Voor ons Noorderlingen is het niet zo bijster interessant, maar voor de mensen woonachtig op het zuidelijk halfrond en dus ook voor alle Astrobloglezers aldaar is het goed om te weten dat er in het sterrenbeeld Centaurus wellicht een heldere nova is verschenen, voorlopige catalogusnaam PNV J13544700-5909080. Ik zeg wellicht, omdat de officiële bevestiging nog moet plaatsvinden. Dat ‘ie helder is dat is wel duidelijk, want vandaag werd ‘ie door Ernesto Guido, Nick Howes & Martino Nicolini met behulp van de 0.50-m f/6.8 astrograph + CCD van het iTelescope network in Siding Spring, Australië ‘geklokt’ op +5m, dus zichtbaar met het blote oog. OK, deze kunnen we dus niet zien vanuit de Benelux. Maar ach, we hebben niet te klagen, want wij hadden in augustus ook een heldere nova, die tot iets onder de +5m kwam, nova Del 2013. In het decembernummer van Zenit staat daarover een goed artikel, waar onder andere collega-astroblogger André van der Hoeven aan heeft meegeschreven. Mocht je toevallig ergens in het zuiden zijn, hieronder is een zoekkaartje.
Na een slaap van maar liefst 31 maanden zal op maandag 20 januari 2014 om precies 11.00 uur Nederlandse tijd de Europese komeetjager Rosetta worden gewekt. De in maart 2004 gelanceerde Rosetta – da’s bijna tien jaar geleden – heeft een ingewikkeld traject afgelegd, die ‘m moet voeren naar de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, zeg maar de komeet met de ingewikkelde naam. 🙂 Augustus volgend jaar moet Rosetta daar aankomen en er in een baan omheen gaan vliegen, november daarop zal de Philae lander op de komeet worden gedropt voor een zachte landing, een uniek moment in de geschiedenis van het komeetonderzoek. Over de wake up call van 20 januari a.s. kwam ik dit grappige filmpje tegen.
De aanwezigheid van stofdeeltjes in moleculaire wolken waaruit sterren ontstaan, verandert de verdeling van de beginmassa’s van sterren. De fragmentatie en ineenstorting van de wolk verloopt zodanig dat er relatief veel zware sterren worden gevormd. Dit blijkt uit simulaties door de Groningse astronoom Seyit Hocuk, in samenwerking met collega’s Stephanie Cazaux en Marco Spaans, waarbij voor het eerst stofdeeltjes zijn betrokken.Sterren worden geboren uit in elkaar stortende moleculaire wolken. De verdeling van de beginmassa’s van sterren is afhankelijk van de fragmentatie van de wolk, en dáe hangt weer af van de chemische reacties die kunnen plaatsvinden. In onze Melkweg is de verdeling van de beginmassa’s van sterren overal gelijk – veel minder zware sterren dan lichte sterren – wat duidt op een universeel stervormingsproces. Het is mogelijk dat stervorming elders in het heelal anders verloopt door een andere chemische samenstelling van de moleculaire wolken.Hocuk en zijn collega’s hebben voor het eerst 3D-simulaties uitgevoerd van de fragmentatie en ineenstorting van een bolvormige moleculaire wolk met stofdeeltjes. Op het oppervlak van deze stofdeeltjes kunnen chemische reacties plaatsvinden die van invloed zijn op de chemische samenstelling en de temperatuur van de wolk.
Uit de simulaties blijkt dat met name het vastvriezen van koolstofmonoxidemoleculen op het oppervlak van stofdeeltjes ertoe leidt dat de wolk niet efficiënt kan afkoelen. Door de hogere temperatuur vertraagt de ineenstorting van lokale gasverdichtingen en hoopt meer materie zich op. Zodra ze een kritieke dichtheid hebben bereikt, koelen ze snel af, krimpen ze gemakkelijk ineen en ontstaan relatief veel sterren met hogere beginmassa’s.Vervolgsimulaties zijn erop gericht om de fragmentatie van de wolk met hogere resolutie in kaart te brengen, inclusief de laatste stap: de vorming van sterren. “Als blijkt dat de stofdeeltjes de bepalende factor zijn voor de universele verdeling van beginmassa’s van sterren dan hebben we een van de grootste raadsels van stervorming opgelost”, zegt Hocuk. Bron: Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie.
We danken ons gehele bestaan aan de zon. Sterker nog: we danken ons bestaan aan alle sterren die overleden zijn voordat de zon werd geboren, aangezien zij de zware elementen gedoneerd hebben die noodzakelijk zijn voor het leven. Maar hoe ontstaan sterren eigenlijk?
