Ringen in de kosmische microgolf-achtergrondstraling
Nodige kritiek op Penrose’s cyclische kosmologie
12 december 2010 Door Reageer
Fermi ontdekt gigantische gasbellen aan weerszijden van de Melkweg
9 november 2010 Door 2 Reacties
Onderzoek met de gammasatelliet Fermi van de NASA heeft laten zien dat onder en boven het vlak van de Melkweg, aan weerszijden van de kern daarvan, gigantisch grote gasbellen zitten, die zich verraden door de gamma- en röntgenstraling die ze uitzenden. Iedere bel is wel zo’n 25.000 lichtjaar in doorsnede, een kwart van de gehele doorsnede van het Melkwegstelsel. De oorsprong is vermoedelijk gelegen in de kern van de Melkweg, maar of er sprake is geweest van een vroegere eruptie van het superzware zwart gat aldaar óf dat zich een enorme stervormingsgolf heeft afgespeeld is op dit moment niet bekend. Beiden zouden de uitstoot van het gas tot gevolg kunnen hebben. De twee gasbellen zijn ontdekt door sterrenkundige Doug Finkbeiner en z’n studenten Meng Su en Tracy Slatyer van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, VS. Met Fermi’s Large Area Telescope (LAT) tuurden zij de hemel af op zoek naar gammastraling. Probleem voor het drietal was dat de gehele hemel doordrenkt is van een achtergrond van gammastraling, de zogenaamde diffuse emissie. Door erin te slagen die ‘gamma-mist’ af te trekken van de totale gammastraling die ze waarnamen hielden Finkbeiner en z’n twee studenten de twee gasbellen over.
Deze afbeelding is vandaag ook Astrophoto of the Day. In juni berichtte ik overigens ook al over de ontdekking - zucht, ‘t is dus eigenlijk oud nieuws – maar inmiddels is er een bevestiging door andere satellieten, o.a. van röntgenstraling afkomstig van de rand van de gasbellen, gezien door de Duitse ROSAT. Ook heeft men met NASA’s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) radiostraling gezien die uit hetzelfde gebied aan de hemel afkomstig is. Dus toch een tikkeltje nieuw nieuws. 
Bron: Universe Today.
Het oppervlak van de laatste verstrooiing
26 oktober 2010 Door 2 Reacties
Dat klinkt toch wel een tikkeltje mysterieus, nietwaar? “Het oppervlak van de laatste verstrooiing”, in het Engels The surface of last scattering. Nee, het heeft niets met verstrooiing zoeken, met afleiding, amusement, vermaak te maken, waar de term gewoonlijk op slaat. Ik heb het over de natuurkundige verstrooiing, “het golfverschijnsel dat optreedt bij golven of deeltjes die ‘onregelmatigheden’ tegenkomen en daardoor van hun oorspronkelijke richting afwijken” – aldus Wikipedia. Tot 379.000 jaar na de oerknal werden de fotonen verstrooid door de kriskras door elkaar bewegende protonen en electronen, die een heet, ondoorzichtig plasma vormden. Toen, op dat magische moment 379.000 A.O. (Anno Oerknallini, 13,75 miljard jaar geleden), werd de temperatuur van het heelal door de voortdurende expansie zo laag dat protonen en electronen zich aan elkaar gingen koppelen en neutraal waterstofgas gingen vormen. Toen hield de verstrooiing op, die de fotonen 379.000 jaar lang weerhield ongehinderd hun weg te vervolgen. Toen werden de fotonen als ‘t ware losgelaten door de electronen en protonen, ‘decoupling’ heet dat in ‘t Engels. Toen waren er in de zee van fotonen al zeer minimale temperatuursverschillen aanwezig, welke Anno nu (2010 Anno Domini, oftewel 137500002010 A.O.) na de nog verdere afkoeling variëren tussen 2,7251 en 2,7249 Kelvin. Toen was… het oppervlak van de laatste verstrooiing. Dàt magische moment, toen al die ‘toens’ van hierboven plaatsvonden, dàt moment is gefotografeerd. Eerst door COBE, toen door WMAP – diens foto ervan zie je hierboven – en momenteel door Planck, drie satellieten die maar voor één doel gebouwd zijn en dat is de Kosmische Microgolf-achterstraling te onderzoeken, op z’n Engels de Cosmic Microwave Background (CMB). Die straling is opgebouwd uit de fotonen die 13,75 miljard jaar geleden voor het laatst verstrooid werden en die vervolgens hun weg konden vervolgen, richting de telescopen in die satellieten. Is dat niet prachtig? Bron: o.a. Wikipedia.
