Van Superman weten we dat ‘ie geboren is op de planeet Krypton, die rondom een rode ster draait – eh… draaide. Toen z’n ouders de jonge superman meenamen omdat die planeet het loodje ging leggen in de een of andere vreselijke machtsstrijd kwam hij terecht op aarde, de planeet die om de zon draaide. Daar bleek ‘ie over superkrachten te beschikken en vanaf dat moment deed ‘ie allemaal goede dingen voor de menschheidt. OK ik weet het, het is maar een comic, maar we doen eventjes alsof het allemaal echt is – soms voelen we ons zelf ook superman, toch??? De vraag is welke rode ster dat precies was, waar Krypton omheen cirkelde. Schijnt een tot op heden onbeantwoord mysterie te zijn. In een komend nieuw nummer van Superman van DC Comics – heel creatief genaamd Action Comics Superman #14, 7 november te verschijnen – wordt het mysterie eindelijk ontrafeld door niemand minder dan… Neil Tyson. Yep, de directeur van het Hayden Planetarium, popularisator van de sterrenkunde, auteur van boeken, begenadigd verteller, enzovoorts. En wat is dan de rode ster, waar Krypton in gelukkiger tijd omheen draaide? Dat is tataratáááá… LHS 2520, een rode dwerg in het sterrenbeeld Raaf (Corvus). Hij ligt 27 lichtjaar van de zon vandaag, goed aan te reizen met interstellaire reizen, en hij is van het spectraaltype M3,5. Hieronder zie je een afbeelding van LHC 2520, die ook wel Rao wordt genoemd – de ster in het midden:
Credits: Digitized Sky Survey/NASA/Skyview
Mocht je ‘m zelf ook een keertje willen spotten aan de hemel, die rode dwergster, dan zijn’dit z’n coördinaten: rechte klimming 12u 10m 5,77s, Declinatie -15° 4′ 17,9″. OK, allemaal 7 november naar de stripboer rennen! 😀 Bron: Bad Astronomy.
De donkere sterrenstelsels (blauwe cirkels) lichten op door de straling van de quasar (rode cirkel). Credit: ESO, Digitized Sky Survey 2 and S. Cantalupo (UCSC)
Bij het woord “sterrenstelsel” denken de meeste mensen aan enorme eilanden van sterren, gas en stof. De theorie voorspelt echter het bestaan van een heel ander soort sterrestelsels, die vrijwel geen sterren bevatten en vooral gemaakt zijn van donkere materie en gas. Deze “donkere sterrenstelsels” zijn vrijwel onzichtbaar tegen de zwarte achtergrond van het universum.
Nu heeft een internationaal team van astronomen verschillende donkere sterrenstelsels ontdekt, door te kijken naar gaswolken die gloeien door de krachtige uv-straling van een nabije quasar. Maar wat zijn donkere sterrenstelsels precies, en wat is hun rol in de evolutie van het universum?
Donkere sterrenstelsels bestaan uit donkere materie en gas, maar zijn om één of andere reden niet in staat geweest om sterren te maken. Modellen voorspellen dat dit soort sterrenstelsels algemeen zijn geweest in het jonge universum, mede omdat de gasdichtheid niet hoog genoeg was om sterren te vormen. Pas nadat deze donkere sterrenstelsels met elkaar in botsing kwamen, werd voldoende gas bijeen gebracht om de vorming van sterren op gang te brengen. De gebruikte techniek kan hopelijk ook gebruikt worden om het kosmische web in kaart te brengen. Dit web bestaat uit onzichtbare filamenten van donkere materie en gas, die het gehele heelal doorkruisen. Op plaatsen waar deze filamenten samenkomen, worden sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels met vers gas gevoed. Bron: ScienceDaily.