Sterren ontstaan vanuit enorme, koude moleculaire wolken, die vooral bestaan uit waterstof en helium. Deze wolken kunnen honderden lichtjaren groot zijn en kunnen het ruwe materiaal bevatten voor duizenden tot miljoenen sterren zo groot als de zon. Naast waterstof en helium bevatten deze wolken zware elementen, die ontstaan zijn in sterren die lang geleden zijn geboren en gestorven. Moleculaire wolken zijn in balans tussen de inwaartse druk van de zwaartekracht en de uitwaartse druk van de moleculen. Uiteindelijk zal deze balans verstoord raken door externe factoren, zoals drukgolven. Hierdoor zal de wolk gaan instorten.
Deze drukgolf kan het resultaat zijn van een nabije supernova-explosie, de botsing met een andere gaswolk of een getijdengolf als gevolg van de passage van een spiraalarm. Naarmate de wolk gaat instorten, zal deze gaan opbreken in kleinere klonters, totdat er “knopen” zijn overgebleven met ruwweg de massa van een ster. Naarmate deze knopen langzaam steeds heter worden, zal de aanvoer van aanvullend materiaal geremd worden.
In het centrum van deze klonters zal de druk en de temperatuur van het materiaal steeds hoger worden. Zodra de uitwaartse gasdruk in belans raakt met de inwaartse zwaartekracht, zal een protoster gevormd worden. Wat nu gebeurd is afhankelijk van de hoeveelheid materiaal dat aanwezig is.
Sommige objecten verzamelen simpelweg onvoldoende massa om tot waterstoffusie te komen. Dit soort objecten ontwikkelen zich tot bruine dwergen, substellaire objecten die doen denken aan hele zware Jupiters. Hoewel deze objecten na hun geboorte behoorlijk heet zijn, koelen ze langzaam af. Na een paar miljard jaar zijn ze vrijwel onzichtbaar.
Als de protoster voldoende materiaal bevat, dan zal na verloop van tijd deuteriumfusie van start gaan – een zware variant van waterstof. Hierdoor wordt de instorting afgeremd en wordt de ster voorbereid om de hoofdreeks te bereiken. Bedenk wel dat zware bruine dwergen ook (heel eventjes) aan deuteriumfusie kunnen doen! Alleen zware protosterren zijn echter in staat om aan de volgende fase te beginnen: de fusie van waterstof. Zodra deze fase begonnen is, heeft de ster de zogenaamde hoofdreeks bereikt. Onze zon zit momenteel nog altijd in deze fase.
Als de ster de massa van de zon bevat, dan wordt waterstof via de zogenaamde proton-protonketting omgezet in helium. Als de ster minimaal 1,3 zonnemassa’s bevat, dan wordt waterstof via de koolstof-stikstof-zuurstofcyclus omgezet in helium. Hoe lang een ster in de hoofdreeks zal blijven (oftewel, hoe lang het aan waterstoffusie zal doen) is geheel afhankelijk van diens massa. Hoe zwaarder een ster, hoe sneller z’n energieproductie.
Kleine rode dwergsterren kunnen honderden miljarden jaren aan waterstoffusie blijven doen, terwijl zware superreuzen de hoofdreeks na een paar miljoen jaar alweer verlaten, om niet veel later te exploderen. Het is bij deze explosies dat de zware elementen die gesmeed zijn in het hellevuur van de sterkern gedoneerd worden aan het universum. Maar hoe ontploffen die sterren dan? Dat is weer een andere blog 😉
Sterren worden ingedeeld op temperatuur en helderheid. Door deze in een grafiek te zetten, krijg je het zogenaamde Hertzsprung-Russell diagram. De hoofdreeks vormt een lint van de koele rode dwergen (rechtsonder) tot de hete O- en B-sterren (linksboven). Reuzen en superreuzen vormen groepjes rechtsboven de hoofdreeks. In dit soort sterren vind geen waterstoffusie in de kern meer plaats. Witte dwergen vormen een groepje linksonder – hierin vind helemaal geen fusie meer plaats.
Over de het hoofdreeksstadium van sterren heeft ondergetekende ooit een uitgebreid artikel geschreven. Dit gaat dus over de processen die plaatsvinden nadat de ster de hoofdreeks bereikt heeft. Het artikel is qua zonachtige sterren helemaal af, inclusief alle processen die plaatsvinden nadat de ster de hoofdreeks verlaten heeft – de dood van sterren dus. Qua massieve sterren is het
Het Japanse bouwbedrijf Shimizu heeft een idee gepresenteerd waarin wordt voorgesteld om een gigantische ring van zonnepanelen te bouwen aan de evenaar van de maan, waarna de verzamelde energie wordt teruggezonden naar de aarde. Het project wordt LUNA RING genoemd.
