Bedekking door de maan van 1 Gem (Propus). Credit: Hemel.waarnemen.com.
Voor liefhebbers van sterbedekkingen is de avond/nacht van maandag op dinsdag a.s. interessant. Die nacht zal de maan namelijk maar liefst vier vrij heldere sterren van het sterrenbeeld Tweelingen (Gemini) bedekken. Als eerste is de ster 1 Gem (genaamd Propus) aan de beurt, die om 21.38 uur aan de beurt is (zie afbeelding). Om 0.44 uur wordt 3 Gem (helderheid +5,8) bedekt, gevolgd door 6 Gem (+6,3) om 1.56 uur en tenslotte om 3.14 uur η Gem, met +3,7 de helderste van het kwartet. De genoemde tijdstippen geven het moment aan dat de ster aan de donkere kant van de maanrand verdwijnen. Propus komt om 22.42 uur weer tevoorschijn aan de verlichte kant van de Maan. Bij het begin van de bedekking staat de Maan te Utrecht 58° boven de horizon, bij het einde 61°. De Maan is voor 95% verlicht, wat het waarnemen van de bedekking er niet gemakkelijker op maakt. Er komen trouwens nog twee andere sterren in Tweelingen voor die óók Propus heten: ι Gem en η Gem. Drie sterren in één sterrenbeeld die dezelfde naam hebben, kan het nog ingewikkelder? Bron: Sterrengids 2011 en Hemel.waarnemen.
Voorstelling van een type Ia supernova. Creedit: Lawrence Berkeley National Laboratory
In 1998 ontdekte men voor het eerst dat het heelal steeds sneller uitdijt. Deze versnelde expansie wordt door de afstotende donkere energie veroorzaakt en hij werd door twee onafhankelijke teams waargenomen met behulp van verwegstaande supernovae van het type Ia. Dat zijn supernovae waarbij in een dubbelstersysteem een witte dwerg gevoed wordt met materie van een nabije gewone ster en op een gegeven moment overschrijdt de dwergster een kritische massalimiet en dan zegt ‘ie boem. Sterrenkundigen kennen vrij nauwkeurig de absolute helderheid van deze supernovae en daarmee hun afstand tot de aarde. Vandaar dat ze al tientallen jaren als ‘standaard kaars’ worden gebruikt, een soort van ijkmaat voor afstanden. Cruciaal is echter dat ‘vrij nauwkeurig’, want er zat tot nu toe altijd een kleine onzekerheid in, vanwege variatie in de absolute helderheid. Men had al diverse correctiemethoden, maar die waren nooit waterdicht. Een team sterrenkundigen onder leiding van Ryan Foley (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, VS) schijnt zo’n methode nu wel te hebben gevonden. Het draait om de kleur van de supernovae: de varianten die iets roder zijn schijnen sneller hun buitenlagen uit te werpen, de blauwere gaan iets langzamer. Die kleurverschillen werden tot nu toe toegeschreven aan tussenliggend stof. Foley en maatjes hebben aan de hand van waarnemingen aan meer dan 100 type Ia supernovae aangetoond dat een deel van de kleurverschillen intrinsiek zijn, d.w.z. te maken hebben met de supernova zelf en niet met stofwolken. En daarmee kan men nog nauwkeuriger dan voorheen de afstand van de supernova tot de aarde bepalen. Door het onderzoek van Foley et al kan men de donkere energie nog beter bestuderen, het mysterieuze spul dat ruim 70% van het heelal vormt. Bron: CfA.
M82 door Chandra gefotografeerd. Credit: NASA/CXC/Wesleyan/R.Kilgard et al.
Met behulp van de röntgensatelliet Chandra van de NASA hebben sterrenkundigen het zogenaamde ‘Starburst galaxy’ M82 in het sterrenbeeld Grote Beer (Ursa Major) in beeld gebracht. Superhete gaswolken die röntgenstraling uitzenden en puntvormige röntgenbronnen zijn op de foto te zien, welke men met Chandra van M82 – met 12 miljoen lichtjaar afstand in de achtertuin van de sterrenkundigen – gemaakt heeft. Vanaf de aarde gezien kijken we bijna tegen de zijkant van dit actieve sterrenstelsel aan, waar een verhoogde vorm van stervorming plaatsvindt. In sterrenstelsels als ons eigen Melkwegstelsel wordt gemiddeld 1 ster per jaar gevormd, in starburst galaxies – iemand een suggestie voor een Nederlandsche naam? ‘Steruitbarsting sterrenstelsels‘? Néééééé – kan dat 10 tot 100 zijn. De schijf van M82 loopt in de afbeelding van ongeveer 10 uur tot 4 uur (zie ook deze afbeelding). We zien op de afbeelding behalve de gloeiende gaswolken in M82 ook vele witte en rode puntbronnen, 104 stuks om precies te zijn. Acht daarvan blijken sterk te variëren in helderheid over periodes van enkele weken of jaren, aanwijzingen dat we te maken hebben met dubbelsterren, waarvan één component een zwart gat is en een ander een ster, wiens materiaal wordt aangetrokken door het zwarte gat. Ook zijn sommige bronnen supernova-restanten, die met enorme snelheden door M82 trekken en die op hun beurt weer omringende gas- en stofwolken doen krimpen, zodoende weer nieuwe sterren vormend. Men denkt dat de gehele keten van stervorming begonnen is toen miljoenen jaren geleden M82 een soort van botsing onderging met het naburige sterrenstelsel M81. (amateur-) Astrofotografen weten dat M81 en M82 een favoriet onderwerp zijn om in beeld te brengen. Bron: Science Daily.
