaten zijn voor publicatie aangeboden in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en Astronomy & Astrophysics. (GS)
→ Survey profiles 350,000 stars in search for Sun’s siblings

11 april 2018
Voor het eerst is het Australische wetenschappers gelukt om met behulp van een grote radiotelescoop een ‘glitch’ (hapering) te registreren in het pulsgedrag van de Vela-pulsar (Nature, 12 april). De Vela-pulsar is het compacte restant van een zware ster die zijn bestaan ongeveer 12.000 jaar geleden heeft afgesloten met een supernova-explosie. Pulsars zijn snel ronddraaiende neutronensterren. Deze objecten zijn niet groter dan een kilometer of 20, maar hebben meer massa dan onze zon. Sommige van deze rondtollende sterretjes zijn vanaf de aarde waarneembaar als een snel knipperende bron van radiostraling. Doorgaans volgen die radiopulsen elkaar op met de regelmaat van de klok, maar zo nu en dan vertoont hun rotatie een kleine hapering. Bij de Vela-pulsar gebeurt dat ongeveer eens in de drie jaar. Omdat zulke glitches op onvoorspelbare momenten plaatsvinden, moet een pulsar langdurig in de gaten worden gehouden om er eentje te kunnen registeren. In dit specifieke geval is de Vela-pulsar meer dan vier jaar lang, 19 uur per dag om de 10 seconden bekeken met de 26-meter radiotelescoop bij Hobart (Tasmanië) en de 30-meter radiotelescoop bij Ceduna (Zuid-Australië). Op 12 december 2016 was het dan eindelijk raak. Op die dag haperde het pulsgedrag van de Vela-pulsar gedurende vijf seconden. Zulke haperingen zijn bij meer pulsars waargenomen, maar een sluitende verklaring daarvoor is er nog steeds niet. Vermoed wordt dat de oorzaak ligt bij een kortstondige koppeling tussen het supervloeibare inwendige van de neutronenster en diens korst. Het is voor het eerst dat zo’n glitch is waargenomen met een radiotelescoop die groot genoeg is om de afzonderlijke pulsen te kunnen zien. De onderzoekers hopen dat een nadere analyse van dit soort haperingen meer inzicht zal geven in het gedrag van materie onder de extreme druk en temperatuur in een neutronenster. (EE)
→ Scientists capture neutron star’s glitch, offering new insights into how matter behaves

9 april 2018
In een speciaal nummer van Astronomy & Astrophysics is een catalogus gepubliceerd van bronnen in het Melkwegstelsel die extreem hoogenergetische gammastraling uitzenden. De 78 bronnen zijn ontdekt en vastgelegd met het internationale H.E.S.S.-observatorium (High Energy Stereoscopic System) in Namibië. Het gaat onder andere om supernovaresten, microquasars en pulsarwindnevels. Veel van de bronnen zijn niet eerder vastgelegd op andere golflengten. H.E.S.S. is een samenwerkingsverband van 14 landen. Het observatorium werd in 2002 in gebruik genomen. Het bestaat uit vijf speciale telescopen die extreem zwakke lichtflitsjes aan de nachtelijke hemel registreren. Die flitsjes van zogeheten Cerenkov-straling worden geproduceerd wanneer een energierijk gammafoton (met een energie van meer dan een biljoen elektronvolt) de aardse dampkring binnendringt en daar een waterval aan secundaire deeltjes teweegbrengt. De nieuwe H.E.S.S. Galactic Plane Survey is vier maal zo groot als de vorige editie uit 2006. In supernovaresten wordt de hoogenergetische gammastraling opgewekt wanneer subatomaire deeltjes met hoge snelheid de ruimte in geblazen worden en daar in wisselwerking treden met interstellaire gasdeeltjes en fotonen. H.E.S.S. heeft echter ook veel supernovaresten gedetecteerd die eerder niet op andere golflengten zijn waargenomen. (GS)
→ The largest catalog ever published of very high energy gamma ray sources in the Galaxy

5 april 2018
Onderzoek door astronomen van de universiteit van Cardiff wijst erop dat er in het heelal een tekort aan fosfor bestaat. Fosfor is een chemisch element dat een belangrijke rol speelt bij het leven op onze planeet. Waar dit element schaars is, zou leven zoals wij dat kennen wellicht niet mogelijk zijn. Fosfor is een van de slechts zes chemische elementen waar aardse organismen van afhankelijk zijn. Het is een cruciaal bestanddeel van adenosinetrifosfaat (ATP), dat cellen gebruiken voor de opslag en overdracht van energie. Fosfor wordt geproduceerd door supernova’s – de explosies van zware sterren. Maar de hoeveelheden van dit element die tot nu toe in onze Melkweg zijn waargenomen, komen niet altijd overeen met de uitkomsten van computermodellen. Zo laat recent onderzoek met de William Herschel Telescope op La Palma zien dat de Krabnevel, het restant van een supernova die in het jaar 1054 verscheen, veel minder fosfor bevat dan de supernovarest Cassiopeia A. Mogelijk moet de oorzaak van het verschil worden gezocht bij het soort ster dat is ontploft. In het geval van Cassiopeia A zou dat een zeldzame superzware ster kunnen zijn geweest. Hoe dan ook: als het om fosfor gaat is de ene supernova blijkbaar de andere niet. Als dit (voorlopige) onderzoeksresultaat klopt, zouden de hoeveelheden fosfor in onze Melkweg forse lokale variaties kunnen vertonen. En dat zou dan weer betekenen dat op lang niet alle planeten voldoende fosfor beschikbaar is voor de aanmaak van adenosinetrifosfaat. Het nieuwe resultaat is gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. (EE)
→ Paucity of phosphorus hints at precarious path for extraterrestrial life

4 april 2018
Voor het eerst zijn astronomen erin geslaagd om de afstand tot een bolvormige sterrenhoop te bepalen met behulp van driehoeksmeting. De nieuwe afstandsbepaling kan onder meer worden gebruikt om de bestaande modellen voor de evolutie van sterren te verbeteren. Het betreft de bolvormige sterrenhoop NGC 6397, die dichtbij genoeg staat om (onder goede omstandigheden) waarneembaar te zijn met het blote oog. De sterrenhoop bevat naar schatting 400.000 sterren en maakt deel uit van ons Melkwegstelsel. Volgens de nieuwe meting is NGC 6397 ongeveer 7800 lichtjaar van ons verwijderd. Dat is iets verder weg dan tot nu toe werd aangenomen. De foutmarge in de meting bedraagt slechts 3 procent. Bij de afstandsbepaling is gebruik gemaakt van de Hubble-ruimtetelescoop. Deze werd gedurende een periode van twee jaar om het half jaar op NGC 6397 gericht. Dat maakte het mogelijk om de minuscule schijnbare schommelbewegingen van 40 sterren van de sterrenhoop te meten die het gevolg zijn van de veranderende positie van de ‘waarnemer’ c.q. de Hubble-ruimtetelescoop. Het onderzoeksteam heeft op basis van de nieuwe afstand kunnen berekenen dat NGC 6397 ongeveer 13,4 miljard jaar oud is. Dat betekent dat de sterrenhoop ruwweg 400 miljoen jaar na de oerknal moet zijn ontstaan. (EE)
→ Hubble Makes the First Precise Distance Measurement to an Ancient Globular Star Cluster

4 april 2018
Een team van astrofysici heeft een stuk of twaalf zwarte gaten ontdekt in de naaste omgeving van Sagittarius A*, het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel. Omdat dergelijke ‘kleine’ zwarte gaten zich maar heel moeilijk laten opsporen, zal hun werkelijke aantal vele malen groter zijn. Vermoedelijk zijn het er meer dan tienduizend (Nature, 5 april). Dat de centra van grote sterrenstelsels als het onze wemelen van de zwarte gaten was al tientallen jaren geleden theoretisch voorspeld. Maar concreet bewijs daarvoor ontbrak tot nu toe. De nu ontdekte zwarte gaten zijn opgedoken uit gegevens van de röntgensatelliet Chandra. Het zijn zwarte gaten die op enig moment een normale ster hebben ingevangen en daarmee nu een zogeheten röntgendubbelster vormen. Materie die van vanuit deze ster naar het zwarte gat toe stroomt, wordt dermate heet dat zij een (relatief zwakke) bron van röntgenstraling wordt. In de Chandra-gegevens zijn twaalf van die röntgendubbelsterren ontdekt op afstand van minder dan drie lichtjaar van Sagittarius A*. Het is niet zeker dat al deze dubbelsterren een zwart gat bevatten: in een aantal gevallen zou het ook op een neutronenster kunnen gaan. Daar staat tegenover dat lang niet alle zwarte gaten een ster als begeleider zullen hebben. Bovendien heeft Chandra waarschijnlijk alleen de helderste röntgendubbelsterren gedetecteerd. Het werkelijke aantal zwarte gaten rond Sagittarius A* zal daarom veel groter zijn dan twaalf. Via extrapolatie komen de astrofysici tot de conclusie dat zich in het hart van ons Melkwegstelsel minstens 300 röntgendubbelsterren bevinden. Daarnaast zullen er dan nog minstens 10.000 ‘eenzame’ en dus onwaarneembare zwarte gaten zijn. (EE)
→ New Study Suggests Tens of Thousands of Black Holes Exist in Milky Way's Center