De laatste jaren hebben commerciële ruimtevaartbedrijven een plekje verworven in de wereldwijde ruimtevaart. Een fantastisch gevolg hiervan is dat de oude “space spirit” uit de jaren ’60 weer helemaal terug lijkt te zijn. Mensen proberen nieuwe technologieën te ontwikkelen en te bouwen, soms letterlijk in hun garage. Een nieuw Kickstarter-project is bijzonder interessant, aangezien ze een nieuw soort plasmamotor aan het ontwikkelen zijn. Volgens de ingenieurs achter het project kan hun nieuwe motor gebruikt worden voor betrouwbare, goedkope en duurzame ruimtereizen.Een groep plasmaphysici zijn acht jaar geleden een bedrijf begonnen, HyperV genaamd, met als doel om een geheel nieuw soort plasmamotor te ontwikkelen. De motor draait op superverhitte geioniseerde deeltjes en kan gebruikt worden voor om manouvres in een baan om de aarde uit te voeren (zoals het opruimen van ruimtevaartpuin), en voor interplanetaire reizen.Volgens HyperV kan hun nieuwe soort elektrische voortstuwing resulteren in een significante massareductie, waardoor ruimtevaartuigen veel lichter kunnen worden. Hierdoor kunnen de kosten van lancering flink gedrukt worden. Hoewel andere typen elektrische voortstuwing gebruikt worden in de ruimtevaart, met wisselend resultaat, meent het team van HyperV dat hun nieuwe ontwerp oplossingen bevat voor problemen in voorgaande ontwerpen.Het team beschrijft hun project als volgt: “We geloven dat onze technologie de potentie heeft om even efficiënt te zijn als huidige elektrische voorttstuwingen, zoals ionenmotoren en Hall-effect-motoren, maar dan met een groot voordeel: onze motor is veel simpeler en dus veel duurzamer. Bovendien kunnen onze motoren draaien op verschillende brandstoffen, waaronder gassen, inerte plastics en zelfs materiaal dat gewonnen kan worden op andere hemellichamen. Onze motor kent een schaalbaar ontwerp, met een gemiddelde kracht van enkele kilowatts tot tientallen megawatts, naar gelang de vereisten voor de missie. Verder leveren onze motoren veel meer stuwkracht per oppervlak dan bij traditionele ionenmotoren het geval is, waardoor onze motoren minder ruimte in beslag nemen. Tot slot heeft onze motor de potentie om sneller te zijn dan huidige ontwerpen, met een maximale snelheid van 20.000 meter per seconde. “Kickstarter is een project waarmee geld opgehaald kan worden voor creatieve projecten, zoals games, films en technologie. Kickstarter is in 2009 van start gegaan en heeft sindsdien meer dan 350 miljoen dollar binnengehaald, waarmee meer dan 30.000 projecten gefinancierd zijn. HyperV heeft in totaal 63.000 dollar nodig om van start te kunnen gaan. Op dit moment hebben ze al 54.000 dollar. Het geld zal gebruikt worden om een werkend prototype te bouwen.Hieronder de video over het project:
Ik kwam deze prachtige afbeelding tegen, waarop we de Melkweg en alles in z’n nabije omgeving zien. Dubbelklikken voor de grote versie s.v.p. We zien de Melkweg zelf, met z’n platte schijf van sterren en diens spiraalstructuur – waar ons eigen zonnestelsel deel van uitmaakt – en de door Fermi ontdekte gasbellen die aan weerzijden van de kern van de Melkweg uitrijzen. Rondom de Melkweg zijn twe halo’s te vinden: een zichtbare halo van sterren en een onzichtbare halo van donkere materie. Dan is er nog een lange ‘Sagittarius Stream’, een sliert sterren die uit de Melkweg stromen – vermoedelijk het gevolg van een botsing die het Melkwegstelsel moet hebben gehad met een ander stelsel. En verderweg liggen kleine eilandjes van begeleidende sterrenstelsels, zoals de bekende Grote en Kleine Magelhaense Wolken en Segue I. Naar die twee wolken toe loopt feitelijk ook een stroom van neutraal waterstofgas, de Magelhaense Stroom, maar op de een of andere manier hebben ze die niet afgebeeld. De afbeelding werd gepubliceerd door het tijdschrift Nature. Bron: Astropixie.