Na de aardbeving en tsunami van maart 2011 heeft Japan z’n kerncentrales gesloten. Sindsdien zijn Japanse wetenschappers op zoek naar alternatieve bronnen om aan de gigantische energiebehoefte van de Oost-Aziatische grootmacht te voldoen. Een privaat bedrijf is nu met een bijzonder futuristisch voorstel gekomen.
Het idee is om een gordel van beton te storten aan de evenaar van de maan. De gordel zal 600 kilometer breed zijn en zich helemaal rondom onze kosmische begeleider gaan wikkelen. Vervolgens zal het beton bedekt worden met zonnepanelen, die via kabels verbonden zijn met microgolf- en laser-verzendstations. De energie zal dan naar speciale ontvangststations gestraald worden, zodat Japan voortdurend van energie wordt voorzien, aangezien de maan geen wolken of slecht weer kent. Volgens Shimizu zal zo’n systeem 13.000 Terawatt aan stroom kunnen produceren en kan in 2035 begonnen worden aan de bouw.
Credit: Shimizu Corp.
Het kostenplaatje zal astronomisch hoog zijn, waardoor dit interessante voorstel waarschijnlijk niet haalbaar zal zijn. Ook heeft Shimizu niet verteld hoe men het geheel wil uitvoeren. Volgens de Japanners vormen autonome robots een optie, maar robots die geavanceerd genoeg zijn om de halve maan vol te bouwen lijkt verre toekomstmuziek. Bovendien, als alle panelen geplaatst zijn, wie gaat ze dan afstoffen?
Afgelopen vrijdag 29 november en zondag 1 december zond de Belgische zender Canvas de BBC-documentaire ‘The Hunt for the Higgs’ uit – de jacht op het Higgs deeltje of Higgs boson. ‘Ja daar ben je lekker op tijd mee, Nouwen!‘ Ik hoor het jullie hier al zeggen. Ja ja ik weet het, allemaal achteraf gepraat. Maar niet getreurd, we leven in de tijd van de uitzending gemist, dus de gehele documentaire – bijna een uur lang over een van de grootste en duurste wetenschappelijke ‘queestes’ aller tijden: de zoektocht naar het Higgs-deeltje, dat massa geeft aan alles in het universum – is hier te zien:
Het bestaan van het deeltje werd op 4 juli 2012 bevestigd door het CERN in Genéve. Francois Englert en Peter Higgs kregen er onlangs de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen voor. De uitreiking is op 10 december, de sterfdag van Alfred Nobel. De ‘jacht’ op het Higgs-deeltje maakt deel uit van een nog veel groter onderzoek naar de manier waarop het universum werkt. Dat probeert na te gaan wat de wetenschappelijke essentie is van het leven en hoe de natuur functioneert. De basis van de zoektocht naar het vluchtige deeltje is hetzelfde fenomeen dat sneeuwvlokken zo mooi maakt en een menselijk gelaat aantrekkelijk: het eenvoudige en tot de verbeelding sprekende idee van de symmetrie. Bron: Canvas.
De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft deze week de onderzoekthema’s geselecteerd voor zijn komende twee grote ruimtemissies. De keuze voor respectievelijk ‘het hete, energierijke heelal’ (L2) en ‘gravitatiestraling’ (L3) is goed nieuws voor het Nederlandse ruimteonderzoek. Nederland heeft uitstekende papieren om belangrijke wetenschappelijke en technologische bijdragen te leveren aan missies die deze wetenschappelijke thema’s bedienen.De volgende stap in het selectieproces is dat ESA de deelnemende landen vraagt om voorstellen in te dienen voor missies die de twee geselecteerde thema’s kunnen bestrijken. Nederland is betrokken bij de twee belangrijkste kandidaat-missies: Athena voor “het hete, energierijke heelal” en eLISA voor “gravitatiestraling” Voor het hete heelal valt de beslissing in 2014, voor gravitatiestraling is dat later.