3 april 2018
In het centrum van het Melkwegstelsel kwam 11 miljard jaar geleden een langdurige geboortegolf van nieuwe sterren op gang, die circa 4 miljard jaar duurde. Die conclusie trekken astronomen op basis van een grootschalig onderzoek aan de leeftijden van sterren in de Melkwegkern. De resultaten zijn deze week gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. De kern van het Melkwegstelsel bestaat uit een min of meer bolvormige verdeling van sterren met een gering gehalte aan zware elementen - een indicatie dat het hier om zeer oude sterren gaat. Daarnaast is er een centrale balk die aan de buitenrand dikker is dan in het midden (waardoor hij gezien vanaf de aarde een pindavorm heeft), en die sterren met een hoger 'metaalgehalte' bevat. Met de Europese VISTA-infraroodtelescoop in Chili zijn nu metingen verricht aan de kleuren en helderheden van miljoenen afzonderlijke sterren in het Melkwegcentrum. Op basis van die metingen is een 'leeftijdskaart' van het centrale deel van de Melkweg samengesteld. De waarnemingen zijn het best te verklaren door aan te nemen dat er tussen 11 en 7 miljard jaar geleden veel nieuwe sterren zijn geboren. Ook metingen aan verre sterrenstelsels in het heelal, waar astronomen ver terugkijken in de tijd, wijzen uit dat dat de periode was waarin het stervormingstempo overal in het heelal een maximale waarde bereikte. (GS)
→ First age-map of the heart of the Milky Way

3 april 2018
Het Melkwegstelsel dijt uit, en dat is niet het gevolg van de algemene uitdijing van het heelal. De grote, platte spiraal van een paar honderd miljard sterren waartoe ook onze eigen zon behoort, groeit met ongeveer 500 meter per seconde. Over drie miljard jaar zal het Melkwegstelsel zo'n vijf procent groter zijn dan het nu is. (De kosmologische uitdijing van het heelal heeft geen invloed op de afmetingen van individuele sterrenstelsels.) Structuur en afmetingen van ons eigen Melkwegstelsel zijn moeilijk te meten, omdat we het stelsel alleen van binnenuit kunnen bekijken. Sterrenkundigen hebben daarom nauwkeurige metingen verricht aan de snelheden van heldere, jonge sterren in de buitendelen van andere sterrenstelsels die veel op het Melkwegstelsel lijken. Die sterren bewegen langzaam maar zeker weg van hun 'geboortegrond' - een actief stervormingsgebied aan de rand van de centrale schijf van het stelsel. De metingen zijn verricht met de Sloan Digital Sky Survey-telescoop en de ruimtetelescopen Galex (ultraviolet) en Spitzer (infrarood). Het blijkt dat de straal van het zichtbare deel van sterrenstelsels zoals het Melkwegstelsel toeneemt met ongeveer 500 meter per seconde. Dat zal dus voor ons eigen Melkwegstelsel ook het geval zijn. De huidige middellijn van het Melkwegstelsel bedraagt tussen de 100.000 en 120.000 lichtjaar. De nieuwe resultaten zijn deze week gepresenteerd op de European Week for Astronomy and Space Science 2018 in Liverpool. (GS)
→ Is the Milky Way getting bigger?

3 april 2018
Dubbele zwarte gaten in het centrum van het Melkwegstelsel kunnen onder bepaalde omstandigheden sneller met elkaar botsen en versmelten dan je zou verwachten. Bij zo'n botsing ontstaan zwaartekrachtgolven - minieme rimpelingen in de ruimtetijd - die op aarde waargenomen kunnen worden met gevoelige detectoren. In het dichtbevolkte centrum van het Melkwegstelsel komen vermoedelijk veel dubbele zwarte gaten (of dubbele neutronensterren) voor. Normaal gesproken kan het miljarden jaren duren voordat de twee objecten in zo'n dubbelsysteem op elkaar botsen. Volgens computersimulaties van Joseph Fernandez (Liverpool John Moores University) kan dat proces echter versneld worden door zwaartekrachtsstoringen van het superzware zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel. Wanneer een dubbelsysteem op kleine afstand langs het superzware zwarte gat beweegt, zullen de omloopbanen van de twee objecten in ongeveer één op de tien gevallen veranderen in langgerekte ellipsen. Het gevolg is dat de twee zwarte gaten veel sneller naar binnen spiraliseren. De kans dat er zwaartekrachtgolven opgevangen worden die afkomstig zijn van een zwartegatenbotsing in het centrum van het Melkwegstelsel is dus groter dan tot nu toe werd gedacht, aldus Fernandez, die zijn resultaten deze week presenteert op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. (GS)
→ Gravitational waves created by black holes in the centre of most galaxies

19 maart 2018
NASA heeft een nieuwe compositiefoto gepubliceerd van het centrum van de Krabnevel (M1) in het sterrenbeeld Stier. De Krabnevel is het restant van een supernova-explosie die in het jaar 1054 plaatsvond. In het centrum van de nevel bevindt zich een snel rondtollende neutronenster die bundels energierijke deeltjes en straling de ruimte in blaast. De neutronenster (op aarde zichtbaar als een zogeheten pulsar) heeft bovendien een sterk magnetisch veld. Elektronen en anti-elektronen in de jets beschrijven spiraalvormige banen rond de magnetische veldlijnen, en zenden daarbij straling uit op alle denkbare golflengten. Op de nieuwe compositiefoto zijn infraroodmetingen (door NASA's Spitzer Space Telescope) in rozerode tinten weergegeven; zichtbaar licht (waargenomen door de Hubble Space Telescope) in paars, en röntgenwaarnemingen (door het Chandra X-ray Observatory) in blauw en wit. (GS)
→ Crab Nebula: A Crab Walks Through Time

12 maart 2018
De mysterieuze gammastraling uit het centrale deel van het Melkwegstelsel is niet afkomstig van donkere materie. Die conclusie trekken Australische onderzoekers op basis van modelberekeningen. De Amerikaanse ruimtetelescoop Fermi ontdekte dat er veel gammastraling afkomstig is uit het Melkwegcentrum. De bron daarvan is onbekend. Volgens sommige theorieën zou het om energierijke straling gaan die geproduceerd wordt bij de wederzijdse annihilatie van donkere-materiedeeltjes. Naar algemeen wordt aangenomen is het Melkwegstelsel gehuld in een min of meer bolvormige halo van donkere materie, met de grootste dichtheid in het centrum. Een analyse van de Fermi-waarnemingen, in combinatie met hydrodynamische modelberekeningen, laat nu echter zien dat de verdeling zoals die door Fermi is waargenomen niet bolvormig is, maar sterker afgeplat. Dat komt volgens de onderzoekers beter overeen met de bekende verdeling van sterren in het Melkwegcentrum. In Nature Astronomy suggereren ze daarom dat de diffuse gammastraling geproduceerd wordt door een populatie van duizenden millisecondepulsars in het centrum van het Melkwegstelsel - kleine, compacte en extreem snel roterende sterren die achterblijven na supernova-explosies. (GS)
→ Mysterious signal comes from very old stars at centre of our galaxy

7 maart 2018
Nieuwe gegevens van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en andere telescopen zijn gebruikt om een spectaculaire afbeelding te maken van een web van filamenten in de bekende Orionnevel. De Orionnevel is een stervormingsgebied op ongeveer 1350 lichtjaar van de aarde. De filamenten bestaan uit koud gas en zijn dus niet roodgloeiend heet, zoals de (gekozen) kleuren op de afbeelding suggereren. De sliertige, vezelachtige structuren van koud gas zijn alleen waarneembaar met telescopen zoals ALMA, die in het millimetergolflengtebereik werken. Het koude gas dient als ‘grondstof’ voor de vorming van nieuwe sterren. Het stort onder invloed van zijn eigen zwaartekracht geleidelijk ineen totdat het voldoende is samengeperst om een of meer ​​protosterren te vormen – de voorlopers van sterren. Een team van wetenschappers, onder wie Alvaro Hacar González van de Sterrewacht Leiden, heeft de filamenten onderzocht om meer te weten te komen over hun structuur en samenstelling. Ze gebruikten ALMA om te zoeken naar sporen van het diazenyliumgas waaruit deze structuren voor een deel bestaan. Bij dit onderzoek wist het team een ​​netwerk van 55 filamenten te identificeren. (EE)
→ Oorspronkelijk persbericht

