7 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor donkere materie/energie

Astronomen ontdekken ver, donker dwergsterrenstelsel

19 januari 2012 Door Reageer

Zwaartekrachtslens B1938+666 in het infrarood, waargenomen met de 10 meter Keck-II Telescoop op Mauna Kea in Hawaii. Copyright: D. Lagattuta / W. M. Keck Observatory

Astronomen van onder meer ASTRON, het Kapteyn Instituut (RuG) en het Massachusetts Institute of Technology (MIT), VS, hebben een donker dwergsterrenstelsel ontdekt op 10 miljard lichtjaar afstand van de aarde. Het is het tweede en meest ver weg gelegen dwergsterrenstelsel dat ooit buiten ons eigen sterrenstelsel is ontdekt. Het resultaat wordt vandaag online gepubliceerd bij Nature. Sterrenkundigen denken dat sterrenstelsels zoals de Melkweg over een periode van miljarden jaren zijn gevormd door de samensmelting van kleinere sterrenstelsels. De verwachting is dat er veel van die dwergsterrenstelsels verspreid rondom de Melkweg te vinden zijn. Maar omdat deze kleine, overgebleven stelsels amper worden waargenomen, concluderen astronomen dat ze maar heel weinig sterren bevatten en wellicht helemaal bestaan uit donkere materie. Het dwergsterrenstelsel dat nu is ontdekt, is een satellietstelsel, wat betekent dat het zich aan de randen van een groter sterrenstelsel bevindt. “Het stelsel heeft om meerdere redenen weinig tot geen sterren gevormd en is daarom donker gebleven”, zegt eerste auteur Dr. Simona Vegetti, sterrenkundige bij ASTRON in het Helena Kluyver programma, en Pappalardo Fellow bij MIT. Het heelal zou voor ongeveer 25% uit donkere materie moeten bestaan. Maar omdat de donkeremateriedeeltjes geen licht absorberen of uitstralen, zijn ze tot nu toe heel moeilijk waar te nemen en te identificeren. Computermodellen geven aan dat de Melkweg ongeveer 10.000 kleine satellietsterrenstelsels bevat, maar slechts 30 zijn ook echt waargenomen. “Het kan zijn dat veel van deze sterrenstelsels van donkere materie zijn gemaakt en daardoor dus lastig te detecteren zijn, of er is een probleem met onze ideeën over de vorming van sterrenstelsels”, zegt Vegetti. Het team gebruikte zogeheten zwaartekrachtslenzen, waarbij van twee stelsels die in dezelfde richting liggen de dichtstbij gelegen als lens fungeert, om naar deze donkere, dwergsterrenstelsels te zoeken. Prof. Leon Koopmans van het Kapteyn Instituut in Groningen: “We hebben hiermee niet alleen een methode in handen om voorspellingen van het ‘koude donkere materie model’ te kunnen testen, maar we hebben ook een dergelijk donker dwergsterrenstelsel ontdekt, maar liefst honderden keren verder weg dan de satellietstelsels in de Lokale Groep.” De onderzoekers gebruikten voor hun waarnemingen de Keck-II Telescoop in Hawaii, waarbij ze toegang hadden tot speciale optische apparatuur die scherpe beelden van de hemel kan maken. Ze willen dezelfde methode gebruiken om meer dwergsterrenstelsels in andere delen van het universum op te sporen, om zo meer te weten te komen over het gedrag van donkere materie. “We hebben nu één donker dwergsterrenstelsel gevonden, maar stel dat we er niet genoeg vinden – in dat geval moeten we de eigenschappen van donkere materie aanpassen”, zegt Vegetti. “Of we vinden net zoveel sterrenstelsels als in onze simulaties. Dat zou betekenen dat donkere materie precies de eigenschappen heeft die wij denken dat het heeft.” :bron: Bron: Nova.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: , ,

Nobelprijswinnaar Perlmutter over supernovae, donkere energie en het versneld uitdijende heelal

16 januari 2012 Door Reageer

Op 4 oktober vorig jaar wonnen de Amerikanen Saul Perlmutter en Adam Riess en de Australiër Brian Schmidt de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun onderzoek aan supernovae en de daaropvolgende vondst van de donkere energie. Van Perlmutter – de leider van het Supernova Cosmology Project - kwam ik de volgende bijna een uur durende video tegen, waarin hij spreekt over supernovae, donkere energie en het versneld uitdijende heelal. De eerste zesenhalve minuut van de video kan je overslaan, want dat zijn wat inleidende woorden van de Amerikaanse staatssecretaris voor energiezaken, Steven Chu, die ook ooit dezelfde prijs won voor ‘de ontwikkeling van methoden om atomen af te koelen en te vangen met laserlicht’. Afijn, geniet van deze boeiende video.

