Wat zijn de mogelijkheden van amateur-radiosterrenkunde?

Dat amateur-sterrenkunde in het optische gebied zeer hoge niveau’s heeft gehaald, die enkele jaren geleden nog onvoorstelbaar waren blijkt uit voorbeelden, zoals amateur-astrofotograaf André van der Hoeven, die onlangs een quasar op 11 miljard lichtjaar wist te fotograferen of die eerder waarnemingen aan exoplaneten deed. Maar het optische gebied van het elektromagnetische spectrum is slechts een klein stukje ervan en ook in het radiogedeelte gaan amateurs zich steeds meer roeren – dan heb ik het niet over de Dwingeloo radiotelescoop, die nu beheerd wordt door de radioamateurs van stichting CAMRAS. Nee, ik heb het over non-professionals die thuis met eenvoudige middelen waarnemingen verrichten in het radiogebied, met frequenties van enkele honderden Hz tot enkele honderden GHz. Ik ga een poging wagen in kaart te brengen wat de mogelijkheden voor amateurs op dit nog vrij onontgonnen terrein allemaal zijn.

Het elektromagnetisch spectrum

Eigenlijk zijn we hartstikke bekend met radiostraling, want we kennen het van de klassieke radio, het mobiele telefoonverkeer en de navigatie via het GPS-systeem. Hierboven zie je het elektromagnetisch spectrum en zoals je ziet vormen radiogolven maar een klein stukje ervan. Met ons blote oog zien we het optische of visuele gedeelte van het spectrum, voor de overige gedeelten hebben we instrumenten nodig, die de straling zichtbaar of hoorbaar maken. Dat niet alleen radiozenders radiostraling uitzenden, maar ook objecten ver weg in het heelal, werd als eerste ontdekt door Karl Jansky, die in 1931 voor Bell Telephone werkte en met een eigen gemaakte radioantenne (zie afbeelding hieronder) straling uit het heelal ontdekte.

Karl Jansky bij zijn radiotelescoop

Met zijn dipool-antenne ontdekte Jansky als eerste dat er radiostraling komt uit het centrum van ons melkwegstelsel. Daarmee ontdekte hij dat hemellichamen naast licht ook radiostraling uitzonden. Hiermee stond hij aan de wieg van de radioastronomie, die eerst met enkele radiotelescopen werd gedaan, zoals de Dwingeloo radiotelescoop, later met uit meerdere schotels bestaande radiotelescopen, zoals de Westerbork Synthese Radiotelescoop. Afijn, met relatief goedkope apparatuur, zoals onderstaande tv-schotel en versterkers, FunCubes, software zoals Radio Sky-Pipe en handleidingen zoals deze, een laptop om het allemaal op te sturen is anno nu radio-sterrenkunde ook voor amateurs weggelegd.

Met deze “Itty-Bitty Array”, een omgebouwde TV-schotel, kan je ook aan radiosterrenkunde doen. Credit: NSF/NRAO/Assoc. Universities, Inc.

Wat kan je met dit soort apparatuur allemaal bekijken? Even een paar ”bezienswaardige” objecten op een rijtje:

    • meteoren, in dit geval radio-meteoren. Het was je misschien al eens opgevallen dat bij onweer je radio begint te kraken, veroorzaakt door de puls radiostraling die de bliksem uitzendt. Op dezelfde wijze kunnen ook meteoren radiostraling uitzenden en die is met radio-apparatuur te detecteren, vooral met dipool-antennes. Hieronder een video over het waarnemen van meteoren met radio-apparatuur.

    • satellieten, die via de radio met de aarde communiceren. Dit is met name het domein van de HAM-radio. Zo kan je bijvoorbeeld signalen van het ISS ontvangen. Hier een overzicht van frequenties van diverse satellieten.
    • planeten, zoals Jupiter. De NASA is onlangs bijvoorbeeld een project gestart genaamd Radio Jove, waarbij amateurs gevraagd wordt radiowaarnemingen aan Jupiter te doen. Op die site kan je kant en klare pakketten kopen met alle toeters en bellen om de waarnemingen te doen, sommigen al voor minder dan $ 200 – hier te bestellen.
    • de zon, waarbij met name de uitbarstingen op de zon verstoringen in de ionosfeer van de aarde veroorzaken, de zogenaamde Sudden Ionospheric Disturbances (SID”s), welke gedetecteerd kunnen worden.
    • de Melkweg, precies zoals vanaf 1948 de professionals het als eerste waarnamen: via de 21 cm lijn (1420,4 Mhz) van waterstof. Deze amateur heeft bijvoorbeeld op die manier de Cygnusarm van de Melkweg in kaart gebracht.