5 maart 2018
De Europese ruimtetelescoop Integral heeft de 'wedergeboorte' van een neutronenster waargenomen, als gevolg van materie-overdracht van een begeleidende rode reuzenster. Volgens de onderzoekers zou het om de eerste röntgenuitbarsting van de neutronenster kunnen gaan; in de afgelopen vijftien jaar is nooit eerder röntgenstraling van dit object waargenomen. De röntgenuitbarsting werd gezien op 13 augustus 2017, in het dichtbevolkte centrale deel van ons Melkwegstelsel. Uit de waarnemingen blijkt dat het hier gaat om een zeldzame symbiotische röntgendubbelster: een opgezwollen rode reus, vergezeld door een extreem compacte neutronenster. Van zulke bijzondere dubbelsterren zijn er slechts een stuk of tien bekend in het Melkwegstelsel. Gas dat door de rode reus de ruimte in wordt geblazen, komt met hoge snelheid op de neutronenster terecht, waarbij het zo sterk wordt verhit dat het röntgenstraling uitzendt. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics. Het gaat hier wel om een merkwaardig object: rode reuzen zijn oude sterren, terwijl de neutronenster ogenschijnlijk heel jong is, getuige zijn sterke magneetveld. Daar staat tegenover dat hij een heel trage rotatie vertoont (één omwenteling in ongeveer twee uur), wat weer ongewoon is voor jonge neutronensterren. De onderzoekers vermoeden dat het misschien eerst een (oude) witte dwerg was, die als gevolg van materie-overdracht van de rode reus zo zwaar is geworden dat hij verder ineen is gestort tot een neutronenster. (GS)
→ Donor star breathes life into zombie companion

26 februari 2018
De koele, rode dwergster Proxima Centauri - de ster die het dichtst bij de zon staat - wordt waarschijnlijk toch niet omgeven door stofgordels. Het bestaan van dat stof was eerder afgeleid uit metingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Noord-Chili. De aanwezigheid van stofgordels rond de rode dwerg zou erop wijzen dat er - naast de aardeachtige planeet Proxima b - mogelijk nog meer planeten in het stelsel voorkomen. De oorspronkelijke ALMA-metingen, verricht over een periode van in totaal 10 uur in het eerste kwartaal van 2017, zijn nu opnieuw geanalyseerd. Daarbij is gebleken dat het overschot aan millimeterstraling van de ster (dat aanvankelijk dus werd toegeschreven aan een circumstellaire stofgordel) volledig verklaard kan worden door een korte, extreem krachtige uitbarsting op het steroppervlak, die plaatsvond op 24 maart 2017. Tijdens die uitbarsting werd de ster in een periode van tien seconden maar liefst duizend maal helderder op millimetergolflengten. De nieuwe analyse is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. Volgens de onderzoekers is er nu niet langer reden om aan te nemen dat Proxima Centauri omgeven wordt door substantiële hoeveelheden stof, en dat er mogelijk sprake is van een veel rijker planetenstelsel rond de ster. Door de verdampende werking van extreme 'zonnevlammen' op rode dwergsterren als Proxima Centauri kunnen rondcirkelende planeten in de loop van de tijd hun atmosfeer en oceaan verliezen. Het bestaan van zulke krachtige vlammen is dan ook een slecht teken voor mogelijk leven op een planeet als Proxima b. (GS)
→ Powerful Flare from Star Proxima Centauri Detected with ALMA

26 februari 2018
Een internationaal team van astronomen, onder leiding van Maria Bergemann van het Max-Planck-Institut für Astronomie, heeft een verrassende ontdekking gedaan over de geboorteplaats van twee groepen sterren die zich ver boven en onder de schijf van ons Melkwegstelsel bevinden. Van deze zogeheten halosterren werd vermoed dat ze zijn ontstaan uit het ‘puin’ dat is achtergelaten door kleine sterrenstelsels die lang geleden in botsing zijn gekomen met de Melkweg. Nieuw onderzoek heeft echter uitgewezen dat de stergroepen Tri-And en A13 afkomstig zijn uit de Melkwegschijf zelf (Nature, 26 februari). Uit het onderzoek is namelijk gebleken dat de chemische samenstelling van de onderzochte sterren sterk overeenkomt met die van Melkwegschijf. Dat maakt het erg onwaarschijnlijk dat ze bestaan uit materiaal dat oorspronkelijk tot een ander sterrenstelsel heeft behoord. Dat de betreffende sterren in de halo – het bolvormige buitenste deel – van de Melkweg terecht zijn gekomen, komt waarschijnlijk doordat de schijf van de Melkweg zelf aan het golven is geslagen na een (bijna-)botsing met een ander, veel kleiner sterrenstelsel. Door de daarbij ontstane golvingen zijn sterren naar posities ver boven en onder de schijf zijn ‘geschopt’. (EE)
→ Stars Around the Milky Way: Cosmic Space Invaders or Victims of Galactic Eviction?

21 februari 2018
Astronomen hebben vastgesteld dat de ster S0-2, die op betrekkelijk kleine afstand om het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel draait, geen begeleider van betekenis heeft. Dat maakt hem geschikt voor het testen van een voorspelling van Einsteins algemene relativiteitstheorie. Als S0-2 deel had uitgemaakt van een dubbelstersysteem, zou dat veel moeilijker zijn geweest (The Astrophysical Journal, 6 februari). Dat S0-2 ‘alleenstaand’ is, blijkt uit spectroscopische waarnemingen met de Keck-telescoop op Hawaï. Als er een tweede ster in het spel was, zouden de lijnen in dat spectrum merkbaar heen en weer schuiven, maar dat is dus niet het geval. Einsteins algemene relativiteitstheorie voorspelt dat lichtgolven die uit een sterk zwaartekrachtsveld komen enigszins worden uitgerekt, waardoor hun golflengte naar de rode kant van het spectrum schuift. Verwacht wordt dat dit verschijnsel bij S0-2 rechtstreeks meetbaar zal zijn wanneer de ster dit voorjaar zijn kleinste afstand tot het centrale zwarte gat bereikt. (EE)
→ Astronomers Discover S0-2 Star is Single and Ready for Big Einstein Test

21 februari 2018
Astronomen hebben de magnetische veldlijnen in het gas en stof rond het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel in kaart gebracht. De kaart – de eerste in zijn soort – is gemaakt met een infraroodcamera van de Gran Telescopio Canarias (GTC) op het eiland La Palma. Rond het centrale zwarte gat van de Melkweg cirkelen sterren die op zichtbare golflengten moeilijk waarneembaar zijn, omdat hun licht wordt tegengehouden door wolken van gas en stof. Op infrarode golflengten, en overigens ook op röntgen- en radiogolflengten, zijn deze wolken min of meer transparant. De ‘CanariCam’ van de GTC is in staat om de door magnetische velden veroorzaakte polarisatie van het ontvangen infraroodlicht registeren. Dat heeft een bijzondere kaart opgeleverd van de onmiddellijke omgeving van het zwarte gat. Daarop zijn de dunne magnetische veldlijnen in het hete gas en warme stof rond de sterren in dit gebied goed herkenbaar: ze doen denken aan penseelstreken. Over de oorsprong van het magnetische veld in het centrum van de Melkweg bestaat nog veel onduidelijkheid. Aangenomen wordt dat dit veld oorspronkelijk veel kleiner is geweest en door de zwaartekrachtsinvloeden van het zwarte gat en de sterren in het Melkwegcentrum is uitgerekt. (EE)
→ Magnetic field traces gas and dust swirling around supermassive black hole

13 februari 2018
Astronomen van de Universiteit van Leeds (Verenigd Koninkrijk) hebben mogelijk een verklaring gevonden voor het feit dat de centrale holte in de beroemde Rozetnevel zo klein is. De Rozetnevel is een stervormingsgebied op ca. 5000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Eenhoorn. In het centrum zijn jonge, hete sterren ontstaan, die de nevel van binnenuit schoonblazen. De centrale holte in de Rozetnevel is echter verrassend klein. Op basis van de leeftijd van de centrale sterren (enkele miljoenen jaren) zou je een bijna tien maal zo grote holte verwachten. Computersimulaties laten nu zien dat de waargenomen structuur overeenkomt met wat je verwacht in een relatief dunne moleculaire wolk van gas en stof. De sterrenwinden van de pasgeboren sterren worden dan 'gefocust' in een richting loodrecht op die dunne structuur. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ New models give insight into the heart of the Rosette Nebula

