Maandelijks archief: november 2010

De LHC gaat met lood de oerknal nabootsen

Geplaatst op door Arie Nouwen
4

Met dit stukje lood wordt binnenkort de oerknal nagebootst. Credit: CERN

Op 4 november j.l., de dag dat Deep Impact een scheervlucht maakte langs de komeet Hartley 2, sloot men in Genève bij de Large Hadron Collider (LHC) een tijdperk af. Het was namelijk de laatste dag van een zeven maanden durende periode waarin men onafgebroken protonen tegen elkaar knalde men een energie van maximaal 3,5 teV per bundel. De LHC wordt nu klaargemaakt om een maand lang ionen van lood te laten botsen, een experiment waarbij men zal proberen de quark-gluon soep te creëeren, die kort na de oerknal aanwezig was, waarmee 13,7 miljard jaar geleden het heelal is ontstaan. Die botsingen zullen vooral door ALICE – hetgeen staat voor A Large Ion Collider Experiment -gevolgd worden, één van de vier grote apparaten die aan de LHC verbonden zijn. Bij de botsingen tussen de zware loodionen kunnen temperaturen bereikt worden die 500.000 keren hoger is dan de temperatuur in het centrum van de zon, dat met bijna 16 miljoen graden ook al tropisch warm is. Bij de concurrent Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) van het Brookhaven National Laboratory op Long Island (VS) hebben ze daar trouwens al ervaring mee, met zo’n heet soepje te brouwen. Een groep verontrustte mensen, zichzelf de Heavy Ion Alert genoemd, denkt overigens dat met de ionen-experimenten met de LHC grote risico’s worden gelopen. Zij vrezen namelijk dat er zogenaamde killer strangelets kunnen worden gevormd, deeltjes die net zoals de voorspelde micro-zwarte gaten catastrofale gevolgen voor de aarde kunnen hebben. Nou, we zullen ’t wel zien. Voor mij is ’t lood om oud ijzer. 🙂 Bron: Cosmic Log.

Super-aardes kunnen wel eens levenonvriendelijk zijn

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Het beschermende magnetische veld van de aarde. Credit: SOHO/NASA/ESA

Een deel van de bijna 500 bekende exoplaneten zijn zogenaamde super-aardes, welke een massa hebben vanaf enkele malen tot maximaal tien keer die van de aarde. Boven die massa praat je niet meer over vaste planeten, maar worden het meer gasreuzen. Een voorbeeld is HD 40307, 42 lichtjaar verderop in de richting van de zuidelijke sterrenbeelden Doradus en Pictor, waar maar liefst drie super-aardes te vinden zijn. De meest bekende super-aarde is de onlangs ontdekte Gliese 581g, die zich in een bewoonbare zone rondom de ster Gliese 581 bevindt en waar dan ook druk gespeculeerd wordt over de mogelijkheid dat daar leven is. Guillaume Morard en z’n makkers van het Institute of Mineralogy and Physics of Condensed Matter in Parijs denken te weten dat dat niet zo is. Hun berekeningen laten namelijk zien dat super-aardes door hun massa een vaste ijzeren kern moeten hebben. De aarde heeft ook een ijzeren kern, maar die is deels vloeibaar en dáárdoor genereert deze kern een magnetisch veld. Door dat veld wordt de voor leven schadelijke kosmische straling en de van de nabije ster afkomstige sterrenwind – in het geval van onze eigen zon de ‘zonnewind’ genoemd – tegengehouden. Een geheel vaste kern levert geen magnetisch veld op en dus wordt zo’n planeet bestookt met de levenvernietigende straling. Kortom, noppes buitenaards leven op super-aardes. Kortom II, op zoek naar ‘echte’ exo-aardes. Bron: New Scientist.

