Credit: ESA – S. Corvaja
Atlantis en donkere energie
Beantwoorden
Maandelijks archief: december 2007
Pakjesavond-foto van Mars
Atmosfeer van exoplaneet gemeten
Credit: S. Redfield/T. Jones/McDonald Obs.
Is de Chinese maanfoto nep?
Credit: CNSA
Jonge witte dwergen in bolhopen hebben ‘geboortekick’
Onderzochte witte dwergen in NGC 6397. Credit: NASA, the European Space Agency and Harvey Richer
Witte dwergen vormen het derde levensstadium van sterren. Eerst maken sterren een fase door waarin ze waterstof in hun centrum verbranden, net zoals de Zon. Als de waterstof in de kern op is zwellen ze op en start de rode reusfase, waarin heliumverbranding in het centrum plaatsvindt. Als het helium op is worden de buitenlagen afgestoten en de kern blijft als compacte witte dwerg [1]De gemiddelde dichtheid is zo’n 1.000 kg per cm3. achter. Nu blijkt uit onderzoek van Harvey Richer en Saul Davis (Universiteit van British Columbia) dat witte dwergen in bolvormige sterrenhopen [2]Ook wel bolhopen genoemd. iets bijzonders meemaken op het moment dat ze ontstaan. Ze krijgen namelijk een soort van geboortekick, doordat de massa niet perfect symmetrisch verdeeld is. Door die kick vliegen ze een bepaalde richting uit met een snelheid van zo’n 3 tot 5 km per seconde. Gevolg is dat jonge witte dwergen niet in de centra van de bolhopen voorkomen, zoals op grond van de evolutie van bolhopen normaal gesproken het geval zou zijn, maar in de buitenste delen ervan. Richer en Davis onderzochten 22 witte dwergen met leeftijden tot 800 miljoen jaar (in witte dwergen-terminologie is dat ‘jong’) en 62 ‘oude’ witte dwergen met leeftijden van 1,3 tot 3,5 miljard jaar. Alle witte dwergen bevinden zich in NGC 6397, een dichtbijstaande bolhoop in de buurt van onze Melkweg. Januari volgend jaar zal een artikel verschijnen van Richer, Davis en nog een zooitje co-auteurs over hun bevindingen in het Britse vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. Liefhebbers van hardcore-sterrenkunde kunnen het artikel hier lezen [3]Een abonnement op dat blad kost £ 132, dus tel uit je winst 🙂 .. Bron: Eurekalert.
Columbus is er klaar voor
Credit: ESA – D. Ducros
Nog twee nachtjes slapen en het is zover: donderdag 6 december om 22.31 uur Nederlandse tijd zal Space Shuttle Atlantis, met aan boord de ESA-astronauten Hans Schlegel (uit Duitsland) en Leopold Eyharts (uit Frankrijk), gelanceerd worden. Aan boord van de Atlantis is ook het Columbus laboratorium, dat gekoppeld zal worden aan het ISS, middels de Harmony-module. De bedoeling is dat zaterdag de Atlantis bij de ISS zal arriveren en docken. Op 17 december zal de terugvlucht zijn, aldus de planning van STS-122. Zoals vanouds is de lancering en de gehele verdere vlucht live te zien zijn op NASA-TV. Als daar sprake is van digitale filevorming kan je altijd uitwijken naar de ESA-TV, die hetzelfde biedt als ’t Amerikaanse zusje. Wie trouwens naar de NASA-site gaat zal iets opmerkelijks zien: de NASA-websites hebben een nieuwe layout met een jongere uitstraling. De NASA heeft al z’n sites mee laten doen met een extreme makeover, met name om het jongere publiek meer aan te trekken. Bron: ESA.
Mars deel I
Waren de eerste sterren donker?
Credit: Universiteit van Utah
Dark star crashes, pouring its light into ashes, zong ooit The Grateful Dead, de Amerikaanse rockband rond Jerry Garcia, en die zin uit de song Dark Star is mogelijk werkelijkheid. Een studie van sterrenkundigen van o.a. de Universiteit van Utah laat namelijk zien dat de allereerste sterren in het heelal donkere objecten waren, zo’n 400 tot zelfs 200.000 keer zo groot als de Zon en die de annihilatie van donkere materie als energiebron hadden. In een simulatie van donkere materie in het vroege heelal vonden Paolo Gondolo, Katherine Freese, Ann Arbor en Douglas Spolyar dat één mogelijke kandidaat voor donkere materie, de zogenaamde neutralino’s toen kon verhinderen dat wolken van waterstofgas ineenkrompen onder invloed van de zwaartekracht om gewone sterren te vormen. In plaats daarvan annihileerden de neutralino’s met elkaar, d.w.z. dat ze met elkaar in botsing kwamen en elkaar vernietigden, waarbij gewone materie van quarks en antiquarks werden gevormd. Die zorgden ervoor dat de waterstofwolk warm bleef, maar niet inkromp.
