Timelapse video: de sterrenhemel boven de Mount Everest

Credit: Mike Saikaly, from the video

Haleluja, wat kunnen sommige mensen toch betoverend mooie video’s maken. Eentje daarvan is de fotograaf en bergbeklimmer Elia Saikaly, die mei dit jaar in de zogenaamde Death Zone op de flanken van de Mount Everest terecht kwam, een hoogte van 8000 meter, waar de luchtdruk maar 1/3e is van de luchtdruk op zeeniveau. Normaal gesproken neemt een bergbeklimmer daar alle rust om zich voor te bereiden op de laatste kilometer naar boven en gaat ‘ie ’s nachts pitten. Maar wat deed Saikaly: ’s nachts met z’n Canon 5D Mark II video-opnames maken van de sterrenhemel boven Mount Everest. Dit is het schitterende resultaat:

Everest -A time lapse short film from Elia Saikaly on Vimeo.

Ik vind vooral mooi als je op de flanken van de Mount Everest die lichtjes omhoog ziet trekken, van andere expedities die proberen de top te bereiken. Bron: Bad Astronomy.

Honderd jaar geleden kwam Niels Bohr met z’n atoommodel

Niels Bohr, de ‘vader van het atoommodel’ Credit: AB Lagrelius & Westphal.

Juli 1913 – komende maand precies honderd jaar geleden – publiceerde de Deense natuurkundige Niels Bohr (1885-1962) in het tijdschrift Philosophical Magazine Series 6, Volume 26 z’n beroemd geworden artikel “On the Constitution of Atoms and Molecules“, waarin voor het eerst geponeerd werd dat atomen bestaan uit een atoomkern, waar elektronen omheen draaien. In het artikel schreef Bohr dat de banen van elektronen om de atoomkern gekwantificeerd zijn en dat deze banen worden gekenmerkt door gedefinieerde waardes, namelijk h/2π, 2h/2π, 3h/2π etc (waarbij h de constante van Planck is).Twee jaar eerder had Ernest Rutherford ook al een poging gedaan het atoom te beschrijven, maar die kwam niet verder dan een model van een positief geladen bolletje – een soort plum pudding – waarin kleine negatief geladen stukjes zaten, de electronen. Feitelijk was de discussie over atomen al millenia oud, zoals ook te zien is aan de tijdlijn hieronder van de verschillende atoommodellen. Rutherfords model gaf geen verklaring voor de vraag waarom de negatief geladen elektronen niet direct op de atoomkern knalde, want tegengestelde (electromagnetische) ladingen trekken elkaar toch aan Bohr’s gekwantificeerde energiebanen losten het probleem op. Daarbij postuleerde hij dat de emissie van licht optreedt wanneer een elektron zich verplaatst van een hogere energiebaan naar een lagere; absorptie van een foton zorgt voor het tegengestelde effect. De energie die hierbij vrijkomt (in de vorm van een foton) is hν, metν de frequentie van de uitgezonden golf. Op deze wijze kon hij het atoomspectra – exacte frequenties van lichtkwanta – van waterstof verklaren.Met zijn artikel uit 1913 was Bohr één van de grondleggers van de kwantummechanica, dat in de jaren twintig werd ontwikkeld en dat samen met Einstein’s Relativiteitstheorie tot de twee grootste natuurkundige theorieën van de twintigste eeuw behoort. Bron: Science News + Wikipedia.

NASA heeft IRIS gelanceerd, een kleine satelliet voor zonneonderzoek

Credit: NASA / Lockheed Martin

Vanochtend vroeg – vrijdag 28 juni 2013 om 04.27 uur Nederlandse tijd – is met een Pegasus XL-raket van Orbital Sciences Corporation de kleine satelliet voor zonneonderzoek IRIS (“Interface Region Imaging Spectrograph“) van de NASA gelanceerd. De Pegasus XL-raket zat weer onder een Stargazer vliegtuig van Orbital, die boven de Stille Oceaan vloog. Op een hoogte van bijna 12 km werd de raket losgelaten en ontbrandde de raketmotor daarvan, die vervolgens de IRIS de ruimte in bracht. IRIS bevat een ultraviolet-telescoop, waarmee komende twee jaar vanuit een polaire baan om de aarde onderzoek zal doen aan de atmosfeer van de zon. Daarbij zal het vooral gaan om de verschillende regio’s in die atmosfeer, die op verschillende hoogten voorkomen en die grote temperatuursverschillen kennen. Zo is de fotosfeer, gelegen aan het zonsoppervlak, zo’n 6000 graden, terwijl de buitenste regionen, de Corona geheten, wel een miljoen graden kunnen worden. Hier beelden van de lancering vanmorgen.