Dé club waar radioamateurs voor allerlei informatie terecht kunnen is de Society for Amateur Radio Astronomers (SARA). Wellicht dat ik een volgende keer meer in ga op het feitelijke bouwen van amateur-radioschotels, dat is in deze blog een tikkeltje onderbelicht gebleven. Bron: Universe Today.

Hoe ver kunnen we met het blote oog het heelal in kijken?

Als we op een heldere avond de sterren aan de hemel zien vragen we ons vast wel eens af hoe ver die sterren van ons staan en hoe ver de verste ster staat die we nog kunnen zien. Dat brengt ons bij de vraag hoe ver we met ons blote oog het heelal in kunnen kijken en dat blijkt verrassend ver te zijn. In ons eigen zonnestelsel zien we de maan (afstand 385.000 km) en de zon (150 miljoen km), maar het verst verwijderde object in het zonnestelsel dat we kunnen zien is Saturnus (1,5 miljard km), al schijnt Uranus (2,87 miljard km) bij heldere nachten tijdens oppositie net te zien te zijn. Buiten het zonnestelsel zijn er natuurlijk de sterren en al die duizenden sterren aan de hemel behoren tot onze eigen Melkweg. De helderste ster aan de hemel is Sirius en die staat slechts 8,6 lichtjaar van ons vandaan – 1 lichtjaar is 10 biljoen km. De heldere ster Deneb in Zwaan (zie hieronder) staat op maar liefst 1500 lichtjaar afstand en de meest ver weg staande sterren die we nog net met onze blote ogen kunnen zien staan zo’n 8000 lichtjaar ver weg.

Deneb, een ster in het sterrenbeeld Zwaan (Cygnus). Credit: 2003 Torsten Bronger.

Hebben we ’t dan gehad? Nee hoor, we kunnen nog verder kijken. Want op heldere avonden onder een donkere hemel kan je de bolhoop M13 zien, die zo’n 25.000 lichtjaar van ons vandaan staat en op het zuidelijk halfrond zien ze de Grote en Kleine Magelhaense Wolken, op 170.000 resp. 190.000 lichtjaar afstand, die we ook zo zonder hulpmiddelen kunnen zien. 

De bekende bolhoop M13 – Foto: Rainer Zmaritsch

Hebben we ’t dan gehad? Nee hoor, we kunnen nog verder kijken. 🙂 Want bij ons op het noordelijk halfrond zien we bij heldere avond en donkere hemel het Andromedastelsel (M31), die maar liefst 2,6 miljoen lichtjaar van ons vandaan staat (zie hieronder).

Andromeda-halo-hubble-NASA-Moon-comparison. Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Hebben we ’t dan gehad? Nee hoor, we kunnen nog verder kijken, tenminste als we even afstappen van de categorie vaste objecten. Er zijn namelijk af en toe momenten geweest dat er dingen in het heelal gebeurden die we ook met het blote oog hadden kunnen zien áls we de juiste kant uit hadden gekeken. Op de gedenkwaardige woensdagochtend 19 maart 2008 verscheen er bijvoorbeeld een gammaflitser in het sterrenbeeld Ossenhoeder</a (Boötes), die tijdens het maximum een schijnbare visuele helderheid had van maar liefst 5,6m – magnitude zes is de grens om iets met het blote oog te zien. Tussen 07u 13m 21,2s en 07u 13m 31,2s die ochtend werd de optische helderheid van GRB 080319B, zoals hij wordt genoemd, vastgesteld op die ongelofelijke 5,6m.

De afstand tot deze gammaflitser? Zeven komma vijf miljard lichtjaar – Ding dong!

GRB 080319B. Credit: NASA/Swift/Stefan Immler, et al

Afijn, als we op een heldere avond zonder storend stadslicht naar boven kijken kunnen we naar het Andromedastelsel kijken en daarmee 2,6 miljoen lichtjaar ver weg kijken. Behoorlijk ver weg, nietwaar? Hieronder een video met Fraser Cain van de Universe Today, die hieraan aandacht schenkt.

Bron: Universe Today.