6 februari 2018
In de bolvormige sterrenhoop Terzan 5, in het centrale deel van ons Melkwegstelsel, zijn drie nieuwe millisecondepulsars ontdekt - neutronensterren die extreem snel om hun as draaien en daarbij elke paar milliseconden een korte puls radiostraling te zien geven. Eerder waren al 34 millisecondepulsars bekend in de bolhoop; het totale aantal bedraagt nu dus 37. De nieuw ontdekte pulsars hebben rotatieperioden van 5,95, 2,96 en 1,89 milliseconden. Ze zijn gevonden met een nieuwe zoekmethode in archiefwaarnemingen van de 110-meter Green Bank Telescope in de Verenigde Staten. Een kwart van alle bekende millisecondepulsars in bolvormige sterrenhopen bevindt zich in Terzan 5. Hoe dat komt is niet precies bekend. De bolhoop is mogelijk een van de oudste 'bouwstenen' waaruit het centrale deel van ons Melkwegstelsel lang geleden is ontstaan. (GS)
→ Nieuwsbericht op phys.org

31 januari 2018
In het sterrenbeeld Lynx is een 7500 lichtjaar verre ster ontdekt die bijzonder arm is aan elementen zwaarder dan helium. Volgens zijn ontdekkers behoort de ster, die de aanduiding J0815+4729 heeft gekregen, tot de oudste van onze Melkweg. De ‘oerster’ is iets lichter en heter dan onze zon. In vergelijking met onze zon bevat J0815+4729 een miljoen keer zo weinig calcium en ijzer. Daartegenover staat dat zijn koolstofgehalte maar ongeveer zeven keer zo klein is. Zulke ‘metaalarme’ sterren zijn bijzonder schaars: in onze Melkweg is er nog maar een handjevol van ontdekt. Uit hun chemische eigenschappen kan worden afgeleid dat sterren als deze directe afstammelingen zijn van de eerste zware sterren in onze Melkweg, zoals die ongeveer 300 miljoen jaar na de oerknal hebben bestaan. Deze sterren sloten hun korte leven af met een supernova-explosie, waarbij de door henzelf geproduceerde zware elementen zich met het interstellaire gas in de omgeving vermengden. J0815+4729 is ontdekt bij de Sloan Digital Sky Survey, maar het ware karakter van de zwakke ster kwam pas aan het licht na spectroscopisch onderzoek met de Gran Telescopio Canarias op het Canarische eiland La Palma. (EE)
→ IAC astronomers find one of the first stars formed in the Milky Way

29 januari 2018
De Duitse amateurastronoom Harald Kaiser is erin geslaagd om een foto te maken van de open sterrenhoop Gaia 1, waarvan de ontdekking in november vorig jaar bekend werd gemaakt. De sterrenhoop is vrijwel niet zichtbaar, omdat hij zich aan de hemel extreem dicht bij Sirius bevindt, de allerhelderste ster. Zoals de naam al aangeeft, is Gaia 1 ontdekt door de Europese ruimtetelescoop Gaia, die met gevoelige digitale camera's het Melkwegstelsel in kaart brengt. De sterrenhoop telt enkele duizenden sterren, heeft een middellijn van ca. 30 lichtjaar, en bevindt zich op 15.000 lichtjaar afstand van de aarde. Het bijzondere aan de sterrenhoop is zijn hoge leeftijd (3 miljard jaar; de meeste open sterrenhopen vallen binnen hooguit een paar honderd miljoen jaar al uit elkaar) en de sterk gehelde baan die hij beschrijft ten opzichte van het centrale vlak van het Melkwegstelsel. Op de opname van Kaiser is de sterrenhoop maar ternauwernood als zodanig te onderscheiden. Zou Sirius niet 'in de weg' staan, dan was Gaia 1 minstens honderd jaar geleden al ontdekt door astronomen. (GS)
→ Obscured Sirius reveals Gaia 1 cluster

29 januari 2018
Met de Japanse 45-meter radiotelescoop van Nobeyama is de meest gedetailleerde radiokaart van de Melkweg gemaakt. De nieuwe kaart toont drie maal zo veel details als eerdere radiokaarten. Met radiotelescopen kan koel gas in het Melkwegstelsel in kaart worden gebracht dat op andere golflengten niet waarneembaar is. Het Japanse FUGIN-project (FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey with Nobeyama) heeft tussen 2014 en 1017 in totaal 1100 uur waarnemingen verricht van een smalle strook aan de hemel, samenvallend met het centrale vlak van ons Melkwegstelsel, met een oppervlak dat 520 maal zo groot is als dat van de Volle Maan. De kleinste details die op de nieuwe kaart zichtbaar zijn, hebben afmetingen van 20 boogseconden; de radiale snelheden van de talloze gaswolken zijn vastgelegd met een nauwkeurigheid van 1,3 kilometer per seconde. De waarnemingen richtten zich op drie verschillende typen koolmonoxidemoleculen. De nieuwe kaart, gepubliceerd in Publications of the Astronomical Society of Japan, zal in de toekomst dienst doen als basis voor nieuw detailonderzoek aan gas- en stofwolken in het Melkwegstelsel. (GS)
→ The most detailed radio map of the Milky Way

22 januari 2018
Zwarte gaten blazen ook grote hoeveelheden gas de ruimte in tijdens hun 'maaltijden', dus wanneer ze materiaal uit hun omgeving opslokken. Tot nu toe waren zulke winden alleen waargenomen tijdens de 'rustige' perioden van zwarte gaten. De nieuwe bevindingen, verkregen op basis van waarnemingen met verschillende röntgentelescopen in de ruimte, zijn gepubliceerd in Nature. Stellaire zwarte gaten (de eindstadia van zware sterren die hun leven beëindigd hebben in een supernova-explosie) bevinden zich soms in dubbelstersystemen. Het zwarte gat zuigt dan materie op van zijn begeleider. Dat gas verzamelt zich in een afgeplatte, roterende 'accretieschijf'. Om de zoveel tijd wordt een deel van het gas door het zwarte gat opgezogen, waarbij het sterk verhit wordt en energierijke röntgenstraling uitzendt. Sterrenkundigen hebben nu tijdens zulke röntgenuitbarstingen ook de effecten gemeten van krachtige winden, die de structuur van de accretieschijf kunnen verstoren. Uit de metingen blijkt dat die winden in totaal wel 80 procent van het 'voedsel' van het zwarte gat de ruimte in blazen. De oorzaak van deze krachtige winden rond stellaire zwarte gaten in röntgendubbelsterren is nog niet bekend. Magnetische velden spelen mogelijk een rol. (GS)
→ Scientists find evidence of strong winds outside black holes

18 januari 2018
Onderzoek van een 120 lichtjaar verre ster die als twee druppels water op onze zon lijkt, suggereert dat niet de rotatiesnelheid maar de chemische samenstelling van een zonachtige ster bepalend is voor de duur en hevigheid van zijn magnetische activiteitscyclus. Het lijkt erop dat elementen zwaarder dan helium daarbij een sleutelrol spelen (The Astrophysical Journal, 5 januari). Het aantal zonnevlekken – koele, (relatief) donkere vlekken op het oppervlak van de zon – gaat op en neer in een cyclus die gemiddeld 11 jaar duurt. Deze zonnecyclus wordt aangedreven door de zogeheten zonnedynamo – een samenspel van magnetische velden, convectie en rotatie. Wat echter de precieze oorzaak is van dit alles, is nog onduidelijk. Een onderzoeksteam onder leiding van de Deense astronoom Christoffer Karoff van de universiteit van Aarhus denkt nu dat de ster HD 173701 in het sterrenbeeld Zwaan meer duidelijkheid kan geven in de onderliggende fysische processen. Waarnemingen die teruggaan tot 1978 laten zien dat de cyclus van deze ster anderhalf keer zo kort duurt als de zonnecyclus. Daarnaast vertoont de ster magnetische variaties die meer dan twee keer zo sterk zijn als die van de zon. In de meeste andere opzichten lijkt HD 173701 juist heel veel op de zon. Hij draait bijna net zo snel om zijn as, is ongeveer net zo groot, heeft dezelfde massa en is even oud. Er is echter één belangrijk verschil: hij bevat meer dan tweemaal zoveel zware elementen. De astronomen vermoeden dan ook dat er een direct verband bestaat tussen de hevige cycli van HD 173701 en diens hoge gehalte aan zware elementen. Daar bestaan ook fysische argumenten voor. Kort gezegd komt het erop neer dat de zware elementen de ster ondoorzichtiger maken voor straling. Hierdoor schakelt het energietransport dieper in de ster over van straling op convectie (opstijgende gasbellen) en wordt het dynamo-effect versterkt. (EE)
→ Special star is a Rosetta Stone for understanding the sun's variability and climate effect