De tip voor de video kwam binnen via:

[Video] "Supernovae, Dark Energy, and the Accelerating Universe": lecture by S. Perlmutter, Physics Nobel Prize 2011 > http://t.co/n0W1f2Tg
16 January 2012 09:07 via Tweet ButtonReplyRetweetFavorite
@astroparticle
astroparticle
Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, novae en supernovae, sterrenkundigen, video Tags: , , ,

Hubble ontdekt op recordafstand Supernova Primo

11 januari 2012 Door Reageer

De door Hubble ontdekte supernova Primo

Met de Hubble ruimtetelescoop heeft men op een afstand van maar liefst 9 miljard lichtjaar een supernova ontdekt. De supernova werd voor het eerst opgemerkt op 10 oktober 2010 en hij verscheen in een gebied dat eerder door Hubble in kaart werd gebracht in het kader van de Hubble Ultra Deep Field, een piepklein stukje hemel (Ø 2,4 boogminuten), gefotografeerd in het sterrenbeeld Oven (Fornax). De supernova, die als troetelnaam Primo kreeg, werd ontdekt in het kader van het CANDELS+CLASH Supernova Project1, en de afstand kon worden bevestigd door spectroscopische waarnemingen gedaan met Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3). De verschuiving van de lijnen in het spectrum leverde een afstand van maar liefst 9 miljard lichtjaar op, een record voor een ‘spectroscopisch bevestigde’ supernova. De recordhouder blijkt een type Ia supernova te zijn, eentje die ontstaat als een witte dwergster een kritische massa (1,44 zonmassa, de Chandrasekharlimiet) overschrijdt doordat een nabije compagnon massa afstaat aan de dwergster. Dit type supernovae zijn op zichzelf goede afstandsindicatoren, vanwege hun vaste absolute helderheid tijdens hun maximum. Er zijn ook type Ia supernova verder weg dan supernova Primo ontdekt, maar die konden wegens hun afstand nooit spectroscopisch bevestigd worden. Met onderzoek aan dergelijke zeer ver weg gelegen supernovae hopen sterrenkundigen twee dingen te leren: wat is de frequentie waarmee witte dwergen in het vroege heelal explodeerden tot supernova: is die frequentie gelijk aan de hedendaagse frequentie of is er verschil? En ten tweede: hoe sterk was toen de donkere energie, de mysterieuze kracht die ruim driekwart van het gehele heelal vult en die zorgt voor een versnelde expansie van het heelal. Het nieuws over de ontdekking van supernova Priomo werd vandaag – hoe kan het ook anders – bekend gemaakt op de 219e bijeenkomst van de American Astronomical Society meeting in Austin, Texas. :bron: Bron: NASA.

Noot:
  1. CANDELS is de Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey en CLASH is de Cluster Lensing and Supernova Survey, ja ja leuke afkortingen van die sterrenkundigen. [↩]
Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, novae en supernovae Tags: , , , ,

Sterrenkundigen bereiken nieuwe grenzen van donkere materie

9 januari 2012 Door Reageer

De donkere materie blijkt verdeeld te zijn in een netwerk van dichte (witte) en lege (donkere) gebieden.

Een internationaal team van astronomen, onder wie prof. Koen Kuijken en dr. Henk Hoekstra van de Universiteit Leiden, is er voor het eerst in geslaagd om de grootschalige verdeling van donkere materie in het heelal in kaart te brengen. De nieuwe bevindingen, die vandaag tijdens de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Austin zijn gepresenteerd, tonen een heelal bestaande uit een complex netwerk van donkere materie en sterrenstelsels, verspreid over afstanden van meer dan een miljard lichtjaar. Dat resultaat is verkregen door opnamen van ongeveer tien miljoen sterrenstelsels in vier verschillende hemelgebieden te analyseren. De astronomen onderzochten de kleine vervormingen die ontstaan doordat het licht van deze stelsels wordt afgebogen als het onderweg naar de aarde grote concentraties van donkere materie passeert. Hun project, dat de Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey (CFHTLenS) heet, maakt gebruik van gegevens van de Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey. De gebruikte opnamen zijn gemaakt met MegaCam, een 340-megapixel camera met een beeld van één bij één graad die gekoppeld is aan de CFHT-telescoop op Hawaï. De stelsels die bij de survey zijn vastgelegd, bevinden zich doorgaans op afstanden van ongeveer zes miljard lichtjaar. Het licht van deze stelsels is dus uitgezonden toen het heelal ruwweg half zo oud was als nu. Het gevonden resultaat stemt goed overeen met de voorspellingen van de materieverdeling in het heelal op basis van computersimulaties. Door het onzichtbare karakter van de donkere materie was het echter niet eenvoudig om deze te verifiëren. Dit is overigens nog maar het begin. “De komende drie jaar willen we een meer dan tien keer zo groot gebied in kaart brengen”, aldus Koen Kuijken. “Dat zal ons nog dichter bij ons doel brengen om de geheimzinnige donkere kant van het heelal te begrijpen.”