Zou zou de detector van DNA-donkere materie moeten werken. credit: Andrzej Drukier et al. 2012
Zo’n 22% van de totale hoeveelheid massa/energie van het heelal schijnt er uit te bestaan: donkere materie. De rest bestaat uit donkere energie (74%) en gewone materie (4%). Dát donkere materie bestaat weten we uit indirecte wijze, door de gravitationele werking van donkere materie, zoals overtuigend te zien is aan de vele waargenomen zwaartekrachtslenzen bij ver verwijderde clusters van sterrenstelsels. Directe detectie van deeltjes donkere materie is tot op heden nog niet gelukt, al zijn er talloze experimenten verspreid over de gehele wereld gaande, zoals XENON100, EDELWEISS, CDMS, CoGeNT, DAMA-LIBRA. Bij al die experimenten gebruikt men vaten gevuld met een bepaalde substantie, waarvan men hoopt dat passerende WIMP’s – weakly interactive massive particles, de veronderstelde kandidaten van donkere materie – reageren met de deeltjes van die substantie. Zoals in het geval van CRESST, waarbij een tank gevuld is met calcium- en wolframaat-kristallen. Maar zoals gezegd: noppes resultaat tot nu toe. Vandaar dat Katherine Freese, natuurkundige op de Universiteit of Michigan in Ann Arbor, naar een zeer ongebruikelijke methode grijpt. Zij wil namelijk een detector bouwen, waarin DNA wordt gebruikt om WIMP’s te detecteren. 😯 Yep, Desoxyribonucleïnezuur, de belangrijkste chemische drager van erfelijke informatie in alle bekende organismen. Hier het artikel over die detector, beschreven door Freese en enkele collegae. Het idee is als volgt: in de detector wordt een dunne folie van goud gebruikt. Aan dat folie hangen zeer dunne strengen met echt DNA. Een passerende WIMP zou af en toe kunnen reageren met de goudatomen. Die worden dan uit het folie gekegeld en zij snijden vervolgens enkele van de DNA-strengen door. Aan de hand van de doorgesneden strengen kan precies de richting van de WIMP worden bepaald.
WIMP’s en het menselijk lichaam
Waar DNA al niet goed voor is! Credits: Robots & Machines.
Freeze en haar collega Christopher Savage hadden eerder dit jaar al eens uitgerekend hoe vaak een WIMP reageert op een menselijk lichaam. Ze namen een gemiddeld lichaam van 70 kg als uitgangspunt, welke voor het grootste gedeelte schijnt te bestaan uit zuurstof (61%). Daar lieten ze vervolgens enkele varianten van WIMP’s op los. Iedere minuut vliegen er miljarden WIMP’s door je lichaam, zonder dat je er erg in hebt en zonder dat ze reageren op een deeltje in je lichaam. En toch gebeurt er volgens het duo af en toe een interactie: in het geval van WIMP’s met een massa van 60 GeV is dat ongeveer 10 keer per jaar, bij lichtere 10-20 GeV WIMP’s. En er komt niet eens goud bij van pas. DNA is kennelijk erg geschikt om donkere materie te detecteren. Freeze denkt dat de door te bouwen detector ongeveer duizend keer gevoeliger zal zijn dan de huidige detectoren. Nou, ik ben benieuwd. Bron: Science News.