Hoe zit dat nou met die grafbaan?
9 oktober 2010 Door 3 Reacties
Zo komt een satelliet in z'n grafbaan ('burn 1')
Waarom moeten satellieten naar de grafbaan?
Afijn, nou de hamvraag: waarom moeten satellieten naar de grafbaan? Nou simpel, net als met auto’s, wasmachines en andere apparaten die één dag na het verstrijken van de garantie kapot gaan: ook satellieten gaan kapot en dan kunnen ze een risico vormen voor de nog actieve satellieten in hun buurt. Om het zo ver niet te laten komen worden ze na het verstrijken van hun wetenschappelijke periode, als de motor het nog (hopelijk) gewoon doet, naar een grafbaan gevlogen. Die ligt meestal een paar honderd km verder van de aarde. Het exacte hoogteverschil kan je met de formule hiernaast uitrekenen. De hoeveelheid brandstof die nodig is om een satelliet naar z’n grafbaan te krijgen is gelijk aan de hoeveelheid benodigd om de satelliet drie maanden in z’n ‘actieve plek’ te houden. Een grafbaan wordt officiëel een supersynchrone baan genoemd en soms spreekt men ook wel van een afvalbaan. Goh, alsof je bij de afvalverwerking werkt, zo lijkt het. Recent is er overigens op gewezen dat de satellieten in de grafbaan toch een risico blijven vormen. Ze vallen daar namelijk langzaam uit elkaar doordat ze worden bestookt door micrometeorieten en het afval wat daardoor ontstaat valt weer terug in de lagere banen, waar het alsnog een risico voor actieve satellieten vormt. Zucht… Bron: Wikipedia.
Snif snif, WMAP is met pensioen
8 oktober 2010 Door 4 Reacties
De WMAP is met pensioen
Na negen jaar van trouwe dienst is de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) uitgetreden uit actieve dienst en gedirigeerd naar de status van gepensioneerde satelliet. De WMAP-satelliet, die ons onschatbare informatie over de kosmische microgolf-achtergrondstraling heeft gegeven, het koude overblijfsel van de oerknal waarmee 13,7 miljard jaar geleden het heelal begon, heeft op 8 september j.l. z’n motoren aangezet, waarmee hij richting een soort van parkeerbaan rondom de zon terechtkwam. Tot 20 augustus vergaarde WMAP nog data over de 2,7 K ‘warme’ achtergrondstraling, maar sindsdien is de wetenschappelijke waarde van WMAP over en uit. Dat waarnemen deed ‘ie vanaf het zogenaamde Lagrangepunt L2, een punt 1,5 miljoen km vanaf de aarde, waar de satelliet ongehinderd kon waarnemen. In L2 bevindt zich ook de opvolger van WMAP, Planck, wiens sensoren nog véél krachtiger zijn en waarvan de verwachtingen hoog zijn om in die CMB, zoals de Engelse afkorting van die kosmische straling luidt, de directe ‘vingerafdrukken’ van de oerknal te zien. Op het podium van de Astroblogs heb ik jullie eerder de resultaten laten zien van de WMAP na vijf jaar en na zeven jaar, resultaten die overduidelijk laten zien dat ons heelal voor slechts 4,6% uit gewone atomen bestaat, waar dingen zoals sterren, planeten, jij en ik uit bestaan. De rest is donkere materie en donkere energie, het geheimzinnige spul waar nog nooit iemand één gram van heeft gezien. Ook bracht WMAP de minieme temperatuursverschillen in de achtergrondstraling in beeld, waarmee je het heelal ziet exact 376.971 jaar ná de oerknal. De WMAP is na de ontbranding van z’n motoren op 8 september gedirigeerd na een zogenaamde grafbaan rondom de zon, een nogal onsmakelijk klinkende naam voor een baan waar ‘ie geen risico meer vormt voor de nog werkende satellieten in L2, zoals Planck en Herschel. WMAP, het gaat je goed in die grafbaan en bedankt voor al je werk!