De dichte gebieden van donkere materie zijn de plek waar zich de meest zware clusters van sterrenstelsels bevinden

:bron: Bron: Nova + CFHT.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: ,

Onderzoek dwergstelsels stelt onder-limiet aan massa donkere materie

23 november 2011 Door Reageer

De zeven onderzochte dwergstelsels

Twee natuurkundigen van de Brown Universiteit hebben aan de hand van waarnemingen die met de Fermi ruimtetelescoop aan zeven dwergsterrenstelsels zijn gedaan kunnen bepalen dat de deeltjes die donkere materie vormen minstens 40 Giga electronvolt (GeV) massa moeten hebben. Savvas Koushiappas en Alex Geringer-Sameth bestudeerden de gegevens van die stelsels en pasten er nieuwe statistische methoden op toe. Die dwergstelsels (in de afbeelding te zien – nou ja, ahum – in de cirkels) zitten vol met donkere materie, die weliswaar onzichtbaar is, maar aan de hand van de snelheid van de zichtbare sterren kan men ‘zien’ dat ze tsjokvol donkere materie zitten. Omdat de stelsels geen waterstofgas bevatten zijn ze uitstekende graadmeters om meer te weten te komen over de donkere materie, die zo’n 23% van het gehele heelal vormt – 4% is gewone materie en de overige 73% bestaat uit donkere energie. Wat Koushiappas en Geringer-Sameth deden was het volgende: deeltjes donkere materie – in de natuurkundige wandelgangen WIMP’s genoemd, weakly interactive massive particles – kunnen in de centra van die dwergstelsels anti-WIMP’s tegenkomen en dan annihileren, d.w.z. elkaar vernietigen en vervolgens zware quark-paren en gammalicht produceren. Met name dat gammalicht is iets wat men kan meten, want Fermi houdt dergelijke hoogenergetische straling in de gaten. Op basis van de Fermi-gegevens konden Koushiappas en Alex Geringer-Sameth bepalen hoeveel gammastraling er van de zeven dwergstelsels komt en aan de hand daarvan was het tweetal in staat om de minimum-massa van de WIMP’s te bepalen, de genoemde 40 GeV. Dat is opvallend, want andere onderzoeksteams die op zoek zijn naar donkere materie - DAMA/LIBRA, CoGeNT en CRESST – hebben gemeld dat ze WIMP’s met massa’s tussen 7 en 12 GeV hebben gevonden. Mmmmm, iets klopt er dus niet. :bron: Bron: Science Daily.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: , , ,

Minute Physics: over de richting van de tijd en donkere energie

15 november 2011 Door Reageer


Er bestaat een leuke serie van korte, leerzame handgetekende filmpjes over natuurkundige onderwerpen: Minute Physics. Eén van de filmpjes is de volgende, waarin Sean Carroll (CalTech) ons verteld over de richting waarin de tijd beweegt, een onderwerp dat samenhangt met het begrip entropie.

Onlangs werd de Nobelprijs voor de Natuurkunde verleent aan drie sterrenkundigen, die in 1998 aan de hand van supernovae ontdekten dat het heelal versnelt uitdijt, hetgeen veroorzaakt wordt door de mysterieuze donkere energie. Over die donkere energie gaat de volgende video uit Minute Physics, wederom verteld door Sean Carroll.

:bron: Bron: Cosmic Variance.