17 januari 2018
Astronomen hebben in de bolvormige sterrenhoop NGC 3201 een ster ontdekt die zich heel vreemd gedraagt. Hij lijkt een omloopbaan te volgen om een onzichtbaar zwart gat dat ongeveer vier keer zoveel massa heeft als de zon. Het is het eerste inactieve zwarte gat van stellaire massa dat in een bolvormige sterrenhoop is aangetroffen en het eerste dat is ontdekt via rechtstreekse detectie van zijn zwaartekrachtsaantrekking. Bolvormige sterrenhopen zijn enorme verzamelingen van tienduizenden sterren die om de meeste sterrenstelsels draaien. Ze bestaan al sinds de tijd dat de vorming van sterrenstelsels op gang kwam en behoren daarmee tot de oudst bekende stersystemen in het heelal. Momenteel zijn er meer dan 150 bekend die tot ons Melkwegstelsel behoren. Eén specifieke bolvormige sterrenhoop, NGC 3201 in het zuidelijke sterrenbeeld Vela (Zeilen), is nu onderzocht met behulp van het MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope in Chili. Een internationaal team van astronomen heeft ontdekt dat een van de sterren in NGC 3201 met een regelmaat van 167 dagen afwisselend naar ons toe en van ons vandaan beweegt met snelheden van enkele honderdduizenden kilometers per uur. Dat wijst erop dat de ster in een baan beweegt om iets dat volkomen onzichtbaar is. Onderzoek van het spectrum van de ster laat zien dat deze ongeveer 0,8 maal de massa van onze zon heeft. De massa van zijn mysterieuze begeleider is becijferd op ongeveer 4,36 zonsmassa, wat betekent dat het vrijwel zeker een zwart gat betreft. (EE)
→ Volledig persbericht

15 januari 2018
Neutronensterren kunnen niet zwaarder zijn dan 2,16 zonsmassa's. Zwaardere neutronensterren storten onder hun eigen gewicht ineen tot een zwart gat. Die conclusie trekken Duitse natuurkundigen in een publicatie in The Astrophysical Journal. Neutronensterren zijn de supercompacte overblijfselen van supernova-explosies. Ze zijn minstens 40 procent zwaarder dan de zon, maar niet veel groter dan 25 kilometer in middellijn. Hun dichtheid is extreem hoog - alsof je de hele mensheid in een luciferdoosje propt. Soms zijn de snel rondtollende sterretjes vanaf de aarde zichtbaar als een pulsar - een snel knipperende bron van radiostraling. De zwaarst bekende neutronenster is PSR J0348+0432, met een massa van 2,01 zonsmassa's. De maximale massa van een neutronenster was echter niet goed bekend. Op 17 augustus 2017 namen astronomen licht en zwaartekrachtgolven waar van de botsing van twee neutronensterren op een afstand van 130 miljoen lichtjaar. Door die metingen te combineren met theoretische overwegingen, konden de Duitse natuurkundigen nu vaststellen dat neutronensterren nooit zwaarder kunnen zijn dan 2,16 zonsmassa's. De conclusies zijn kort daarna bevestigd door Japanse en Amerikaanse onderzoekers. (GS)
→ How massive can neutron stars be? (Origineel persbericht)

11 januari 2018
Deze week wordt in Washington D.C. de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) gehouden. Zoals elk jaar op de winterbijeenkomst (dit jaar bezocht door ruim 3000 astronomen) is er ook dit keer een enorme verscheidenheid aan nieuwe resultaten gepresenteerd. Sommige opmerkelijke resultaten worden in afzonderlijke nieuwsberichtjes op allesoversterrenkunde.nl besproken; hieronder volgt een beknopt overzicht (met links naar de oorspronkelijke persberichten) van nieuwe ontdekkingen die niet allemaal uitgebreid aan bod kunnen komen. (GS) Hubble ziet oude sterren in Melkwegcentrum anders bewegen dan jonge sterren. Dankzij zijn hoge beeldscherpte heeft de Hubble Space Telescope in de loop van ca. 10 jaar minieme verplaatsingen gemeten van zonachtige sterren in de kern van het Melkwegstelsel, op ca. 26.000 lichtjaar afstand. Er is ontdekt dat sterren met een relatief hoog 'metaalgehalte' (elementen zwaarder dan waterstof en helium) sneller bewegen dan sterren met een gering metaalgehalte. Die laatste dateren uit een vroegere periode in het heelal. Het verschil in beweging zegt mogelijk iets over de ontstaansgeschiedenis van het Melkwegstelsel, maar de oorzaak van het waargenomen verschil is nog niet bekend. Persbericht Structuur in gas- en stofschijf kan ook ontstaan zónder planeten. De afgelopen jaren zijn in de platte, ronddraaiende gas- en stofschijven rond pasgeboren sterren vaak lege zones ontdekt, waarvan algemeen wordt aangenomen dat ze ontstaan door de zwaartekrachtwerking van jonge planeten. Computersimulaties van astronomen van NASA's Goddard Space Flight Center laten nu zien dat zulke structuren ook kunnen ontstaan zónder planeten, wanneer stofdeeltjes beschenen worden door ultraviolette straling van de jonge ster. Persbericht

11 januari 2018
Tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society, die deze week in National Harbor in Maryland (VS) wordt gehouden, hebben astronomen enkele 3D-video’s gepresenteerd die een kijkje bieden in de Orionnevel – het bekende stervormingsgebied in het gelijknamige sterrenbeeld. De video’s zijn gebaseerd op beelden van de ruimtetelescopen Hubble (zichtbaar licht) en Spitzer (infrarood). De video’s voeren de kijker langs pas geboren sterren, gloeiende gaswolken en de kikkervis-vormige gasomhulsels van protoplanetaire schijven. Ook geven ze een duidelijk beeld van de enorme ‘grot’ in de Orionnevel die is ontstaan door de inwerking van de intense straling van de sterren van de Trapezium-sterrenhoop. Tijdens dezelfde bijeenkomst zijn ook de resultaten bekendgemaakt van een diepgaande survey van de Orionnevel, die is uitgevoerd met de Hubble-ruimtetelescoop. Bij deze survey is een grote populatie van bruine dwergen – sterren die te weinig massa hebben om kernfusiereacties in hun inwendige gaande te houden – opgespoord. Ook zijn enkele reuzenplaneten ontdekt, waaronder een tweetal zonder moederster dat om elkaar cirkelt. Bij de survey werden 1200 opvallend rode sterren opgespoord. Dat bleken niet allemaal bruine dwergen te zijn: de helderste exemplaren waren simpelweg zwakke rode dwergsterren. Zeventien van deze rode dwergsterren hadden op hun beurt wel een bruine dwerg als begeleider. Ook is er een dubbele bruine dwerg ontdekt en een bruine dwerg met een planeet. (EE)
→ Hubble Finds Substellar Objects in the Orion Nebula

11 januari 2018
Bij onderzoek van een koude moleculaire wolk in het sterrenbeeld Stier – de Taurus Molecular Cloud – is het organische molecuul benzonitril opgespoord. Dat hebben onderzoekers bekendgemaakt tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor (Maryland) en via een publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Aromatische koolwaterstoffen – organische moleculen die een zeshoekige ring van koolstofatomen bevatten – zijn alom aanwezig in het heelal. Astronomen weten dit omdat de karakteristieke infraroodstraling die zulke moleculen uitzenden in allerlei omgevingen is waargenomen. De identificatie van specifieke moleculen van dit type is echter heel lastig. Daartoe moeten spectra worden verkregen in het radiodeel van het elektromagnetische spectrum. Benzonitril – op aarde een kleurloze vloeistof die naar amandelen ruikt – is de eerste aromatische koolwaterstof die op die manier is aangetoond. Onderzoek van de samenstelling van aromatisch materiaal moet meer inzicht geven in de chemische eigenschappen van de interstellaire materie, waaruit later sterren en planeten zullen ontstaan. (EE)
→ GBT Detection Unlocks Exploration of ‘Aromatic’ Interstellar Chemistry