Op 11 januari j.l. vloog de sonde Cassini langs de maan Rhea van Saturnus. Ná de passage ‘schoot’ hij de volgende foto – dubbelklikken s.v.p. voor de grote versie:
Credit: NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute and the University of Arizona
De grote maan is Rhea zelf, waar Cassini net langs was gevlogen en waarvan je meerdere prachtige close-ups in de bron kan terugvinden, en daaronder zie je een andere maan, Dione. Eh… het lijkt alsof Dione op een soort van presenteerblad ligt. Dan zijn uiteraard – van opzij bekeken – de ringen van Saturnus, waar Dione ‘bovenop’ lijkt te liggen. Een tikkeltje rechts van Dione zie je in de ringen een klein bobbeltje: dat is het herdermaantje Prometheus. Helemaal rechtsonder is de maan Tethys en tussen deze maan en Rhea in is het vijfde maantje in dit portret, te weten Epimetheus. Mooi geschoten, nietwaar? Bron: Planetary Society.
We kennen de Draaikolknevel – ook wel M51 of NGC 5194 genoemd – meestal in een andere verschijning, zoals op deze foto. Maar dát hieronder is óók de Draaikolknevel, het prachtige spiraalstelsel in het sterrenbeeld Jachthonden (Canes Venatici):
Credit: NASA, ESA, M. Regan and B. Whitmore (STScI), R. Chandar (University of Toledo), S. Beckwith (STScI), and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Nee, ze hebben niet gephotoshopt om deze afbeelding te krijgen. Het is een infraroodfoto van de Draaikolknevel die gemaakt is met de Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), aan boord van de Hubble ruimtetelescoop. Door in dat deel van het electromagnetische spectrum te kijken heeft men geen sterren meer in beeld, maar wel stof. Héél veel stof zelfs. Wat we op deze opname zien is het skelet van dit prachtige spiraalstelsel in de vorm van de stofpatronen. De resolutie is een formidabele 35 lichtjaar. Details van stofwolken met deze omvang in de Draaikolknevel, welke 31 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, zijn te zien. De sterren zijn op deze opname niet te zien, maar eigenlijk zien we toch weer wel sterren. Die stofwolken zijn namelijk de kraamkamers van nieuw te vormen sterren. Dáár waar de omstandigheden gunstig zijn krimpen de wolken ineen en beginnen jonge sterren aan hun onstuimige leven. Door opnames als deze van M51 te maken krijgen sterrenkundigen een beeld van de ontwikkeling van spiraalsterrenstelsels. Prachtig, nietwaar? Bron: Hubble.