Onderwerp: donkere materie/energie, relativiteitstheorie/QM, video Tags: , , , ,

Kijk nou, het Andromedastelsel heeft er twee dwergstelsels bij

7 november 2011 Door Reageer

In de gele ellips: Andromeda 29. De heldere ster in het midden is een voorgrondster van de Melkweg en hoort niet bij Andromeda 29.

Bij het Andromedastelsel (M31) – het grote buursterrenstelsel van onze Melkweg, 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd – hebben sterrenkundigen twee nieuwe dwergstelsels ontdekt: Andromeda 28 en 29 genaamd. Eentje ervan zie je hiernaast, Andromeda 29 welteverstaan, gemaakt met de Gemini Multi-Object Spectrograph van de grote Gemini Noord telescoop op Hawaï. #28 en #29 liggen op een afstand van 600.000 lichtjaar van het Andromedastelsel en 1,1 miljoen van de Melkweg. Het duo werd ontdekt in het kader van een stertelling, die men deed gebruikmakend van de nieuwste gegevens van de Sloan Digital Sky Survey (SSDS), de grote inventarisatie van sterrenstelsels, waarmee inmiddels meer dan 1/3e van de gehele hemel in kaart is gebracht. Door onderzoek aan dwergstelsels zoals Andromeda 28 en 29, die slechts met de grootste telescopen te zien zijn, hopen de sterrenkundigen meer te weten te komen over de werking van donkere materie. Sterrenstelsels als het Andromedastelsel zijn vermoedelijk ingebed in een grote wolk donkere materie. Probleem is dat er een groot verschil is tussen de modellen van de evolutie van sterrenstelsels onder invloed van donkere materie en de hoeveelheid waargenomen dwergstelsels rondom de grote stelsels. Hopelijk dat Andromeda 28 en 29 letterlijk ‘licht’ werpen in de zaak van de donkere materie. Meer weten? Kijk dan hier voor de wetenschappelijke artikel over Andromeda 28 en 29. :bron: Bron: Space.com.

Onderwerp: donkere materie/energie, sterrenstelsels Tags: , , ,

Speelde donkere energie toch een rol in het vroege heelal?

30 oktober 2011 Door Reageer

Het CMB power spectrum

De ontdekking in 1998 dat het heelal versnelt uitdijt en dat er een mysterieuze kracht aan het werk is die de ruimte zelf doet uitdijen is een Nobelprijs waard gebleken. Die mysterieuze kracht wordt de donkere energie genoemd en in het meest gangbare ΛCDM model bestaat 73% van de massa-energie van het heelal uit de donkere energie. De meeste natuurkundigen en sterrenkundigen gaan er van uit dat de donkere energie constant is, precies zoals Einstein met z’n beroemde Kosmologische Constante Λ had voorspeld – met een vaste hoeveelheid afstotende donkere energie per vierkante centimeter ruimte. Hoe meer ruimte, hoe sterker de donkere energie. In het vroege heelal, kort na de oerknal, zou de invloed van de donkere energie minimaal zijn. Toch is een klein clubje onderzoekers van mening dat donkere energie toen wel degelijk een rol speelde en hun ideeën worden de early dark energy (EDE) modellen genoemd. Christian Reichardt, Roland de Putter, Oliver Zahn en Zhen Hou (University of California, Berkeley) hebben onlangs waarnemingen van de WMAP-satelliet en de South Pole Telescope (SPT) aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling (in het Engels afgekort: CMB) geanalyseerd en daaruit hebben ze een limiet weten te stellen aan de grootte van de donkere energie in het vroege heelal. Met WMAP en SPT heeft men de temperatuursvariatie in de CMB gemeten, een variatie die verband houdt met de grootte van de gebieden met afwijkende temperaturen aan de hemel. Dit verband komt tot uiting in het zogenaamde CMB power spectrum, een grafiek waarin de omvang van de temperatuursvariatie een functie is van de multipole \ell, waarbij een grote \ellcorrespondeert met een kleine schaal aan de hemel. \ell=100 komt overeen met ongeveer 1° aan de hemel. De WMAP kon heel goed de variaties met grote afmetingen aan de hemel bekijken, dus met kleine \ell, terwijl de SPT vanaf de koude zuidpool met een scherpe resolutie de variaties met kleine afmetingen ziet. De gecombineerde waarnemingen van WMAP en SPT zie je in het CMB power spectrum in de grafiek. In die grafiek zijn ook zes gekleurde lijnen weergegeven van de energiedichtheid van de donkere energie, variërend van Ωe = 0 (zwart) tot 0,05 (rood). Op basis van de WMAP + SPT waarnemingen komen de onderzoekers tot de conclusie dat met een zekerheid van 95% Ω<0,018, d.w.z. dat áls donkere energie in het vroege heelal voorkwam z’n dichtheid niet meer was dan 1,8% van de totale dichtheid van het heelal. :bron: Bron: Astrobites.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, kosmologie Tags: , , ,