10 januari 2018
Met de Dark Energy Survey (DES), een groot onderzoeksprogramma dat meer inzicht moet geven in de versnellende uitdijing van het heelal, is een interessante bijvangst gedaan. In de DES-gegevens zijn elf nieuwe ‘sterrenstromen’ in onze Melkweg ontdekt. Het betreft overblijfselen van kleine sterrenstelsels die (deels) door ons sterrenstelsel zijn opgeslokt. Wanneer een klein naburig sterrenstelsel dicht in de buurt van de Melkweg komt, valt het ten prooi aan de daarbij optredende getijdenkrachten. Daardoor ontstaan langgerekte structuren van sterren met onderling vergelijkbare leeftijden, chemische eigenschappen en snelheden – zogeheten sterrenstromen. Vanaf de jaren 70 van de vorige eeuw zijn enkele tientallen van zulke sterrenstromen ontdekt. Ze vormen het bewijs dat ons sterrenstelsel niet alleen sterren van eigen fabrikaat bevat, maar ook een flink aantal extragalactische ’immigranten’ heeft opgenomen. Het vinden van nieuwe sterrenstromen is geen eenvoudige opgave. Ze zijn heel zwak en diffuus en strekken zich uit over een groot deel van de hemel. Dat maakt de Dark Energy Camera (DECam) van de 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili geknipt voor het opsporen ervan. De ontdekking van de nieuwe sterrenstromen is, samen met andere resultaten van de DES-survey, bekendgemaakt tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor in Maryland. (EE)
→ New stellar streams confirm ‘melting pot’ history of the galaxy

10 januari 2018
Astronomen hebben ontdekt dat er in het centrum van onze Melkweg een exodus van meer dan honderd wolken waterstofgas gaande is. Deze waarnemingen, gedaan met de Green Bank-radiotelescoop, kunnen mogelijk meer inzicht geven in de vorming van de zogeheten Fermi-bellen – reusachtige ‘ballonnen’ van superheet gas die boven en onder de schijf van ons sterrenstelsel uitsteken. De ontdekking is bekendgemaakt tijdens de 231ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in National Harbor in Maryland. In het centrum van de Melkweg bevinden zich een zwart gat van enkele miljoenen zonsmassa’s en talrijke gebieden waar in hoog tempo sterren worden geboren en sterven. Dit gaat gepaard met allerlei energierijke processen die tezamen een krachtige kosmische ‘wind’ produceren. Hierdoor zijn twee enorme bellen van superheet gas ontstaan die zwak zichtbaar zijn op radio-, röntgen- en gamma-golflengten. De nu ontdekte waterstofwolken lijken zich met diezelfde kosmische wind mee te laten voeren. Ze fungeren daardoor als een soort ‘testdeeltjes’ die meer inzicht geven in hetgeen zich in het Melkwegcentrum afspeelt. De wolken, die uit neutraal waterstof bestaan, zijn makkelijker waarneembaar dan de ijle Fermi-bellen zelf. Het lijkt erop dat de gaswolken in een kegelvormige formatie het Melkwegcentrum ontvluchten. Hierdoor beweegt een deel ervan in onze richting, terwijl een ander deel juist van ons af beweegt. Dat resulteert in forse onderlinge snelheidsverschillen. Gemiddeld hebben de wolken een snelheid van ongeveer 330 kilometer per seconde. De kegelformatie strekt zich tot zeker 5000 lichtjaar van het centrum uit, maar het is nog onduidelijk waar deze precies eindigt. Het lijkt erop dat de gaswolken op enige afstand boven het galactisch centrum ‘oplossen’ of dat het gas dat zij bevatten wordt geïoniseerd. (EE)
→ Swarm of Hydrogen Clouds Flying Away From Center of Our Galaxy

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

21 december 2017
De vreemde, onvoorspelbare ‘dips’ in de helderheid van de ster RZ Piscium worden mogelijk veroorzaakt door wolken van gas en stof die om de ster cirkelen. Dat leiden astronomen af uit waarnemingen met onder meer de Keck I-telescoop en de Europese röntgensatelliet XMM-Newton. De stofwolken zouden overblijfselen zijn van een of meer verwoeste planeten (The Astronomical Journal, 21 december). RZ Piscium staat op een afstand van ongeveer 550 lichtjaar in het sterrenbeeld Pisces (Vissen). Zo af en toe neemt zijn helderheid met maximaal een factor 10 af, en zo’n dip kan een paar dagen duren. Opvallend is ook dat de ster veel meer infraroodstraling produceert dan een ster als onze zon. Dat wijst erop dat hij omgeven is door grote hoeveelheden warm stof. Uit deze kenmerken hadden sommige astronomen geconcludeerd dat RZ Piscium een jonge, zonachtige ster is die omringd is door een dichte planetoïdengordel. Anderen meenden juist dat het een oude ster is die bezig is om op te zwellen en daarbij planeten opslokt. Het omringende stof zou in dat geval afkomstig zijn van verwoeste planeten. Nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de waarheid in het midden ligt. Meetresultaten van XMM-Newton laten zien dat RZ Piscium behalve veel infraroodstraling ook veel röntgenstraling produceert. Dat bewijst dat het om een jonge ster gaat. Vermoedelijk is hij nog geen 50 miljoen jaar oud. De beste verklaring voor de stofwolken rond RZ Piscium is dat het planeetvormingsproces dat zich in de protoplanetaire schijf rond de ster voltrekt bepaald niet gladjes verloopt. Mogelijk is een pas gevormde reuzenplaneet te dicht in de buurt van de ster terechtgekomen, waardoor deze onder invloed van getijdenkrachten aan flarden wordt getrokken. Een andere mogelijkheid is dat zich een of meer botsingen tussen planeten-in-wording hebben afgespeeld. (EE)
→ New Study Finds ‘Winking’ Star May Be Devouring Wrecked Planets

20 december 2017
Astronomen hebben een nieuwe, detailrijke opname gemaakt van de merkwaardige kronkelige structuur die in 2016 in het centrum van onze Melkweg is ontdekt. Dit filament is ruim twee lichtjaar lang en wijst in de richting van Sagittarius A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat dat in het melkwegcentrum huist. Op de nieuwe opname, gemaakt met de Very Large Array-radiotelescoop in New Mexico (VS), is te zien dat het filament zich tot dicht bij Sgr A* uitstrekt. Dat maakt het aannemelijk dat er een verband tussen beide bestaat. De astronomen kunnen nog steeds niet precies zeggen hoe het filament is ontstaan. Ze twijfelen tussen drie scenario’s. De eerste mogelijkheid is dat het filament bestaat uit snelle deeltjes die uit de omgeving van het zwarte gat ontsnappen, en daarbij magnetische veldlijnen van dit object volgen. Ook zou het filament een ‘kosmische snaar’ kunnen zijn – een soort object dat theoretisch is voorspeld, maar nog niet eerder is waargenomen. Volgens sommige theorieën zouden deze dunne, massarijke objecten naar de centra van sterrenstelsels migreren en uiteindelijk door het daar aanwezige zwarte gat worden opgeslokt. En dan is er nog de mogelijkheid dat de relatie tussen het filament en het zwarte gat slechts op schijn berust. In dat geval zou het toeval zijn dat het filament in de richting van het zwarte gat wijst (of lijkt te wijzen) en zou het om een normaal gasfilament kunnen gaan, zoals die ook elders in de Melkweg zijn aangetroffen. Vervolgwaarnemingen moeten meer duidelijkheid geven over de aard van het filament. (EE)
→ Cosmic Filament Probes Our Galaxy’s Giant Black Hole

20 december 2017
Astronomen hebben, met behulp van de Europese Very Large Telescope (VLT), voor het eerst rechtstreeks granulatiepatronen waargenomen op het oppervlak van een ster buiten ons zonnestelsel: de oude rode reus π1 Gruis. De opmerkelijke nieuwe opname, waarbij de VLT als interferometer is gebruikt, toont de weinige convectiecellen die het oppervlak vormen van deze enorme ster, die 350 keer zo groot is als de zon. Elke cel beslaat is ongeveer 120 miljoen kilometer breed – meer dan een kwart van de middellijn van de ster (Nature, 21 december). Ter vergelijking: het oppervlak van onze zon bestaat uit ongeveer twee miljoen convectiecellen of granules met afmetingen van slechts 1500 kilometer. Het enorme verschil in grootte tussen de convectiecellen van deze twee sterren kan gedeeltelijk worden verklaard door het verschil in zwaartekracht aan het steroppervlak. π1 Gruis heeft slechts 1,5 keer de massa van de zon, maar is veel groter. Dat resulteert in een veel geringere zwaartekracht aan het steroppervlak en een gering aantal extreem grote granules. De rode reus π1 Gruis is een koele ster in het sterrenbeeld Grus (Kraanvogel) op 530 lichtjaar van de aarde. Hoewel hij niet veel meer massa heeft als de zon, is hij 350 keer zo groot en duizenden malen helderder. Onze zon zal over ongeveer vijf miljard jaar opzwellen tot een vergelijkbare rode reuzenster. Toen de waterstof in de kern van π1 Gruis lang geleden opraakte, kromp deze door gebrek aan energie ineen, waardoor de temperatuur opliep tot meer dan 100 miljoen graden. Deze extreme hitte heeft de volgende fase aangewakkerd, waarbij helium tot zwaardere atomen zoals koolstof en zuurstof begon te fuseren. De intens hete kern verdreef vervolgens de buitenste lagen van de ster, waardoor deze tot honderden keren hun oorspronkelijke grootte opzwollen. Waar sterren van meer dan acht zonsmassa’s hun leven afsluiten met een spectaculaire supernova-explosie, stoten minder zware sterren zoals deze geleidelijk hun buitenste lagen af, wat resulteert in prachtige planetaire nevels. (EE)
→ Volledig persbericht