Meer over die kosmische pinda, Hartley 2

Geplaatst op door Arie Nouwen
6

“Hartley 2, the movie”. Credit: NASA/JPL-Caltech/UMD

Afgelopen donderdag, 4 november 2010, scheerde Deep Impact/EPOXI op 700 km afstand langs de kern van de komeet Hartley 2. Op de beelden die gemaakt werden – en die korte tijd later al wereldwijd te zien waren, hóe verbluffend – konden we zien dat die kern de vorm van een pinda heeft, een kosmische pinda van 2,2 bij 0,5 km. Beelden die sterk doen denken aan een andere komeet, 19P/Borelly, welke op 21 september 2001 werd gepasseerd door de sonde Deep Space 1. Borelly is een tikkie groter dan Hartley 2, maar z’n vorm oogt hetzelfde. Ook is er een sterke gelijkenis met de planetoïde Itokawa, waar de sonde Hayabusa november 2005 pogingen heeft ondernomen om op diens oppervlak te landen. De donderdag gemaakte foto’s laten zien dat de gasstromen (jets), veroorzaakt door smeltend ijs aan het oppervlak, vooral aan de ruwe uiteinden te vinden zijn. Hartley 2 stoot naast stof en waterdamp ook grote hoeveelheden kooldioxidegas en cyanideverbindingen uit. De smallere ’taille’ van de komeetkern tussen die uiteinden in ziet er een stuk egaler uit en lijkt te zijn bedekt met fijn materiaal dat naar het oppervlak teruggevallen lijkt te zijn. Als die taille nog smaller zou zijn zou het mij niet verbazen als de komeet in twee stukken breekt en de uiteinden losse kometen worden. Misschien is dat een proces dat vaker bij kometen voorkomt en dat misschien vergelijkbaar is met het YORP-proces dat men bij planetoïden heeft waargenomen en dat er ook toe kan leiden dat planetoïden splijten. Afijn, Daniel Macháček Luca Cassioli van unmannedspaceflight.com heeft de foto’s van de passage van Deep Impact langs Hartley 2 achter elkaar geplakt, gemorphed zoals dat technisch heet en dat leverde de bewegende beelden van hiernaast op. Schitterend om te zien en indrukwekkender, vind ik zelf, dan de beelden die het Deep Impactteam zelf op internet heeft gezet. Nou we het toch over indrukwekkend hebben: Emily Lakdawalla, de planeetdeskundige én blogger van de Planetary Society, heeft een foto laten zien waarop je Hartley 2 ziet plús ter vergelijking het internationale ruimtestation ISS. Echt schitterend om te zien:

Credit: NASA/JPL-Caltech/UMD

Bron: Planetary Society + NRC-Handelsblad, 6 november 2010.

Up, down, charm, strange, top en bottom

Geplaatst op door Arie Nouwen
3

Yep, zo heten ze: up, down, charm, strange, top en bottom. Het zegt je wellicht niets, maar het is waar jij en ik, waar de aarde, de zon, de andere planeten, sterren, manen, etc… uit opgebouwd zijn. Tenminste, uit de eerste twee genoemde, up en down. Ik heb het over quarks, de bouwstenen van protonen en neutronen. Die komen in zes smaken voor, waarbij voor ons eigenlijk alleen de eerste twee van belang zijn. De laatste vier quarks komen alleen in hoogenergetische situatie voor. Lezer Ralf Deuze stuurde mij de link naar deze video op, waarin op grappige wijze, maar ook hoogst leerzaam, gezongen wordt over quarks. Echt kijken!

Overigens bleek onlangs nog dat quarks zelf niet opgebouwd zijn uit n

Hoogenergetische gammaflitsers veroorzaakt door zwarte gaten

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Voorstelling van een gammaflitser. Credit: NASA/SWIFT/MARY PAT HRYBYK-KEITH AND JOHN JONES

Sinds 1967 zien sterrenkundigen af en toe plotselinge uitbarstingen van gammastraling, die vanaf een bepaald punt aan de hemel komen. Men onderscheidt twee soorten van ‘gammaflitsers’, zoals dit fenomeen wordt genoemd, de lange gammaflitsers (LGRB’s oftewel long gamma-ray bursts), welke langer dan twee seconden duren, en de korte gammaflitsers (yep, SGRB’s), wiens gammastraling in minder dan twee seconden tot ons komt. Van de lange gammaflitsers werd altijd gedacht dat ze door de vorming van neutronensterren/magnetars óf zwarte gaten ontstaan, nadat een zware ster aan het einde van z’n actieve leven is gekomen. Onderzoek van Bradley Cenko (Universiteit van Californië in Berkeley) en z’n collega’s aan vier gammaflitsers die waargenomen zijn door NASA’s Fermi gammasatelliet laat zien dat de optie van neutronensterren/magnetars afvalt, tenminste voor de meest energetische lange gammaflitsers. Wat Cenko en z’n maatjes deden was kijken naar de totale hoeveelheid energie in de door de gammaflitser uitgezonden straal (‘jet’). Net als pulsars sturen de gammaflitsers hun energie in de vorm van een smalle bundel straling de ruimte in. Ligt de aarde in zo’n bundel, dan kunnen we de gammaflitser zien, zo niet dan zullen we ‘m nooit opmerken. Eén van de onderzochtte gammaflitsers, GRB 090926A heet ’t beestje, bleek een straal te hebben geproduceerd met ongeveer 1,4 x 1052 ergs aan energie. Neutronensterren kunnen volgens de berekeningen van Cenko et al meer energie produceren, maximaal 3 x 1052 ergs, maar slechts een fractie daarvan gaat zitten in de straal. De vier onderzochtte gammaflitsers waren erg energetisch en daarom denken de sterrenkundigen dat in ieder geval deze categorie van lange gammaflitsers alleen door de vorming van zwarte gaten kunnen worden geproduceerd. Bron: New Scientist.