Bron: Planetary Society.

Gasplaneten in wijde omloopbanen zijn zeldzaam

Credit: Gemini Observatory/AURA

Het ontdekken van exoplaneten is de normaalste zaak van de wereld geworden. Het lijkt wel dat we simpelweg naar een willekeurige ster hoeven te kijken om er één aan te treffen! Nu heeft een uitgebreide en diepe survey echter aangetoond dat gasplaneten die in een wijde omloopbaan draaien uiterst schaars zijn. Het onderzoek is dusdanig precies uitgevoerd, dat gasplaneten op grote afstand van hun moederster makkelijk zichtbaar moeten zijn. Helaas werd er geen één aangetroffen. Schijnbaar hebben gasplaneten de voorkeur voor omloopbanen van maximaal 30 keer de afstand tussen de aarde en de zon. Er zij natuurlijk wel uitzonderingen op die regel. Zo zijn de bij de ster HR 8799 vier planeten direct gefotografeerd die allemaal op grote afstand van hun moederster draaien – 25 tot 70 keer de afstand tussen de aarde en de zon. Hierdoor hebben sommige astronomen gesuggereerd dat gasplaneten op een dergelijke afstand algemeen kunnen zijn. Nu blijken dit soort planeten dus zeldzaam te zijn. Hopelijk kan dit nieuwe inzichten verschaffen in onze theorieën van planeetvorming. Bron: University of Hawaii

Voyager 1 heeft de interstellaire ruimte nog altijd niet bereikt

De beide Voyagers naderen de rand van de heliosfeer. Credit: NASA/JPL-Caltech

Voyager 1 bevindt zich inmiddels op een afstand van meer dan 18 miljard kilometer van de zon. Maar de gegevens die de ruimtesonde naar de aarde zendt wijzen erop dat hij zich nog steeds binnen de heliosfeer – de magnetische invloedssfeer van de zon – bevindt. Al jaren kijken astronomen uit naar het moment waarop Voyager 1 daadwerkelijk de interstellaire ruimte betreedt. Daartoe moet aan drie voorwaarden zijn voldaan: er worden geen geladen deeltjes van de zon meer gemeten, er worden juist heel veel geladen deeltjes uit de interstellaire ruimte waargenomen en de richting van het magnetische veld dat de ruimtesonde detecteert verandert abrupt van richting. Met die derde voorwaarde wil het maar niet lukken. Afgaande op de geladen deeltjes die Voyager 1 detecteert zou je zeggen dat hij zich al in de interstellaire ruimte bevindt. Maar nog steeds heeft het magnetische veld van de zon de overhand. Wetenschappers hebben eigenlijk geen idee hoe lang het nog duurt voordat Voyager 1 het zonnestelsel definitief heeft verlaten. Dat kan een kwestie van maanden zijn, maar evengoed kan het nog jaren duren voordat het zover is. Voyager 1 werd, samen met zijn soortgenoot Voyager 2, in 1977 gelanceerd voor een tour langs de planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Sinds 1990 heeft het tweetal nog maar één taak: vaststellen waar het zonnestelsel ophoudt en de interstellaire ruimte begint. Bron: Astronomie.nl Noot: We hebben het hier over de elektromagnetische interstellaire ruimte – de plaats waar de elektromagnetische invloed van de zon ophoudt. De zwaartekrachtinvloed van de zon strekt zich echter veel verder uit: zowel de dwergplaneet Sedna als de Oortwolk bevinden zich buiten de heliosfeer!

De Speciale Relativiteitstheorie en de Tweelingparadox

Paul Bakker vertelt over de Speciale Relativiteitstheorie

Vorig jaar oktober was Henk Dorresteijn overgekomen naar sterrenkundevereniging Chr. Huygens in Papendrecht om de aldaar verzamelde leden te vertellen hoe het nou precies zat met de Speciale Relativiteitstheorie (SRT) van Albert Einstein uit 1905. Dat was geen geslaagde poging, want Dorresteijn startte direct met vergelijkingen en daar strandde hij uiteindelijk in, zelf ook vertwijfeld over de dingen die hij op de flipover had gekalkt. Paul Bakker deed gisteravond bij Huygens een poging de SRT opnieuw uit te leggen en daar slaagde hij veel beter in. Het blijft moeilijke materie – daar was iedereen het wel over eens, met name omdat je de  moeilijk voor kunt stellen – maar we kregen wel een beter beeld van de werkelijke aard van de SRT. Twee dingen staan in feite centraal in Einstein’s theorie, die hij in 1905 – zijn annus jubilis – in z’n vrije tijd schreef, tezamen met nog drie andere artikelen, waarvan er eentje (over het foto-electrisch effect) een Nobelprijs waard was. Paul noemde zelf het inertiaalstelsel als uitgangspunt in de SRT, het coördinatenstelsel waarin voorwerpen, waar geen kracht op werkt, stilstaan of een eenparig rechtlijnige beweging maken. Maar zelf zou ik daar ook de Lorentzcontractie aan toe willen voegen, waar onze landgenoot Hendrik Antoon Lorentz in 1895 mee aan kwam zetten en dat inhoudt dat voorwerpen korter worden naarmate ze sneller gaan.