Dat de atmosfeer van Mars er lang geleden anders uit zag dan tegenwoordig is een gedachte die gesteund lijkt te worden door recent onderzoek dat Marsrover Curiosity in de Gale krater op Mars heeft uitgevoerd. Curiosity bevindt zich nou bij een plek genaamd ‘Rocknest’ en daar heeft ‘ie onlangs de eerste analyse van grondmonsters gedaan. De Marsrover is een rijdend laboratorium en met z’n Sample Analysis at Mars (SAM) instrumenten kan ‘ie veel onderzoek ter plekke doen. Zo heeft ‘ie gemeten dat de hoeveelheid isotopen in de Marsatmosfeer van kooldioxide met 5% is toegenomen ten opzichte van de periode dat de planeet Mars gevormd werd. Oorzaak hiervan zou kunnen zijn dat het bovenste gedeelte van de atmosfeer de ruimte in is verdwenen. Ook werd een grotere hoeveelheid isotopen van argon gevonden. Curiosity ging ook op zoek naar de aanwezigheid van methaan in de atmosfeer boven de Gale krater, maar dat werd niet gevonden. Met de Tunable Laser Spectrometer (TLS) in SAM kon men een bovengrens bepalen van de hoeveelheid methaan, namelijk van enkele delen methaan per miljard delen Marsatmosfeer. Op de foto hierboven zie je die TLS van Curiosity in werking. Hieronder de gemeten samenstelling van de Marsatmosfeer, gemeten met het Quadrupole Mass Spectrometer instrument in SAM.
Kijk nou toch eens naar bovenstaande foto. Is ‘ie niet prachtig? Hij is gemaakt door David Hathaway, zonneonderzoekers bij NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, met een groothoeklens. Het zijn eigenlijk drie foto’s, elk met een verschillende belichtingstijd. Sommige van die lichtverschijnselen op de foto zijn namelijk erg zwak, anderen weer helder en alleen door die mix kon Hathaway ze allemaal vastleggen. Wat je op de foto ziet zijn allemaal halo’s of varianten er van, een diffuus lichtschijnsel rond een scherper gedefinieerde bron, meestal de zon of de maan – in dit geval de zon, die zich achter de lantaarnpaal bevindt. Het is een optisch verschijnsel in de atmosfeer dat kan optreden wanneer er zich bepaalde atmosferische condities voordoen (met name een ijle nevel van ijskristallen). Nee, het zijn geen regenbogen, die ontstaan door lichtbreking in waterdruppels, halo’s hebben met ijskristallen te maken. Ik pluk even wat tekst van Wikipedia om enkele van die halo’s, welke je op de foto ziet, te beschrijven: De meest voorkomende halo’s zijn de kleine kring, een kring op 22 graden rond de zon of de maan, soms met raakbogen en bijzonnen, heldere gekleurde vlekken op 22 graden ter weerszijden van de zon. Daarnaast onderscheiden we de grote kring op 46 graden van de zon, de circumzenitale boog, een omgekeerde boog op 46 graden boven de zon en zuilen boven en onder de zon, en de parhelische kring, die in tegenstelling tot andere halo’s evenwijdig aan de horizon staat. Ooit heeft de Belgische professor Marcel Minnaert drie prachtige boeken geschreven getiteld “De natuurkunde van het vrije veld”, welke gratizz en voor nicks te bekijken zijn – klik op de link s.v.p. In het eerste deel – voor het eerst verschenen in 1937 – komen ook de lichtverschijnselen aan de orde en één afbeelding daaruit laat volgens mij veel van de door Hathaway gefotografeerde halo’s zien:
Credit: Wikimedia Commons
De letters verwijzen naar de uitleg in het boek van Minnaert, bladzijde 184 t/m 192. Het zou te ver voeren om al die afzonderlijke lichtverschijnselen hier te bespreken (lees: daar heb ik helemaal geen zin in), dus sla die digitaal beschikbare versie van Minnaert’s boek er maar op na. Maar hoe het ook zij, het is een pracht van een foto en prof. Minnaert zou ermee verguld zijn geweest. Bron: Bad Astronomy + Wikipedia.