20 december 2017
De mysterieuze uitbarstingen van straling bij twee botsende neutronensterren zijn het best te verklaren met een coconmodel. Dat stelt een internationaal team van astronomen met onder anderen Samaya Nissanke (Radboud Universiteit) woensdagavond in het tijdschrift Nature. Ze bestudeerden met tientallen telescopen de nasleep van de samensmelting waarvan op 17 augustus 2017 de zwaartekrachtsgolven werden gedetecteerd. De twee botsende neutronensterren produceerden straling over het hele elektromagnetische spectrum. De ultraviolette, optische en nabij-infrarood-emissies konden verklaard worden door het radioactief verval van zware elementen zoals uranium en goud. Maar voor de gammastraling, röntgenstraling en radiostraling was nog geen goede verklaring. Het internationale team van astronomen onder leiding van Kunal Mooley (Caltech, VS en Oxford University, VK) ving met behulp van tientallen telescopen in september, oktober en november de radiostraling op van de botsing. Die nieuwe gegevens maken het steeds plausibeler dat het cocon-model de beste verklaring vormt voor de raadselachtige straling. Tegelijk wordt een ander model, het ‘off-axis gamma ray burst’-model, steeds onwaarschijnlijker. In het cocon-scenario wordt bij de botsing eerst een straal of ‘jet’ met hoge snelheid gelanceerd. Het lukt de straal echter niet om ongeschonden te ontsnappen. Een deel van de energie wordt gebruikt voor een langzame kilonova-explosie. Daarnaast vormt zich een soort cocon van materiaal. Die cocon barst uiteindelijk en veroorzaakt de gamma-, röntgen- en radiostraling. Samaya Nissanke (Radboud Universiteit) is mede-auteur van de publicatie: ‘De kilonova vormt een nieuwe, waarschijnlijk veelvoorkomende groep van zwakke korte gammaflitsers. Doordat we röntgenwaarnemingen konden koppelen aan de zwaartekrachtsgolven die we van deze twee botsende neutronensterren opvangen, verandert ons begrip over relativistische jets en korte gammaflitsen.’
→ Origineel persbericht NOVA

13 december 2017
Australische astronomen hebben de meest uitgebreide ‘kaart’ van de zuidelijke hemel online gezet. De kaart bestaat uit ongeveer 70.000 afzonderlijke foto’s waarop bijna 300 miljoen sterren en sterrenstelsels zijn vastgelegd. De beelden, gemaakt met de 1,3-meter SkyMapper-telescoop op Siding Spring (Australië), zijn voor iedereen toegankelijk via de Southern Sky Viewer. Hoewel de nu vrijgegeven kaart van de zuidelijke sterrenhemel de beste ooit is, is Skymapper nog niet klaar met zijn werk. Het is nog maar het begin van een vijf jaar durend programma waarbij dit voor ons niet waarneembare deel van de hemel gedetailleerd in kaart wordt gebracht. Op de uiteindelijke kaart zullen sterren en sterrenstelsels te zien zijn die 50 keer zo zwak zijn als die op de huidige versie.De Southern Sky Viewer is voorzien van een zoekbalk, waarmee bekende objecten aan de zuidelijke hemel kunnen worden opgezocht. Dat kan door de coördinaten of de naam van het gewenste object in te voeren. Ook kunnen de diverse objecten door verschillende filters worden bekeken – van het nabij-ultraviolet tot het nabij-infrarood. (EE)
→ ANU astronomers create best map of the southern sky

13 december 2017
Astronomen hebben ontdekt dat het magneetveld van een witte dwerg een barrière vormt voor het opslurpen van massa van zijn begeleidende ster. Uit waarnemingen van de dubbelster MV Lyrae die vier jaar lang zijn gedaan met NASA’s Kepler-satelliet blijkt dat het magneetveld van de witte dwerg als een magnetische poort fungeert. De astronomen, onder wie Caroline D’Angelo van de Universiteit Leiden en Paul Groot van de Radboud Universiteit, publiceren hun bevindingen deze week in Nature. Witte dwergen zijn de nucleaire tijdbommen van het heelal. Deze overblijfselen van sterren kunnen ontploffen in gigantische supernova-explosies, waarbij onder andere het grootste deel van het ijzer in het heelal wordt gemaakt. Om te kunnen ontploffen, moeten witte dwergen een massa zien te krijgen van ongeveer 140% van die van de zon. Dit ‘volvreten’ gebeurt met name in dubbelsterren, waarbij de witte dwerg via een schijf van gas massa opslurpt van een begeleidende ster. Als het gas via de schijf naar binnen stroomt, wordt het gestopt door de barrière die het magneetveld van de witte dwerg opwerpt. Alleen als de druk van het verder instromende gas hoog genoeg wordt, gaat de poort open en valt er meer gas naar binnen. In de waarnemingen van de Kepler-satelliet is dit open- en dichtgaan van de magnetische poort te zien als een uitbarsting van licht, ongeveer elke twee uur. ‘Het is als een verkeerd afgesteld poortje bij een treinstation,” licht coauteur Paul Groot toe. “Stel je voor dat mensen de gasdeeltjes zijn. Als het vrij rustig is gaat het poortje alleen open als er genoeg mensen staan te wachten. Het poortje gaat dan even open, om meteen weer te sluiten als ze erdoor zijn. Wordt de druk van de toestromende mensen te hoog, dan gaat het poortje kapot en kan iedereen zo doorlopen. Als de toeloop weer 
afneemt en onder een kritische waarde komt gaat het poortje weer beperkt open en dicht.’ Het model om de Kepler-waarnemingen te verklaren, is gemaakt door coauteur Caroline D’Angelo van de Universiteit Leiden. ‘Het is fantastisch om te zien dat ons model werkt in dit systeem met een witte dwerg. Eerder werd al vermoed dat het zou kloppen voor de zwaardere broertjes van de witte dwergen, de neutronensterren. En het lijkt zelfs ook te werken bij heel jonge sterren die nog aan het groeien zijn. Dit laat zien dat de natuurkunde achter deze gasschijven, en de interactie met magneetvelden, universeel is,’ aldus D’Angelo.
→ Oorspronkelijk persbericht

12 december 2017
Met het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory, een kolossale ruimtetelescoop die kosmische röntgenstraling waarneemt, is een nieuwe gedetailleerde opname gemaakt van Cassiopeia A - het overblijfsel van een supernova-explosie die vermoedelijk rond 1680 plaatsvond. Een ster die oorspronkelijk ca. 16 maal zo zwaar was als de zon, maar die tijdens zijn korte leven al ruim tien zonsmassa's aan gas de ruimte in had geblazen, spatte vrijwel volledig uiteen, waarbij een hete, uitdijende gasschil werd gevormd. Chandra meet de röntgenstraling van het hete gas, en kan op basis daarvan de samenstelling afleiden. Op deze foto zijn siliciumatomen rood gekleurd, zwavel geel, calcium groen en ijzer paars. Uit deze (en eerdere) metingen blijkt dat er bij de supernova-explosie 10.000 aardmassa's aan zwavel de ruimte in is geblazen, 20.000 aardmassa's aan silicium, 70.000 aardmassa's aan ijzer en maar liefst één miljoen aardmassa's (drie keer de massa van de zon) aan zuurstof. (Zuurstofatomen zijn gelijkmatiger verspreid door de supernovarest en kunnen op de röntgenfoto moeilijk afzonderlijk weergegeven worden.) Behalve zuurstof bevat Cassiopeia A ook grote hoeveelheden koolstsof, stikstof, waterstof en fosfor - de elementen die aan de basis liggen van organische moleculen. (GS)
→ Chandra Reveals the Elementary Nature of Cassiopeia A