Kunnen ballonnen defecte satellieten terug naar aarde brengen?

Geplaatst op door Arie Nouwen
2

De opgeblazen heliumballon, vast aan een satelliet. Credit: Global Aerospace Corp./NASA

Rondom de aarde cirkelen ontelbare kunstmatige objecten, waarvan er zo’n 20.000 groter dan 10 cm zijn. 90% daarvan bestaat uit kapotte of afgeschreven satellieten, onderdelen van draagraketten en vele brokstukken, die o.a. na de botsing tussen de Russische satelliet Cosmos 2251 en z’n Amerikaanse collega Iridium 33 in februari 2009 de ruimte in zijn geslingerd. Al dat ruimtepuin vormt een potentieel gevaar voor de werkende satellieten en voor het internationaal ruimtevaartstation ISS. Satellieten die bijna op hun einde zijn kunnen naar een veilige parkeerbaan (of grafbaan) worden gebracht, zoals onlangs met de WMAP is gebeurd, óf versneld terug naar de aarde, maar dat kost brandstof die er niet altijd is.

Remballonnen

Het Californische bedrijf Global Aerospace Corp. heeft wellicht een oplossing bedacht: een ‘pakketje’ van 37 kg dat een opgevouwen heliumballon plus gaspatroon bevat en met toekomstige satellieten mee ‘naar boven’ moet. Dreigt een satelliet het te begeven dan kan de ballon worden opgeblazen, tot een omvang van wel 100 meter. Op de hoogte waar de meeste satellieten zich bevinden, tussen 500 en 1000 km, zijn nog ijle sporen van de dampkring aanwezig. De ballon die aan de satelliet vast zit ondervindt de remmende werking van die ijle resten en daardoor zakt de satelliet in hoogte. Normaal kan zoiets eeuwen duren, maar dankzij de ballon wordt die periode tot enkele periode teruggebracht. Als de ballon opgeblazen wordt tijdens een maximum van zonneactiviteit, wanneer de aardse dampkring iets is opgezweld, wordt het effect van de ballon nog groter. De terugkeer kan zodanig gecontroleerd worden dat de satelliet verbrand in de dampkring óf in zee stort. De ballon zelf staat natuurlijk ook bloot aan ruimtepuin en kan dus lek raken, maar met reservegas schijnt dit goed op te vangen te zijn. Afijn, een leuk idee op papier, met maar één ‘maar’. Kan die ballon wel zwart – niet reflecterend -worden gemaakt? Anders wordt zo’n ballon maandenlang een gigalicht aan de nachthemel en daar zitten we niet op te wachten. Bron: NRC-Handelsblad, 4 november 2010.

Zucht, het schiet niet op met de Discovery

Geplaatst op door Arie Nouwen
2

Die gaat niet eerder dan maandag a.s. omhoog. Credit: NASA TV

Het wil maar niet lukken met de lancering van de Space Shuttle Discovery, voor diens allerlaatste vlucht richting het internationale ruimtestation ISS. De oorspronkelijke lanceerdatum van maandag 1 november werd vorig weekend uitgesteld door lekkages. De dagen erna was het telkens ‘gaat ‘ie nou wel of gaat ‘ie nou niet’ en ieder lanceermoment ging wegens diverse oorzaken niet door. Vandaag heeft de NASA laten weten dat vanmorgen opnieuw een lek werd ontdekt, dit keer in een leiding met waterstofgas, die de externe tank moet volladen. Zoals het er nu naar uit ziet is het eerstvolgende moment dat de Discovery kán worden gelanceerd komende maandag, de 8e november om 18:53 uur Nederlandse tijd. Mocht dat door omstandigheden óók niet doorgaan dan ligt het eerstvolgende ‘lanceervenster’, zoals dat zo mooi wordt genoemd, tussen 30 november en 5 december. Goh, da’s dan ook gelijk een hele poos wachten. Ik denk dat commandant Steve Lindsey en z’n ploeg (Eric Boe, Alvin Drew, Tim Kopra, Michael Barratt en Nicole Stott) gek worden van het wachten. Bron: SpaceRef.