Onderzoek heeft uitgewezen dat het leven op aarde te danken is aan onze asteroidengordel. Computersimulaties hebben namelijk laten zien dat een asteroidengordel van precies de juiste massa een belangrijke factor vormt voor de leefbaarheid van aardse planeten in zonnestelsels. Als een asteroidengordel te massief is, worden planeten te vaak bestookt met asteroiden – dat is uiteraard slecht voor de leefbaarheid. Als een asteroidengordel niet massief genoeg is, worden planeten te weinig bestookt met asteroiden.
Eeeh…te weinig? Que? Wel, dat zit zo: asteroiden worden geacht noodzakelijke ingredienten voor het leven te hebben ‘afgeleverd’ op aarde. Denk hierbij aan water en organische bestanddelen. Bovendien: als van tijd tot tijd een grote inslag plaatsvindt, wordt het milieu van een planeet dusdanig gewijzigd dat soorten zich moeten aanpassen, waardoor de biologische evolutie versnelt wordt.
Okee, maar wat bepaalt dan de massa (en locatie) van een asteroidengordel? Simulaties hebben uitgeween dat “Jupiters” hiervoor verantwoordelijk zijn. Dat zit zo: de asteroidengordel in ons zonnestelsel bevindt zicht tussen Mars en Jupiter, in een regio dat de “sneeuwlijn” wordt genoemd. Dit vormt de binnengrens van een kouder gebied waar vluchtige stoffen, zoals waterijs, ver genoeg van de zon zitten om intact te blijven (in een vacuum). Toen de planeten in het zonnestelsel geboren werden, was het gebied vlak voorbij de sneeuwlijn gevuld met een dichte mix van ijzen, rotsen en metalen – voldoende materiaal om reuzenplaneten als Jupiter te bouwen.
Drie scenario’s voor de evolutie van een asteroidengordel. Klik voor een veel grotere versie. Credit: NASA/ESA/A. Feild, STScI.
Nadat Jupiter vlak voorbij de sneeuwlijn ontstaan was, zorgde zijn krachtige zwaartekracht ervoor dat het materiaal in zijn omgeving niet kon samenklitten tot planeten, maar dat het materiaal juist met grote snelheid in botsing kwam met elkaar. Het gevolg was een enorme puinhoop van rotsfragmenten, die zich langzaam zijn geen ‘settelen’ in een ring rond de zon.
Okee het is dus belangrijk om een juiste soort asteroidengordel te hebben. Daarvoor is het weer van belang om een Jupiter te hebben. Toch is er nog een derde vereiste: de ‘Jupiter’ moet een beetje aan de wandel zijn gaan, maar niet te veel. Dat zal ik even uitleggen. Het is bekend feit planeten vaak migreren, m.a.w. op een andere plek terecht komen dan waar ze ontstaan zijn. Als een Jupiter niet ver genoeg migreert, wordt een asteroidengordel niet verstoort. Het resultaat is een veel te massieve asteroidengordel – hoe meer asteroiden, hoe meer inslagen op planeten. Als een Jupiter te ver migreert, wordt de gehele asteroidengordel verstoort, waardoor het materiaal alle kanten op geslingert wordt. Wat je moet hebben is een Jupiter die een beetje migreert – zoals bij ‘onze’ Jupiter is gebeurt.
Computersimulaties laten zie dat slechts vier procent van de planetenstelsels een juiste Jupiter hebben, en dus een juiste asteroidengordel. Dat zou betekenen dat de kans op leven kleiner is dan gedacht. Toch kleven er een aantal aannames aan deze theorie. Ten eerste zijn de onderzoekers er vanuit gegaan dat een asteroidengordel altijd op de sneeuwlijn ontstaat. Ten tweede zijn de onderzoekers er vanuit gegaan dat een Jupiter vaak vlak voorbij een sneeuwlijn ontstaat. Ik denk persoonlijk dat onze kennis van exoplaneten veel te fragmentarisch is om hier iets met zekerheid over te zeggen.