Impressie van het zwart gat in de kern van M87. Credit: International Gemini Observatory/AURA/Lynette Cook
De grootste cluster van sterrenstelsels in onze nabijheid is de Virgocluster, zo genoemd omdat vanaf de aarde gezien de 2000 (!) sterrenstelsels die deel uitmaken van de cluster gelegen zijn in het sterrenbeeld Maagd (Latijn: Virgo). Centraal in de Virgocluster – 50 miljoen lichtjaar verderop – staat het gigantische elliptische sterrenstelsel M87. En centraal gelegen in M87 op haar beurt is een Moloch van een object, een gigantisch superzwaar zwart gat. Maar ja, hóe zwaar is dat zwarte gat? Vermoedens hadden de sterrenkundigen genoeg, maar met vermoedens neemt men geen genoegen. Vandaar dat de schattingen van de laatste jaren, variërend van drie tot ruim zes miljard zonmassa’s, door recent onderzoek in de prullebak kunnen belanden en dat nu voor het eerst een vrij nauwkeurige waarde is bepaald voor de massa van het zwarte gat in de kern van M87: 6,6 miljard zonmassa ± 400 miljoen. Ding Dong 😯 En dat gepropt in een gebied van 20 miljard km, drie keer zo groot als de baan van Pluto. Ter vergelijking: het centrale zwarte gat in ons eigen Melkwegstelsel telt ruim 4 miljoen zonmassa. ‘Miljoen’ en géén ‘miljard’, voor de duidelijkheid! De recente ‘weging’ van de massa is gedaan door een team sterrenkundigen onder leiding van Karl Gebhardt (Universiteit van Texas en het daaraan verbonden McDonald Observatorium). Met een instrument genaamd de Near-Infrared Field Spectrograph verbonden aan de Gemini-Noord telescoop op Hawaï kon het team de gemiddelde snelheid meten van groepen sterren rondom het zwarte gat. Vervolgens kon men door toepassing van de eeuwenoude wetten van Kepler de massa van het zwarte gat berekenen. Met een ander instrument, de VIRUS-P spectrograaf, dat vastzit aan de Harlan J. Smith Telescoop van genoemd McDonald kon men ook de totale massa van M87 meten. Drie keer raden hoeveel… Hé jammer, allemaal fout. Het is 5,7 biljard zonmassa! Ding Dong-II 😯 ‘Biljard’ en géén ‘miljard’, voor de duidelijkheid! Met de technieken die men heeft ontwikkeld om het monster in M87 te wegen wil men ook andere superzware zwarte gaten in andere sterrenstelsels wegen, zoals het megamonster in OJ287, een blazar in het sterrenbeeld Kreeft, die 18 miljard zonmassa schijnt te wegen. Yep, je hebt altijd baas boven baas. Bron: Cosmic Log.
Fermi zag op 14 december 2009 antimaterie van een onweersbui. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center
Gebruikmakend van de gammasatelliet Fermi van de NASA hebben wetenschappers voor het eerst antimaterie waargenomen dat afkomstig is van aardse onweersbuien. Normaal gesproken neemt Fermi gammaflitsen waar die vanuit de verre ruimte afkomstig zijn en die veroorzaakt worden door heftige gebeurtenissen, zoals supernova-explosies of botsende zwarte gaten. Maar af en toe ziet Fermi ook heel korte gammaflitsen in de aardse atmosfeer, slechts een fractie van een seconde durend. Van dergelijke terrestrial gamma-ray flashes (TGF) heeft Fermi er al ruim 130 waargenomen. Schattingen zeggen dat dagelijks 500 van die TGF’s plaatsvinden, maar de meesten worden niet opgemerkt. Op de een of andere – nog onbekende – manier worden ze gemaakt door de onweerswolk, wellicht bij grote bliksemontladingen. In sommige gevallen detecteert Fermi niet de gammaflits zelf, maar de deeltjes die tijdens zo’n flits worden gecreëerd en dáárin blijken soms deeltjes antimaterie voor te komen. Zo’n gammaflits is niets anders dan een hoogenergetisch foton en die kan af en toe botsen met een atoomkern in de aardse dampkring. Als het foton een energie van minstens 511.000 eV bezit verandert het bij zo’n botsing spontaan in een electron en een positron, d.w.z. een electrisch geladen deeltje en z’n antideeltje. Dergelijke paren schieten vervolgens de ruimte in en omdat ze electrisch geladen zijn volgen ze de krachtlijnen van het aardmagnetisch veld. Fermi stuit vervolgens af en toe op deze deeltjesparen, waarvan volgens onderzoekers zo’n 10 tot 30% positronen zijn en de rest gewone electronen. Het komt soms voor dat Fermi twee keer een positron detecteert na éé’n TGF, zoals op 14 december 2009 gebeurde (zie afbeelding). TGF091214 werd toen geproduceerd door een onweersbui ergens boven centraal Afrika. Fermi zag het positron, welke een magnetische lijn volgde. Vervolgens werd het antimateriedeeltje ergens boven Egypte teruggekaatst en zag Fermi ‘m enkele milliseconden later voor de tweede keer. Er is een video gemaakt door de NASA, waarin je mooi uitgebeeld ziet hoe zo’n onweersbui tot een gammaflits leidt en hoe die op haar beurt weer kan leiden tot een paar van deeltje en antideeltje. Echt leuk om te zien.
Van Carl Sagan, de helaas te vroeg gestorven sterrenkundige, auteur en popularisator van de wetenschap, zijn massa’s video’s te vinden, waarin hij op een of andere wijze fungeert. Ik heb sommige van die filmpjes hier op dit Astropodium getoond, maar anderen nog niet. Een hele mooie, gemaakt door Damewse, is de video hieronder, waarin de maker de ‘ontdekkingstocht’ van de NASA op eigen wijze vertolkt. Geluid aan, want die stem, dat timbre van Sagan is geweldig!
Deze video is een bewerking van een twee jaar oude video van Michael Marantz, genaamd Earth, the Pale Blue Dot. Voor de liefhebbers: hier is die originele video met dezelfde muziek/stem. Bron: Planetary Society.