9 februari 2012

Allereerste sterren toch niet zo extreem zwaar als gedacht

Simulatie van de vorming van de allereerste sterren

Wekenlange computersimulaties hebben aan het licht gebracht dat de allereerste sterren in het heelal, die enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal verschenen, toch niet zo extreem zwaar waren als men eerst dacht. Van die sterren werd tot voor kort verondersteld dat ze waren ontstaan uit de wolken van de lichtste elementen waterstof en helium, die enkele minuten na de oerknal door de zogenaamde nucleosynthese waren gevormd, en dat die sterren wel honderden keren zo zwaar als de zon moesten zijn geweest. De reden voor die veronderstelling was de afwezigheid van elementen zwaarder dan helium, door de sterrenkundigen ‘metalen’ genoemd. Bij de vorming van ‘hedendaagse’ sterren zorgen metalen er voor dat de onder invloed van de zwaartekracht in elkaar stortende wolken van waterstof en helium niet te heet worden en daardoor nog verder krimpen. Interstellaire gas- en stofwolken die te heet zijn gaan weer expanderen en dat verhinderd de stervorming. In de vroegste perioden van het heelal waren er nog geen metalen, zoals onlangs nog in enkele ‘oerwolken’ werd geconstateerd, en de grootte van de in elkaar stortende wolken van waterstof en helium moest dat gebrek aan metalen compenseren, met sterren tot een massa van wel duizend zonmassa’s als resultaat. De uitgevoerde simulaties van de vorming van de eerste sterren door een team onder leiding van Takashi Hosokawa laat zien dat de omgeving van die sterren op een gegeven moment verhit wordt tot een temperatuur van 50.000 Kelvin – da’s 8,5 keer de oppervlaktetemperatuur van de zon – en dat dan de ineenstorting abrupt stopt, de verdere  groei van de ster verhinderend. De sterren blijken niet meer dan enkele tientallen keer zo zwaar als de zon te worden. Na een kort en intensief leven eindigen ze als een supernova, waarbij ze hun buitenlagen wegblazen. Speurtochten naar supernovae van extreem zware ‘progenitors’ hadden tot nu toe geen resultaat opgeleverd, maar nu blijkt ook waarom: die progenitors – de voorlopers van de sterren die als supernova uit elkaar knallen – zijn er helemaal niet geweest. :bron: Bron: NASA.

Wat dacht je hier van: een ster met spiraalarmen


Dat de uit miljarden sterren bestaande sterrenstelsels spiraalarmen kunnen hebben weten we al een paar honderd jaar, sinds we er met telescopen naar kijken. Maar dat ook sterren spiraalarmen kunnen hebben is nieuw en het is nu voor het eerst aangetoond bij de ster SAO 206462, 400 lichtjaren van ons verwijderd in het sterrenbeeld Wolf (Lupus). Met het HiCIAO instrument van de Japanse Subaru 8,2m telescoop op Hawaï keken ze naar de stofschijf rondom die ster en dat leverde bijgaande foto op, waarin je duidelijk een spiraalstructuur kunt onderscheiden. Die schijf is 22 miljard km in doorsnede, twee keer zo groot als de baan van de dwergplaneet Pluto om de zon. Vermoed wordt dat de spiraalarmen ontstaan door turbulenties in de om de ster draaiende stofschijf en dat er sprake is van planeetvorming. In dit geval zouden twee planeten aan het ontstaan zijn, ieder aan een kant van SAO 206462. Een grote versie van de foto hierboven is hier verkrijgbaar. Op de foto is overigens het licht van de ster zelf afgedekt, want anders zou de stofschijf overbelicht zijn. Hieronder nog een video over deze bijzondere ontdekking:

:bron: Bron: NASA.