Een nieuwe gevanceerde röntgentelescoop in de ruimte gaat o.a. onderzoeken hoe materie in het heelal samenklonterde tot de enorm uitgestrekte kosmische structuren die we nu zien. Een tweede belangrijk onderzoeksthema is de evolutie van zwarte gaten. Credit: ESA/SRON
Credit: ESA/SRON
De missie voor onderzoek aan ‘het hete, energierijke heelal’ – met een geplande lanceerdatum in 2028 – moet twee grote wetenschappelijke vragen beantwoorden: Hoe en waarom klontert gewone materie samen tot de melkwegstelsels en clusters van sterrenstelsels die we nu zien? En hoe groeien zwarte gaten en beïnvloeden ze hun omgeving? Het onderzoek aan zwarte gaten, die schuil gaan in de centra van bijna alle sterrenstelsels, wordt beschouwd als de sleutel tot een beter begrip van hoe sterrenstelsels zich vormen en evolueren. Dit kunnen sterrenkundigen heel goed bestuderen met de kandidaat-missie Athena, een geavanceerde röntgentelescoop in de ruimte. “SRON heeft de afgelopen 15 jaar hard gewerkt aan de ultragevoelige detectoren en uitleeselektronica die dit type ruimtetelescoop mogelijk maken,” zegt Jan-Willem den Herder (SRON), leider van het project dat moet leiden tot Nederlandse deelname. “Daarmee heeft Nederland goede papieren voor deelname aan de missie.”eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenna) is de belangrijkste kanshebber voor het onderzoek aan gravitatiestraling, en kan naar verwachting 6 jaar na Athena de ruimte in. De missie gaat de door Einstein voorspelde gravitatiestraling meten van compacte dubbelsterren in de Melkweg, van objecten die worden opgeslokt door zwarte gaten en van samensmeltende superzware zwarte gaten. “Met deze revolutionaire metingen kunnen we te zijner tijd de vorming en evolutie van dubbelsterren, de dynamica van sterren rond zwarte gaten en de vorming van structuren in het heelal bestuderen,†zegt Gijs Nelemans, verbonden aan de Radboud Universiteit/Nikhef en leider van het Nederlandse eLISA-consortium. “Ook werpen de metingen nieuw licht op fundamentele natuurkundige vragen, bijvoorbeeld in hoeverre Einsteins relativiteitstheorie geldt in extreme omstandigheden. En misschien ontdekken we zelfs geheel nieuwe natuurkunde, zoals die vlak na de oerknal moet hebben geheerst.” Bron: ASTRON.
Welkom bij de nieuwste Messier Maandag, waarin we de 110 deep-sky objecten behandelen die gevat zijn in de beroemde Messier-catalogus van nevelachtige objecten! Deze Catalogus is oorspronkelijk opgesteld om verwarring met kometen te voorkomen, aangezien nevels, sterrenstelsels en sterrenclusters, gezien door de instrumenten van die tijd, gemakkelijk aangezien konden worden voor zwakke kometen.
credit: Greg Scheckler, from his 2008 Messier marathon, where he nabbed 105/110.
Deze week bespreken we Messier 30, een bolvormige sterrenhoop in het zuidelijk halfrond die in deze tijd van het jaar nét zichtbaar is vanuit Nederland. Dit is hoe je ‘m kunt vinden. Bedenk wel dat onderstaande Stellarium-opnames die situatie beschrijven vanuit Portland, Oregon! Die stad ligt wat noordelijker dan Nederland, dus in ons kikkerlandje staan alle sterren een stukje hoger boven de horizon. Mijn antieke, nog op stoom lopende PC trekt Stellarium niet 😉
credit: Ethan Siegel, using the free software Stellarium, available at http://stellarium.org/.
De prominente ster Fomalhaut komt vanuit Nederland nooit hoog boven de horizon, maar zou in deze tijd van het jaar zichtbaar moeten zijn vlak na zonsondergang, laag in het zuiden. Als je vanaf Fomalhaut wat verder naar het westen kijkt, en ook wat hoger boven de horizon, dan vind je een collectie van relatief heldere sterren in het sterrenbeeld Steenbok. De maan gooit wel roet in het eten, dus wellicht dat je een week wilt wachten.
credit: Ethan Siegel, using the free software Stellarium, available at http://stellarium.org/.
Een stukje onder deze lijn met heldere sterren van de Steenbok, en een beetje richting Fomalhaut, vind je een oeroude bolvormige sterrenhoop, namelijk Messier 30. De oudste sterren uit deze sterrencluster zijn 12,93 miljard jaar oud, oftewel 94% de leeftijd van het universum!Gezien door een kleine telescoop of een grote verrekijker is M30 duidelijk een compact en met sterren gevuld object.
credit: Fred Espenak of http://astropixels.com/.
Je kan de schaal van dit object eigenlijk pas inschatten als je gebruik maakt van betere apparatuur, zoals een bescheiden 6” telescoop met een uitstekende camera,
credit: Sergio Eguivar of http://cs.astronomy.com/asy/m/starclusters/488320.aspx.
of een grote 12,5” telescoop met een simpele camera.
credit: user clasley of Astrobin: http://www.astrobin.com/14160/.