Bron: Cosmic Variance.
Creeërden kosmische bellen koude plekken na de oerknal?
4 juli 2010 Door Reageer
Voorbeeld van een WMAP cold spot
Kosmische bellen bij de oerknal
In een onlangs gepubliceerd onderzoek schrijven Afshordi en z’n collegae dat de oerknal waarmee het heelal onstond niet uniform was. Er waren gebieden die afweken van de rest van het heelal qua energiedichtheid en die een belvormige structuur hadden. In de kortstondige inflatieperiode kort na de oerknal moesten die kosmische bellen al bestaan hebben en gezorgd hebben voor een niet-uniforme expansie van het heelal. Als we vanaf de Aarde kijken naar de CMB, welke ons een blik geeft zoals het heelal er 380.000 jaar na de oerknal uitzag, en tussen ons en de CMB zit het restant van zo’n kosmische bel dan zou dat een cold spot te zien geven. Men hoopt uit de waarneemgegevens van de Europese Planck satelliet, die momenteel de CMB nóg nauwkeuriger onderzoekt dan de WMAP, te kunnen afleiden of die kosmische bellen inderdaad bestaan. We wachten ’t geduldig af. Bron: New Scientist.
Donkere materie en -energie liggen onder vuur
14 juni 2010 Door 1 Reactie
WMAP-kaart van de CMB mèt de radiobronnen van Shanks en Sawangwit
Voor dat ΛCDM-model hebben de waarnemingen van de WMAP-satelliet1 aan de Kosmische Microgolfachtergrondstraling – in het Engels de Cosmic Microwave Background (CMB) radiation – aan de basis gestaan. Die waarnemingen lieten kleine temperatuursverschillen zien tussen verschillende gebieden aan de hemel, ‘koude’ en ‘warme’ gebieden, en al die gebieden hadden een omvang van ongeveer 1 graad, da’s twee keer de diameter van de Maan. Díe waarneming leidde de sterrenkundigen tot de verdeling van 4% gewone materie, 22% donkere materie en 74% donkere energie in het heelal. Maar wat is volgens Sawangwit en Shanks nou het geval: hun waarnemingen aan ver weg gelegen radiobronnen – in de afbeelding weergegeven met kleine witte cirkels - laten zien dat er sprake is van een soort van uitsmeren van de fotonen van de CMB, met als gevolg dat de koude en warme gebieden daarin groter lijken dan ze zijn. Met andere woorden: die 1° is sterk overdreven, de ‘rimpels’ in de CMB zijn in werkelijkheid veel kleiner en dús is volgens hun logica die 4%-22%-74%-verdeling onjuist. [Lees meer...]
Noot:- Da’s de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe. [↩]
De zoektocht naar primordiale zwaartekrachtsgolven
23 mei 2010 Door Reageer
De zwaartekrachtsgolven in de CMB
- De Cosmic Microwave Background. [↩]
Alleen voor de hardcore WMAP-fetisjisten
9 februari 2010 Door Reageer
De meesten van jullie zullen er niet warm of koud van worden, maar voor degenen die àlle details willen weten van de waarnemingen die de WMAP de afgelopen 7 jaar heeft gedaan aan de kosmische achtergrondstraling, restant van de oerknal, volgen hier de links naar dè wetenschappelijke publicaties:
- Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Cosmological Interpretation (E.Komatsu et al).
- Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Are There Cosmic Microwave Background Anomalies? (C.L.Bennett et al).
- Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Planets and Celestial Calibration Sources (J.L.Weiland et al).
- Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results (N.Jarosik et al).
- Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Power Spectra and WMAP-Derived Parameters (D.Larson et al).
- Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Galactic Foreground Emission (B.Gold et al).
Woehaha, lees en huiver. 
Het mooie van al die vlijmscherpe waarnemingen door de WMAP aan de kosmische straling is trouwens de constatering dat er daarboven in de ruimte in Lagrangepunt L2 een satelliet zweeft die momenteel data aan het verzamelen is over diezelfde straling en dat die nog véél scherper kan zien dan WMAP: de Planck-satelliet. Ik kan bijna niet wachten tot díe data gepubliceerd wordt. Bron: Universe Today.
Het resultaat van zeven jaar turen naar de oerknal
8 februari 2010 Door 5 Reacties
De kosmische microgolf-achtergrondstraling
- Ten eerste zijn enkele parameters van het heelal scherper gesteld: het heelal is 13,75 (± 0,11) miljard jaar oud. Het heelal bestaat voor 72,8% (± 1,5%) uit donkere energie, 4,56% (± 0,16%) uit gewone materie en voor 22,7% (± 1,4%) uit koude donkere materie. Genoteerd?
- Voor het eerst heeft men aanwijzingen voor oer-helium gevonden, helium dat enkele minuten na de oerknal is ontstaan. Het meeste helium in het heelal stamt uit die tijd, maar lastig is om het te onderscheiden van helium dat door waterstofverbranding in sterren zoals de Zon ontstaat. Tot nu toe mat men de heliumhoeveelheid in zeer oude sterren, om te achterhalen hoeveel helium er vóór deze sterren moet zijn geweest, maar dit keer heeft WMAP ìn de kosmische achtergrondstraling de invloed van het oerhelium gedetecteerd.
- WMAP is iets meer te weten gekomen over de inflatie, de kortstondige versnelling in de expansie van het vroege heelal. Het blijkt dat de inflatie er voor heeft gezorgd dat de grootschalige fluctuaties in de achtergrondstraling iets intenser waren dan de kleinschalige. Zegt wellicht weinig, maar weet dat de (super-)clusters van sterrenstelsels een direct product zijn van die fluctuaties.
- De door WMAP waargenomen polarisatie en temperatuurverdeling in de warme en koude plekken van de kosmische achtergrondstraling is precies conform de theorisch voorspelde waarden. Hieronder zie je ‘t in beeld gebracht
- Met WMAP heeft men het zogenaamde Sunyaev-Zel’dovich (SZ) effect1 gemeten in de Comacluster van sterrenstelsels, maar de hoeveelheid is afwijkend van de theoretische modellen.
- Tenslotte heeft men op basis van de waarnemingen berekend dat er maximaal 4,34 soorten neutrino’s kunnen bestaan. Goh, nooit geweten dat er niet-integere hoeveelheden soorten elementaire deeltjes kunnen voorkomen. Voor de duidelijkheid: er zijn op dit moment drie soorten neutrino’s bekend. Er kunnen dus nog 1,34 soorten neutrino’s ontdekt worden.
Afijn, hoofdconclusie van de gepubliceerde zevenjaarsdata van WMAP is dat het zogenaamde ΛCDM-model staat als een huis. Da’s het model waarin donkere energie voorkomt in de vorm van Λ, oftewel lambda, de ooit door Albert Einstein geïntroduceerde Kosmologische Constante, en CDM, koude donkere materie. Bij dat laatste moet je denken aan WIMP’s, de weakly interactive massive particles. Eh… ‘t is al laat, dus ik ga een volgende keer wel verder met deze zeer boeiende materie. Morgen zal ik jullie ‘vermoeien’ met de zes wetenschappelijke artikelen over de laatste WMAP-data. Bron: Universe Today + WMAP.
Noot:- Door dit effect reageren fotonen van de kosmische achtergrondstraling (CMB) met electronen in het hete gas in die clusters. Door de interactie tussen fotonen en electronen wordt de CMB in de richting van de sterrenstelsels met het hete gas verstoort en dat zou in de vorm van ’schaduwen’ van de CMB te zien moeten zijn. [↩]
Social profiles Adrianus V