Je moet er maar op komen


Kijk eens goed naar de foto hierboven. Gemaakt door de Franse fotograaf Christopher Hibbert. Ja, die strepen van sterren die kennen we wel, dat krijg je als de camera een poos open staat en de sterren hun gewone loop aan de hemel – schijnbaar draaiend om de poolster – afleggen. Maar wat zijn die figuren daaronder, met software ingetekend? Nee, niks gephotoshopt. Hibbert heeft ze er ‘live’ ingetekend. Dat wil zeggen dat toen de camera open stond hij met een zaklantaarn het veld inliep en die figuren zwaaiend en bewegend heeft getekend. Hoe kom je op het idee, schitterend toch? :bron: Bron: Bad Astronomy.

Sterkernen kunnen mogelijk wormgaten bevatten

Even een blog uit de categorie Bizarre-Ideeën-Ontsproten-Aan-Stoffige-Studeerkamergeleerden. Een viertal stoffige studeerkamergeleerden onder leiding van Vladimir Dzhunushaliev (Euraziatische Nationale Universiteit van Kazachstan) denkt dat het best zou kunnen dat zich in de kern van sommige sterren een zogenaamd wormgat bevindt. Dat is een object, dat net zoals zwarte gaten, de uitkomst is van de vergelijkingen van de Algemene Relativiteitstheorie van Albert Einstein. Ze zouden een soort tunnel zijn in de ruimtetijd tussen verschillende plekken en tijden in het heelal. Favoriet vervoersmiddel in menig sciencefictionfilm. Zo’n uitkomst hoeft natuurlijk niet te betekenen dat ze ook echt bestaan. Van zwarte gaten weten we zeker dat ze bestaan, maar van wormgaten is dat allerminst het geval. Dzhunushaliev en Co denken echter dat wormgaten kunnen bestaan in de centra van exotische objecten als neutronensterren èn in gewone sterren. Voor een buitenstaander, zeg een argeloze waarnemer op aarde, zou zo’n ster er precies hetzelfde uitzien als een wormgatloze ster. Maar de Kazachstanen denken dat er een mogelijkheid bestaat de sterren met een wormgat te onderscheiden van de andere sterren. Wormgaten komen namelijk altijd als paren voor en tussen de twee uiteinden kan materie en energie heen en weer schieten. Zij denken daarom dat de sterren op de een of andere manier zullen oscilleren, krimpen en uitzetten. Hoe dat precies gaat weten ze nog niet, maar daar zullen ze binnenkort vast een rekensessie in hun stoffige studeerkamer voor gaan houden. Voor de liefhebbers van hardcore science-junkfood is hier het wetenschappelijke artikel van Dzhunushaliev et al. :bron: Bron: Technology Review.

Heelal bevat wellicht 3x zoveel sterren als gedacht

Het heelal bevat veel meer rode dwergsterren (rechts)

Door onderzoek aan zwakke rode dwergsterren in acht nabije elliptische sterrenstelsels heeft een tweetal sterrenkundigen ontdekt dat het gehele heelal wellicht drie keer zo veel sterren bevat als men eerst dacht. Het tweetal, de ene Pieter van Dokkum – yep, volbloed Nederlands sterrenkundige – en de ander Charlie Conroy van de Yale Universiteit, keek met behulp van de grote telescopen van het Keck Observatorium op Hawaï naar acht ellipsstelsels die tussen 50 en 300 miljoen lichtjaar van ons verwijderd zijn. Da’s voor sterrenkundigen bij wijze van spreken in hun achtertuin. Door de heldere sterren weg te filteren wisten ze de zwakke rode dwergsterren, die 10 tot 20% van de massa van de zon hebben, te tellen en hun aantal bleek wel 20 keer zo groot te zijn als eerdere tellingen uitwezen. Nou zijn niet alle sterren in het heelal rode dwergsterren en niet alle sterrenstelsels zijn elliptische stelsels, dus doorrekekend voor alle soorten kwamen Van Dokkums en Conroy tot de conclusie dat er in het gehele heelal drie keer zo veel sterren kunnen zijn. Dat heeft nogal wat implicaties voor andere takken van astrosport. Zo is er door de grotere massa van sterren minder donkere materie nodig om de waargenomen effecten zoals zwaartekrachtslenzen en rotatiecurven van sterrenstelsels te verklaren. Ook betekenen meer rode dwergsterren dat er meer exoplaneten zijn. En deze dwergen, waarvan Gliese 581 de meest bekende is, zijn goede kandidaten voor aardachtige exoplaneten, dus de kans dat die planeten bestaan, inclusief buitenaards leven, is daarmee toegenomen. Een artikel over de ontdekking van Van Dokkum en Conroy verscheen 1 december in de online versie van het wetenschappelijke blad Nature, voor een bedrag ad $ 32 te downloaden. Als je ‘t niet doorverteld kan je het artikel in z’n geheel hier lezen, gratizz en voor nixcks. ;-) :bron: Bron: Eurekalert.