Via de Olsen Tweeling en een in lagen opgebouwde Photoshop-afbeelding legde Paul keurig uit hoe het komt dat de astronaut van de tweeling, die met 80% van de lichtsnelheid c naar een ster 3 lichtjaar ver weg gaat, minder snel oud wordt dan haar achtergebleven zus op aarde. Cruciaal in de tweelingparadox is volgens Paul daarbij het feit dat astronaut Olsen bij aankomst bij de ster direct terug keert en een nieuw inertiaalstelsel begint, na de inertiaalstelsels van de aarde en de heengaande raket dat van de terugkerende raket. Door dat derde stelsel ontstaat een symmetriebreuk en dat is de oorzaak ervan dat de astronaut-Olsen na de reis jonger is dan aarde-Olsen. Ik zal daar in een nader blogje nog wel eens op terug komen, want ik zit nog steeds met een probleem hierbij – hahaha… Ik krijg straks een hele sloot visite over de vloer, barbecuefeestje in aantocht voor dochter Eline die zowel 16 is geworden als geslaagd voor haar voortgezet onderwijs, dus nu eerst even andere dingen doen.

Grote Europese onderzoeksbeurzen voor Nederlandse astronomen

Credit: Jan-Willem Steenmeijer/ASTRON.

Dr. ir. Saskia Hekker (UvA) en dr. Jason Hessels (ASTRON/UvA) hebben beiden een Starting Grant van de European Research Council (ERC) toegekend gekregen. Deze beurs is bedoeld voor aanstormend wetenschappelijk talent om hun eerste onderzoeksgroep mee te vormen.Saskia Hekker krijgt 1,5 miljoen euro voor het bepalen van de leeftijd van sterren met behulp van asteroseismologie. Leeftijd is een essentiële eigenschap van sterren bij het bestuderen van sterevolutie en het bepalen van de vorming en eigenschappen van exoplaneten. De leeftijd van sterren is echter moeilijk te bepalen aangezien het geen direct meetbare eigenschap van een ster is. Om de leeftijd te bepalen wordt deze afgeleid uit wél meetbare eigenschappen, zoals helderheid en temperatuur, of de rotatiesnelheid. De onnauwkeurigheid in deze metingen is vaak 30-40%. Asteroseismologie is het vakgebied dat de interne structuur van sterren bestudeert aan de hand van stertrillingen. Hekker wil de kennis over de interne structuur van sterren gebruiken om de leeftijd van de sterren te bepalen met een nauwkeurigheid van 5-10%. Haar onderzoek zal worden uitgevoerd aan het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, Duitsland.Jason Hessels ontvangt een ERC Starting Grant van 2 miljoen euro om een enorm krachtige supercomputer te bouwen die in real-time zeer korte maar heldere radioflitsen uit het heelal kan detecteren met de LOFAR-radiotelescoop.  Deze radioflitsen zijn signalen, geproduceerd door de meest extreme uitbarstingen in het universum, van bijvoorbeeld ultracompacte neutronensterren en radiopulsars. Zulke bronnen zijn bijzondere en unieke laboratoria voor een beter begrip van de natuur en kunnen ons meer leren over de zwaartekracht en de deeltjesfysica. Het real-time detecteren van deze signalen is een grote rekenkundige uitdaging, maar van groot belang omdat de positie aan de hemel er goed mee kan worden bepaald. Andere telescopen – die op andere golflengten waarnemen- kunnen op die manier snel worden ingezet om beter te begrijpen wat er gebeurt. Door gebruik te maken van LOFAR’s enorme beeldveld, wordt dit het krachtigste detectiesysteem voor dit soort bronnen ter wereld. Vorige maand kreeg Hessels al een NWO-Vidi van 0,8 miljoen euro om complementair onderzoek te doen met de LOFAR-radiotelescoop. Zijn onderzoek zal worden uitgevoerd bij ASTRON (het Nederlands Instituut voor Radio-astronomie) en de Universiteit van Amsterdam. Bron: Astronomie.nl.