Gezien door dergelijke apparatuur is goed zichtbaar dat deze cluster een gigantisch dichte kern heeft, evenals een atypische populatie van ongebruikelijk heldere, blauwe sterren. Messier 30 staat op een afstand van 30.000 lichtjaar en heeft een massa van zo’n 160.000 zonnen. De diameter van de sterrencluster bedraagt slechts 93 lichtjaar, hetgeen betekent dat belachelijk veel sterren zijn samengepakt in een bijzonder klein volume. Messier 30 wordt bevolkt door een flink aantal blauwe sterren, waarvan de meeste in het centrum staan.
credit: NASA / ESA, Hubble Space Telescope.
Zoals je misschien wel weet, zou dat helemaal niet het geval moeten zijn bij een object dat 13 miljard jaar oud is.Waarom niet? Wel, sterren komen in een verscheidenheid aan kleuren, magnitudes en groottes. Als een sterrencluster geboren wordt (ongeacht of het gaat om een open sterrenhoop of een bolhoop zoals M30) dan ontstaan verschillende klassen van sterren, van de zwaarste en heetste sterren (blauwe O-sterren) tot de lichtste en koelste rode M-dwergen, zie onderstaande afbeelding. De verschillende typen kunnen onthouden worden met het ezelsbruggetje (van rechts naar links) Oh Be A Fine Girl Kiss Me.
credit: wikimedia commons user Rursus.
De helderste sterren verbranden hun brandstof het snelst, waardoor ze de kortste levensduur hebben. Tegen de tijd dat de sterrencluster slechts een miljoen jaar oud is, zijn alle O- en B-sterren al verdwenen. Als er 13 miljard jaar verstreken zijn, zijn slechts de K- en M-sterren overgebleven.De overgebleven sterren ondergaan, naarmate ze door hun brandstof raken, een aantal goedbegrepen processen. Als we de kleur en helderheid van alle sterren in de cluster meten en deze een plaats geven in een grafiek, dan kunnen we aan de vorm van de grafiek afleiden hoe oud de cluster is.
credit: wikipedia user Worldtraveller.
Door de “omslagtemperatuur” te meten, kunnen we de leeftijd van de cluster bepalen. Vandaar dat we weten dat Messier 30 zo oud is. Helaas vormt dat geen verklaring voor de blauwe sterren in de cluster!Sterker nog, deze blauwe sterren verstoren het Hertzsprung-Russell diagram, aangezien ze bestaan op een plaats waar ze (volgens het standaardbeeld dat ik zojuist geschetst heb) helemaal niet horen te bestaan! Toch zijn ze er…
credit: Dr. Helmut Jerjen for Mt. Stromlo Observatory at ANU.
Okee, wat is hier aan de hand? Er zijn duidelijk heldere, blauwe steren aanwezig is dit soort clusters, de zogenaamde Blauwe Treuzelaars of Blauwe Achterblijvers. Een close-up van bovenstaande Hubble-opname laat dat zonder twijfel zien.
credit: NASA / ESA, Hubble Space Telescope.
Dit effect wordt veel sterker in de kern. Als je onderstaande opname bekijkt zie je misschien niet dat het blauwer is, maar wél dat het minder geel is!
credit: NASA / ESA, Hubble Space Telescope.
Wat gebeurt hier in vredesnaam? Hoewel een flits van stergeboortes hier in theorie verantwoordelijk zou kunnen zijn, heeft de kern van M30 een gigantisch hoge dichtheid van 30.000 zonnemassa’s per kubieke lichtjaar! Dat betekent dat de cluster een core collapse heeft meegemaakt, een gravitatie-effect waarbij het centrum van de cluster ongelooflijk dicht is geworden.Als dat gebeurd is, dan zorgen twee processen ervoor dat deze oude sterren met een lage massa veranderen in heldere, kortlevende blauwe sterren!
credit: NASA/ESA.
Twee kleine sterren kunnen samensmelten tot een zwaarder, blauwe en heter exemplaar. Het is ook mogelijk dat één van de componenten van een dubbelster materie steelt van z’n begeleider. Hoewel samensmeltingen dominant zijn, vinden beide processen gegarandeerd plaats. Nu weet je hoe het mogelijk is dat een cluster van 13 miljard jaar oud een flink aantal blauwe treuzelaars bevat, oeroude sterren die na een kuurtje van plastische chirurgie weer een jong uiterlijk hebben gekregen.Oh, neem vooral een kijkje in de kern van M30, je zal er geen spijt van krijgen 😉