Dit resteert als je probeert een ster na te doen

Sterren zoals de zon draaien op de fusie van waterstofkernen in hun centra. Dat gaat via de zogenaamde proton-proton cyclus. Bij de National Ignition Facility (NIF) in Livermore (Californië) proberen ze ook zo’n fusie tot stand te brengen. Een beetje waterstof in een gekoelde omgeving werd bestookt met het NIF’s 192-beam laser systeem – vermogen 1 megajoule – en dat leverde dit resultaat op, het mikpunt van de laserstraal, ter grootte van een puntenslijper:

Tot nu toe werd er meer energie op de waterstof in dit kleine ding gericht dan er uit kwam. Pas als de opbrengst groter is dan wat je er in stopt is er echt sprake van kernfusie en hebben we in het laboratorium een ster nagebootst. :bron: Bron: Lawrence Livermore National Laboratory.

Staat de toekomst in de sterren geschreven?

Deze cartoon geeft exact het antwoord:

Niet de toekomst, wel het verleden. De Zon staat 8 lichtminuten van ons vandaan. Als we ‘m zien dan zien we ‘m zoals ‘ie er acht minuten geleden uitzag. De ster Wega in het sterrenbeeld Lier staat ruim 26 lichtjaar van ons vandaan. Bekijk ‘m en je weet hoe de ster er in 1984 uitzag. Ergo: astrologie is nonsens. :bron: Bron: Astropixie.

VY Canis Majoris, de grootste ster die we kennen

Spectrum van VY Canis Majoris

Spectrum van VY Canis Majoris

VY Canis Majoris (VY CMa) is voor zover bekend de grootste en een van de helderste sterren van het heelal. Het is een zogenaamde rode hyperreus in het sterrenbeeld Grote Hond (Canis Major) en hij ligt op 4.900 lichtjaar van de aarde. Ik heb af en toe van die filmpjes gepubliceerd over grote objecten in het heelal – onder andere deze – en daarin speelt VY CMa steevast de hoofdrol. Over de grootte van VY CMA zijn wisselende berichten. Zo zegt de Nederlande Wikipedia dat de ster een variabele omvang heeft van 1.800 tot 2.100 zonnestralen, terwijl de Engelse versie het ergens tussen 600 en 2.600 (!) zonnestralen houdt. Z’n lichtkracht zou 200.000 tot 560.000 keer die van de zon zijn,. Kortom, VY CMa is een ster van superlatieven. Waarom kom ik eigenlijk op deze bijzondere ster in het heelal? Dat is omdat ik net een artikel zag over de waarnemingen die de infraroodsatelliet Herschel heeft verricht aan o.a. VY CMa. Herschel heeft een apparaat aan boord genaamd SPIRE Fourier Transform Spectrometer (FTS), waarmee infraroodstraling met golflengten tussen 194 en 672 μm kan worden gezien. Resultaat is bovenstaand spectrum, waarin je onder andere water (!) en koolmonoxide ziet. De ster blijkt omgeven door een enorme hete stoomwolk. Met enorme hoeveelheden spuwt VY CMa ook koolstof, stikstof en zuurstof in z’n omgeving, spul waarmee op nabije planeten weer leven kan ontstaan. Yep, leven zoals jij en ik. Wij zijn sterrenstof, weten jullie nog? :-D Bron: STFC.