Op die manier ontstonden 80 tot 100 miljoen jaar na de oerknal de eerste donkere sterren. Ze waren enorm groot, zo’n 4 tot 2.000 astronomische eenheden (1 AE=149 miljoen km, d.w.z. de afstand aarde-Zon). Ze zouden geen licht uitzenden, maar wel infraroodstraling door de warmte én gammastraling door de annihilatie van de quarks en antiquarks. De kern van donkere sterren zou omhuld worden door wolken van waterstof- en heliumgas (zie afbeelding hierboven). Of die donkere sterren anno nu nog bestaan weet Gondolo, één van de teamleden, niet. Volgens de simulaties zouden ze maanden kunnen bestaan, maar ook 600 miljoen jaar of zelfs miljarden jaren. Ze zouden in theorie dus nog kunnen voorkomen in het heelal. 😯 Het Utah-team is overigens niet de eerste die een verband heeft gelegd tussen donkere materie en de eerste sterren. In september 2007 wees ik al op een studie over donkere materie, waarin beweerd werd dat er filamenten van donkere materie kunnen ontstaan, sommigen wel 9.000 lichtjaar lang, en die filamenten kunnen ineenklappen tot een lange reeks lichtgewicht sterren. Bron: Universiteit van Utah.
Een uitzonderlijk eenvoudige theorie van alles
Credit: Garret Lisi
Onder die naam heeft ene Garret Lisi (39 jaar, natuurkundige én fervent surfer/snowboarder) onlangs een artikel van zijn hand op arXiv gezet, het online archief voor wetenschappelijke publicaties in de wis- en natuurkunde. Met deze ‘exceptionally Simple Theory of Everything’ (TOE) heeft Lisi voor behoorlijk wat opschudding in de wetenschappelijke wereld gezocht, want al weken wordt er op diverse fora en blogs over gediscussieerd. Voor de liefhebbers is het 31 pagina’s tellende artikel hier te lezen. In z’n theorie linkt hij werkelijk alles aan elkaar, alle elementaire deeltjes, alle natuurkrachten, zélfs de zwaartekracht. Lee Smolin, de welbekende natuurkundige van het Perimeter Institute for Theoretical Physics (Waterloo, Canada) noemt Lisi’s artikel fabelachtig. “It is one of the most compelling unification models I’ve seen in many, many years.” Lisi heeft z’n denkwerk vooral kunnen doen door een subsidie van ruim $ 77.000,- van The Foundational Questions Institute, een stichting die onafhankelijke denkers ondersteunt met geld van filantropen. Z’n TOE past binnen het wiskundige kader dat E8 wordt genoemd. De visualisatie daarvan staat hierboven, een complex 8-dimensionaal figuur met 248 punten.
Die E8-theorie werd al in 1887 bedacht, maar de wiskundigen hebben pas dit jaar begrepen hoe die precies werkt. Wie de zogenaamde E8 Lie Algebra volledig wil uitschrijven heeft de gehele oppervlakte van Manhattan nodig! 😯 Na Lisi’s publicatie werd hij overal geinterviewd en besproken, o.a. in The Telegraph, The Economist en Foxnews. Op de fq(x) community, die hoort bij dat genoemde instituut, wordt Lisi al vergeleken met ene Albert Einstein, die honderd jaar geleden ook al voor opschudding zorgde door als kantoorklerk op een patentbureau de speciale relativiteitstheorie te bedenken. Probleem voor Lisi’s theorie is dat, ondanks alle elegantie die hem door vele wetenschappers wordt toegedicht, er een ‘conflict’ is met de zogenaamde stelling van Coleman-Mandula, in 1967 geformuleerd door Sidney Coleman en Jeffrey Mandula. Niet echt een stelling die je ’s avonds voor het slapen gaan aan je kleine kinderen voorleest, maar voorlopig is het een sta-in-de-weg voor Lisi’s TOE. Meer info over de theories of everything (waarvan die van Lisi er eentje is) vind je op de engelstalige Wikipedia. Bron: Op vele blogs wordt Lisi’s eenvoudige TOE besproken, o.a. op Astropixie, Cosmic Variance en Backreaction. In de wetenschapsbijlage van NRC-handelsblad van 1 december stond ook een stukje over Lisi’s eenvoudige TOE.