Leuk hoor, nou weten we nog minder van donkere materie dan eerst

17 oktober 2011 Door 2 Reacties

Impressie van een dwergstelsel, bekeken vanaf een denkbeeldige exoplaneet

Nou, daar schieten we wat mee op. Sterrenkundigen onderzochten de verdeling van donkere materie rondom twee nabije dwergsterrenstelsels – de Fornax en Sculptor stelsels om precies te zijn – en hoopten daarbij een bevestiging te krijgen van het gangbare model van donkere materie. Dat model gaat uit van langzame deeltjes van donkere materie, die in het centrum van zo’n dwergstelsel meer opgehoopt zouden zijn dan verder weg. Maar wat blijkt: de verdeling van donkere materie is heel gelijkmatig, niks centrale opeenhoping. Aldus het resultaat dat Matt Walker (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) en z’n collega Jorge Peñarrubia verkregen. Donkere materie is – zoals de naam al doet vermoeden – niet te zien en derhalve onzichtbaar voor telescopen. Maar de beweging van sterren in de dwergstelsels verraadt de aanwezigheid van donkere materie en door heel specifiek de locatie en beweging van 1500 tot 2500 sterren te volgen konden Walker en Peñarrubia de verdeling van donkere materie in beide dwergstelsels zien. Als zo’n stelsel vergelijkbaar is met een perzik, dan zou volgens het ΛCDM-model, het model dat een combinatie inhoudt van donkere energie (Einstein’s Kosmologische Constante Λ) en koude donkere materie (op z’n Engels afgekort als CDM), de donkere materie opeengehoopt door de gravitatiekracht de pit zijn. Maar helaas pindakaas, daar klopt dus niets van. Kortom, klopt het ΛCDM-model wel? Vragen, vragen, vragen. Het zou een keertje niet ingewikkeld zijn. :bron: Bron: CfA.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet, sterrenstelsels Tags: , ,

Hubble brengt met CLASH donkere materie in clusters in beeld

13 oktober 2011 Door Reageer

De cluster van sterrenstelsels hierboven heet MACS J1206.2-0847, voor intimi MACS 1206 genoemd. Een gigantische verzameling van sterrenstelsels, vier miljard lichtjaar van ons verwijderd in het sterrenbeeld Raaf (Corvus). Het is één van de 25 clusters, die met de Hubble ruimtetelescoop in de gaten worden gehouden in het kader van de zogenaamde Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH). Dit onderzoek is bedoeld om middels die clusters een beeld te krijgen van de verspreiding en hoeveelheid donkere materie in de clusters. Donkere materie zelf – 83% van alle materie in het heelal vormend, de overige 17% zit in gewone materie, zoals sterren, planeten, nevels, jij & ik – is onzichtbaar en dus niet te zien op de Hubblefoto’s. Maar de gevolgen zijn wel zichtbaar: op de foto hierboven (hier in vol ornaat, 11,5 Mb groot) zie je allerlei kromme, uitgerekte vlekjes. Dat zijn de ‘gravitatielenzen’ – begin 20e eeuw al door Albert Einstein voorspeld – die veroorzaakt worden doordat het licht van sterrenstelsels die vanaf de aarde gezien achter MACS 1206 liggen door de materie van de cluster wordt verbogen tot die kromme vlekjes. De hoeveelheid zichtbare materie is te weinig om de kromming volledig te verklaren, dus er is een geweldige hoeveelheid verborgen, donkere materie in MACS 1206. Door het CLASH onderzoek kon men in MACS 1206 12 nieuwe sterrenstelsels identificeren, miljarden lichtjaren ‘achter’ de cluster liggend, die bij elkaar 47 lenzen vormen. Door de precieze analyse van de lenzen krijgt men een goed beeld van de distributie van de donkere materie en van de hoeveelheid ervan. Hieronder zie je nog een video, waarin wordt ingezoomd op de cluster.

:bron: Bron: Hubble.

Onderwerp: donkere materie/energie, favoriet Tags: , , ,
Volgende pagina »

Switch to our mobile site