En da’s nr. 3 van de GigaGalaxy Zoom

De Lagunenevel (M8)Vandaag is door de ESO de derde en laatste foto gepubliceerd van de Melkweg in het kader van het GigaGalaxy Zoom project. Dit keer een 370 megapixel foto van de bekende Lagunenevel (M8), een gasnevel 5.000 lichtjaren van ons verwijderd in het sterrenbeeld Boogschutter (Sagittarius). Ietsje links van het midden van de nevel ligt de jonge sterrenhoop NGC 6530, bestaande uit zo’n 50 tot 100 sterren. Daarnaast zijn in de Lagunenevel donkere wolken – globules – te zien, die bezig zijn om onder invloed van de zwaartekracht ineen te storten, waaruit in de toekomst ook sterren zullen voortkomen. De prachtige foto werd gemaakt met behulp van de 67 megapixel Wide Field Imager camera, die verbonden is aan de MPG/ESO 2,2-meter telescoop van het La Silla Observatorium in Chili. In deel één van GigaGalaxy Zoom kan je de gehele Melkweg aan de hemel zien en in deel twee wordt ingezoomd op het centrale deel van de Melkweg. En nu dus het derde en laatste deel. De ESO heeft het drieluik over de Melkweg gepubliceerd ter ere van het Internationale Jaar van de Sterrenkunde (IYA2009). Mooier hadden ze ‘t niet kunnen doen. Bron: Eurekalert.

Verhouding lichte-zware sterren verschilt per sterrenstelsel

Een groep sterren ontstaat uit een gas- en stofwolk

Een groep sterren ontstaat uit een gas- en stofwolk

Er was een tijd dat alles nog eenvoudig was. In de jaren vijftig bijvoorbeeld was de gedachte van veel sterrenkundigen dat als sterren ontstaan door het samentrekken van gas- en stofwolken de verhouding tussen de lichte en zware sterren in zo’n groep altijd hetzelfde zou zijn. Het was met name de sterrenkundige Edwin Salpeter die dit betoogde en die stelde dat voor iedere ontstane ster die 20 keer zo zwaar als de zon is er ongeveer 500 sterren zouden ontstaan ter grootte van de Zon of iets lichter. Sinds die tijd spreekt men van de zogenaamde Initiële Massa Functie (IMF), waarmee wordt uitgedrukt hoeveel sterren ergens ontstaan van verschillende gewichtsklassen. Onderzoek van een groep sterrenkundigen onder leiding van Dr Gerhardt Meurer (Johns Hopkins University in Baltimore, VS) aan diverse sterrenstelsels heeft echter laten zien dat die IMF per sterrenstelsel verschilt. Meurer’s team gebruikte gegevens van sterrenstelsels uit de zogenaamde HIPASS Survey (HI Parkes All Sky Survey), die verkregen waren met de Parkes radiotelescoop in Australië. Het resultaat was dat er niet één overal geldende IMF is, maar dat in het ene stelsel meer zware sterren ontstaan en in het andere meer lichte sterren. Dwergsterrenstelsels bijvoorbeeld blijken veel meer lichte sterren te hebben dan volgens Salpeter’s IMF-norm het geval zou moeten zijn. Men denkt dat lokale invloeden, zoals de fysieke omgeving van de gas- en stofwolken, en dan met name de gasdruk daarin, van groot belang zijn voor het onstaan van lichte en zware sterren. Kortom, wat je op je tenen al voelde aankomen, namelijk dat de wereld iets complexer in elkaar zit dan men voorheen dacht, blijkt dus waar te zijn. :-) Bron: Eurekalert.

Switch to our mobile site