Is er verband tussen de Elfstedentocht en de zonne-cyclus?
Reinier Paping bij de Elfstedentocht in 1963. Credit: Jac. de Nijs (ANEFO) – Wikipedia.
Gisteravond zat ik te lezen in het NS-blad Spoor, niet echt bekendstaand om z’n sterrenkundige inhoud, en daar stond een artikel in over de Elfstedentocht. Jan Oostenbrug, die voor ijsmeester doorgaat, werd daarin geciteerd en wel om z’n volgende mening: “De zonnevlekken op de zon zijn minimaal. Dat staat garant voor een strenge winter. En dus voor een Elfstedentocht!”. Aha, dacht ik direct, tijd voor een statistisch onderzoek. Even googelen leverde al gauw het resultaat op dat deze link tussen het oerhollandsefriese schaatsspektakel en het aantal zonnevlekken dat op de Zon te zien is, al door vele anderen is onderzocht en besproken. Zo heeft de historicus Fred Spier, verbonden aan het Instituut voor Interdisciplinaire Studies van de Universiteit van Amsterdam, in 2000 onderzoek gedaan naar dat verband en op 2 december 2000 publiceerde hij er een artikel over in de krant Trouw. Z’n conclusie is dat er een verband is en dat er geen Elfstedentochten zijn gehouden tijdens jaren waarin er meer dan vijftig vlekken op de zon te zien zijn. Hij heeft met NASA-gegevens over de zonnecyclus en gegevens van de Vereniging Friese Elfsteden, een grafiek gemaakt en daarin is goed te zien dat veel Elfstedentochten in de 20e eeuw in de buurt plaatsvinden van minima in de (elfjarige) zonnecyclus:
Credit: Weerstation De Arend.
Volgens een lijst van de zonnecycli komt de 23e cyclus (gemeten sinds de start van de waarnemingen aan zonnevlekken in 1755) eind 2007 ten einde. Dat wil zeggen dat dan het minimum wordt bereikt en een volgende cyclus begint. Ik heb het verband in een tabel gegoten:
| Datum elfstedentocht | jaar/maand verwant zonne-minimum |
| 2 januari 1909 | geen |
| 7 februari 1912 | aug. 1913 |
| 27 januari 1917 | geen |
| 12 februari 1929 | geen |
| 16 december 1933 | sept. 1933 |
| 30 januari 1940 | geen |
| 6 februari 1941 | geen |
| 22 januari 1942 | geen |
| 8 februari 1947 | geen |
| 3 februari 1954 | april 1954 |
| 14 februari 1956 | april 1954 |
| 18 januari 1963 | okt. 1964 |
| 21 februari 1985 | sept. 1986 |
| 26 februari 1986 | sept. 1986 |
| 4 januari 1997 | mei 1996 |
We zien dat met name in de tweede helft van de 20e eeuw alle Elfstedentochten samenvallen met minima in de zonnecyclus. Misschien dat door de één of andere oorzaak het verband tussen de zonnecycli en koude winters sterker is geworden. Grote kans daarom dat we in komende winter of die van 2009 de (16e) Elfstedentocht krijgen. Die voorspelling wordt ondersteund door de theorie van de in 1929 overleden weerkundige Cornelis Easton uit Dordrecht. Ah, Dordrecht, welk één wondermooie stad. Maar dit even terzijde. 🙂 Deze Easton ontdekte, dat de periode vanaf het jaar 760 gekenmerkt werd door 13 wintergolven van steeds 89 jaar. Zo’n wintergolf van 89 jaar is volgens Easton ook weer te verdelen in 4 fasen van 22,3 jaar met steeds een koude winter. Die 22,3 jarige cyclus zien we o.a. terug in de jaren 1940, 1963 en 1985, waarin strenge winters voorkwamen. Tellen we die 22,3 jaar op bij 1985, dan komen we op 2007,3. Mmmm, is komende winter de volgende in de cyclus van Easton? Laten we het rustig afwachten. Ik ga vast een fles Beerenburger kopen. 😉 Bron: Weerstation De Arend.