Herschel speurt naar zwaartekrachtslenzen

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Vijf door Herschel-ATLAS gevonden zwaartekrachtslenzen. Credit: S.J. Maddox and the H-ATLAS Consortium/Herschel Space Observatory/ESA

Astronomen hebben een nieuwe manier ontdekt om ‘kosmische zoom-lenzen’ te vinden: met ESA’s Herschel Ruimtetelescoop. Dat is gebeurd binnen het Herschel-ATLAS-project waarbij honderdduizenden sterrenstelsels op sub-millimeter golflengten in kaart worden gebracht. De Leidse astronoom Paul van der Werf is co-auteur van een artikel hierover in Science dat op 5 november verschijnt. De lenswerking ontstaat als het licht van een verre bron wordt afgebogen door de massa van een object op de voorgrond. Dit effect is normaalgesproken extreem klein en doet zich alleen voor als het licht vlak langs een zeer zwaar object gaat, bijvoorbeeld een sterrenstelsel met honderden miljarden sterren. Het signaal wordt door de zwaartekracht zodanig afgebogen, dat het beeld van het verre sterrenstelsel wordt vergroot en versterkt. Hoewel op optische en radio-golflengten de afgelopen tientallen jaren veel van dit soort ‘zwaartekrachtlenzen’ zijn gevonden, zijn de gangbare methoden om ze te ontdekken tijdrovend en niet altijd succesvol. Door met de camera’s op de Herschel-telescoop een deel van de sterrenhemel te scannen hebben astronomen voorbeelden gevonden van zwaartekrachtlenzen op ver-infrarood en sub-millimeter golflengten. Veel van de helderste bronnen binnen deze Herschel-ATLAS-survey blijken versterkt te zijn door lenswerking. De totale survey zal honderdduizenden sterrenstelsels bevatten, de meeste zo ver weg dat hun licht er miljarden jaren over heeft gedaan om ons te bereiken. In de eerste gegevens van een klein stukje sterrenhemel vonden de astronomen vijf bijzonder heldere objecten, in de afbeelding te zien als de rood-oranje puntjes. Toen ze deze met optische telescopen nader bestudeerden, zagen ze tot hun verbazing sterrenstelsels die normaalgesproken niet helder zijn op de ver-infrarood golflengten waarop Herschel opereert. Dit bracht hen op het idee dat de door Herschel gevonden bronnen niet de optisch zichtbare stelsels waren, maar daar achter gelegen objecten: zwakke, optisch onzichtbare stelsels in het diepe heelal, versterkt door de lenswerking van de optisch zichtbare stelsels.

Zó werkt de zwaartekrachtslens: licht van een ver verwijderd sterrenstelsel wordt afgebogen door een voorgrondstelsel. credit: NASA/JPL-Caltech

Om dit vermoeden te bevestigen moest de afstand van de zwakke achtergrondstelsels bepaald worden, wat werd gedaan met behulp van radiotelescopen. Deze waarnemingen laten zien dat het gaat om sterrenstelsels zoals die eruit zagen in de tijd dat het heelal slechts 2 tot 4 miljard jaar oud was, minder dan een derde van zijn huidige leeftijd. De optisch zichtbare sterrenstelsels staan veel dichterbij en zijn allemaal zo gepositioneerd dat ze ideale zwaartekrachtlenzen vormen. Bij alle verre en heldere sterrenstelsels die Herschel heeft gezien, blijkt er sprake te zijn van dergelijke kosmische zoom-lenzen. Door de vergroting en versterking door de dichterbijgelegen sterrenstelsels, kunnen astronomen deze verre en zwakke sterrenstelsels, de kosmische voorouders van onze eigen Melkweg, in veel meer detail bestuderen. Van der Werf verwacht dat met deze relatief eenvoudige techniek niet alleen veel meer zoom-lenzen zullen worden gevonden, maar vooral dat deze zullen bijdragen aan een beter begrip van het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels en van het heelal. Het Herschel-ATLAS project is net begonnen. De verwachting is dat er uiteindelijk honderden van dit soort kosmische zoomlenzen zullen worden gevonden. Met deze techniek kunnen ook de lenzen zelf worden bestudeerd en daarmee de voor telescopen onzichtbare donkere materie waar 80% van het heelal uit bestaat. De eerste dataset van het project is voor verder onderzoek vrijgegeven aan de astronomische gemeenschap. Bron: Nova.