7 december 2017
Zwarte gaten staan bekend om hun niets ontziende zwaartekracht, waarmee ze complete sterren aan flarden kunnen trekken. In magnetisch opzicht zijn het echter niet zulke grote krachtpatsers, zo blijkt uit onderzoek van het zwarte gat V404 Cygni (Science, 8 december). V404 Cygni bestaat uit een ongeveer 9 zonsmassa’s zwaar zwart gat en een opgezwollen ster die iets minder massa heeft dan onze zon. Een nieuwe meting van het magnetische veld rond het zwarte gat laat een veldsterkte zien van 461 gauss. Deze waarde is ongeveer 400 keer lager dan eerdere schattingen bij soortgelijke ‘dubbelsterren’ hadden aangegeven. De meting is gebaseerd op gegevens die in 2015 zijn verzameld tijdens eens van de schaarse uitbarstingen van (de jets van) het zwarte gat. Deze gebeurtenis werd waargenomen met de 10,4-meter Gran Telescopio Canarias, de grootste enkelvoudige optische telescoop ter wereld. Het zwakke magnetische veld van V404 Cygni roept vragen op over de ontstaanswijze van de jets – de twee bundels van snelle deeltjes die in loodrechte richting uit de accretieschijf rond het zwarte gat ontsnappen. In veel theoretische modellen wordt ervan uitgegaan dat sterke magnetische velden een cruciale rol spelen bij het versnellen van deze deeltjes. Maar blijkbaar zijn die velden helemaal niet zo sterk... (EE)
→ Black holes’ magnetism surprisingly wimpy

4 december 2017
Met grote radiotelescopen in Australië (Parkes) en Duitsland (Effelsberg) is de meest gedetailleerde kaart ooit samengesteld van de verdeling van zogeheten hogesnelheidswolken. Dat zijn wolken van koel neutraal waterstofgas die met snelheden van enkele honderden kilometers per seconde naar ons toe of van ons af bewegen. Tientallen jaren lang is de ware aard van deze wolken onbekend geweest. Inmiddels staat vast dat ze zich op relatief kleine afstand van ons eigen Melkwegstelsel bevinden: minder dan ca. 30.000 lichtjaar. Vermoedelijk gaat het om gas dat door supernova-explosies het Melkwegstelsel wordt uitgeblazen en vervolgens weer terugvalt. Op basis van de nieuwe gedetailleerde kaart, gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, hopen sterrenkundigen meer over de wolken te weten te komen. (GS)
→ Astronomer's Map Reveals Location of Mysterious Fast-Moving Gas

28 november 2017
Met het ALMA-observatorium in Chili zijn pasgeboren protosterren ontdekt op slechts een paar lichtjaar afstand van het superzware zwarte gat in de kern van het Melkwegstelsel. Tot nu toe werd altijd aangenomen dat de energierijke straling uit de directe omgeving van het zwarte gat (Sagittarius A* of Sgr A* geheten) zoveel turbulentie zou veroorzaken in wolken van interstellair gas en stof dat daaruit nooit nieuwe sterren kunnen ontstaan. Het zwarte gat in de Melkwegkern is 4 miljoen maal zo zwaar als de zon. Het bevindt zich op een afstand van 26.000 lichtjaar. Eerder zijn al reuzensterren-op-leeftijd in de omgeving van Sgr A* ontdekt, en een paar jaar geleden zelfs protoplanetaire schijven rond sterren van slechts 6 miljoen jaar oud. In al die gevallen ging het echter om relatief zware sterren. De massa van de nieuw ontdekte protosterren is veel kleiner. Ze hebben leeftijden van niet meer dan ca. 6000 jaar. De protosterren zelf liggen ingebed in wolken van absorberend stof. Ze blazen echter jets van gas de ruimte in, in twee tegenovergestelde richtingen. ALMA detecteerde de millimeterstraling van koolmonoxidemoleculen (CO) in die jets. Door de waarnemingen te vergelijken met die van protosterren in nabijgelegen stervormingsgebieden was het mogelijk om de leeftijden en massa's van de sterren-in-wording te achterhalen. De ALMA-waarnemingen wijzen uit dat stervorming een zeer robuust proces is, dat ook kan plaatsvinden in de tumultueuze omgeving van een superzwaar zwart gat. Kennelijk wordt de turbulentie in interstellaire gas- en stofwolken op de een of andere manier gedempt, of worden de wolken door een ander mechanisme samengedrukt, mogelijk zelfs door schokgolven die veroorzaakt worden door uitbarstingen van het zwarte gat. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters. (GS)
→ ALMA Discovers Infant Stars Surprisingly Near Galaxy’s Supermassive Black Hole

16 november 2017
Het overschot aan positronen – de positief geladen antideeltjes van elektronen – dat de aarde bereikt moet van een exotischere bron afkomstig zijn dan van nabije pulsars. Tot die conclusie komen wetenschappers op basis van waarnemingen van de High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) ‘gamma-sterrenwacht’ in Mexico (Science, 17 november). HAWC detecteert de deeltjesregens die ontstaan wanneer hoogenergetische gammastraling uit de ruimte de aardatmosfeer binnendringt. Sinds 2008 hebben astronomen met behulp van diverse detectoren aan boord van satellieten en het internationale ruimtestation ISS vastgesteld dat de aarde wordt bestookt met onverwacht grote aantallen energierijke positronen. Voor dat overschot bestonden twee mogelijke verklaringen. De eenvoudigste verklaring was dat de extra deeltjes afkomstig waren van twee nabije pulsars – snel rondtollende neutronensterren die elektronen, positronen en andere deeltje de ruimte in schieten. Een andere mogelijkheid was dat de positronen afkomstig zouden zijn van processen waarbij donkere materie betrokken is – de onwaarneembare, alom aanwezige materie die haar bestaan alleen verraadt via de zwaartekracht die zij uitoefent. Met HAWC is nu specifiek gekeken naar de twee pulsars die als mogelijke bronnen van het positronenoverschot werden gezien: Geminga en PSR B0656+14. Daarbij is vastgesteld dat deze pulsars omgeven zijn door een wolk die positronen afremt. Er ontsnappen uiteindelijk wel wat positronen, maar dat zijn er te weinig om het waargenomen positronenoverschot bij de aarde te kunnen verklaren. Dat wil overigens nog niet zeggen dat bij de productie van die positronen inderdaad donkere materie betrokken is. Het is ook denkbaar dat de astrofysische processen rond de positronen-producerende pulsars nog niet voldoende begrepen worden. Voorlopig heeft de donkere materie echter een streepje voor. (EE)
→ High-altitude observatory sheds light on origin of excess anti-matter

14 november 2017
Een internationaal team van astronomen geleid vanuit de Universiteit van Amsterdam vermoedt dat neutronensterren met een sterk magneetveld toch zogeheten jets kunnen lanceren. Sinds de jaren tachtig werd gedacht dat het sterke magneetveld de vorming van deze plasmastralen tegenhoudt. Maar waarnemingen met geavanceerdere telescopen duiden toch op jet-achtige straling. De astronomen publiceren hun bevindingen in twee artikelen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Jets zijn energierijke plasmastromen die met hoge snelheid uit zwarte gaten of uit neutronensterren worden geblazen. Jets zijn al tientallen jaren bekend, maar tot nu toe waren er nog nooit jets gezien vanaf neutronensterren met een sterk magneetveld. De heersende overtuiging was dat het sterke magneetveld de vorming van jets tegenhoudt. Astronomen hebben sinds de jaren tachtig eigenlijk nauwelijks meer actief gezocht naar jets bij neutronensterren met een sterk magneetveld. Sterrenkundige Nathalie Degenaar (Universiteit van Amsterdam) besloot in 2013 dat het hoog tijd werd om met verbeterde telescopen een paar neutronensterren aan een nader onderzoek te onderwerpen. Ze kreeg waarneemtijd op de Very Large Array (VLA), een Amerikaanse radiotelescoop met 27 schotels in de staat New Mexico. Op 6 juni 2013 en 16 juni 2013 was de VLA tientallen minuten lang gericht op de dubbelstersystemen Her X-1 en GX 1+4. Beide bestaan uit een neutronenster met een zeer sterk magnetisch veld en een gewone ster die eromheen draait. Er stroomt materiaal van de gewone ster naar de neutronenster. De waarnemingen waren bedoeld om te testen of de dubbelsterren met een sterk magnetisch veld wel of geen jet konden lanceren. Uit de analyse van de waarnemingsgegevens bleek dat beide neutronensterren radiostraling uitzenden en dat de sterkte van die straling te vergelijken is met die van jets. De onderzoekers durven nog niet te beweren dat er ook echt jets zijn, omdat daarvoor nog aanvullende metingen nodig zijn. Wel kunnen de astronomen nu een aantal processen wegstrepen. Er is bijvoorbeeld geen sprake van een zogeheten sterrenwind. Her X-1 heeft namelijk geen winden en bij GX 1+4 is de wind niet sterk genoeg. De onderzoekers hebben inmiddels vervolgwaarnemingen aangevraagd. Ze willen nog beter naar Her X-1 en GX 1+4 kijken om inderdaad te bepalen dat ze jets lanceren. En verder willen ze naar andere, vergelijkbare neutronensterren met sterke magneetvelden kijken om te checken of de waarnemingen uniek zijn of juist heel normaal.
→ Origineel persbericht