Morgen kans op noorderlicht

Credit: Joshua Strang, USAF, Wikipedia

Stop de persen! Backup nu al uw bestanden! Een krachtige zonnestorm is op weg naar de aarde en deze al op 1 april arriveren, om vervolgens tot woensdag actief te blijven. De storm is veroorzaakt door een krachtige X-1 zonnevlam, die precies op de aarde gericht was. De bijbehorende coronale massa-ejectie zal massaal geladen deeltjes dumpen op onze dampkring. Dit heeft een lichtshow tot gevolg, het zogenaamde noorderlicht. De kans is 60 procent dat we dit schitterende fenomeen in Nederland kunnen zien.

Op onderstaande video zie je de zonnevlam in kwestie ontsnappen aan de zonnevlek AR2017. De beelden zijn geschoten door het Amerikaanse Solar Dynamics Observatory, een satelliet die in 2010 gelanceerd is om onze moederster in de gaten te houden.

Zuurstofrijke atmosfeer is geen bewijs voor leven

Credit:
NASA, ESA, and L. Hustak (STScI)

Denk je dat je tweeling aarde hebt gevonden? Ik zou niet zo hoog van de toren blazen. Een zuurstofrijke atmosfeer blijkt namelijk geen garantie te zijn voor de aanwezigheid van leven. Inmiddels zijn meer dan 1750 exoplaneten ontdekt en sommige daarvan bevinden zich in de zogenaamde “bewoonbare” zone, oftewel de zone waarin vloeibaar water aan het oppervlak van een hemellichaam kan voorkomen.

De volgende generatie telescopen zouden in staat moeten zijn om de atmosfeer van zo’n planeet te “ruiken”, waarbij de samenstelling kan worden bepaald. Nu heeft onderzoek uitgewezen dat het signaal van “zuurstof” niet persee betekent dat de planeet ook leven bevat. Voorgaand onderzoek had juist uitgewezen dat de aanwezigheid van zuurstof exclusief het gevolg zou zijn van levende processen. Dat komt doordat zuurstof hoogst reactief is en snel wordt opgenomen door rotsen en andere stoffen. [1]Dat betekent dat als je binnen een dag al het leven op aarde zou uitroeien, de planeet over een paar miljoen jaar nauwelijks zuurstof meer zou bevatten in de atmosfeer.

Maar door preciezer naar de scheikunde te kijken, heeft men nu een methode ontdekt waarbij zuurstof geproduceerd kan worden door abiotische processen. Het is daarbij wel van belang dat de planeet in kwestie waterrijk is. Als gevolg van ultraviolette straling kan waterdamp uiteen vallen in waterstof en zuurstof. Het lichte waterstof vervliegt, terwijl het zuurstof achterblijft.

Dit proces werkt overigens alleen als de dampkring arm is aan stikstof en/of argon, anders zal de opbouw van zuurstof geremd worden. Mochten mensen dus zuurstof aantreffen in de dampkring van een planeet in de leefbare zone, dan zegt dat helemaal niet zoveel! Tenzij er veel stikstof en/of argon aanwezig is (net zoals bij onze planeet), dan is er vermoedelijk leven aanwezig. Het volledige onderzoek kan hier gelezen worden.

Bron: New Scientist

References[+]

References
1 Dat betekent dat als je binnen een dag al het leven op aarde zou uitroeien, de planeet over een paar miljoen jaar nauwelijks zuurstof meer zou bevatten in de atmosfeer.

Kometenzwerm verraad aanwezigheid van exoplaneet

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/F. Reddy

Een wolk van koolmonoxide heeft het bestaan verraden van planeet ter grootte van Saturnus. Koolmonoxide wordt namelijk snel afgebroken door sterlicht. Een enorme wolk van dit spul moet dus voortdurend aangevuld worden met vers materiaal. Een armada van kometen zou deze bron kunnen vormen. Als de kometen op elkaar knallen, komt namelijk koolmonoxide vrij. Maar hoe komen die kometen dan op ramkoers?

Het blijkt dat de zwaartekracht van een Saturnusachtige planeet de boosdoener kan vormen. Als gevolg hiervan krijgen de kometen een duwtje in dezelfde richting. Het resultaat is dan twee kometenzwermen, en dus ook twee koolmonoxidewolken: een stukje voor de planeet uit, en een stukje erachter aan. Dat is ook exact wat is waargenomen bij de ster Beta Pictoris. Hoewel meerdere mogelijkheden bestaan, is het scenario van een planetaire “kometenherder” de meest waarschijnlijke.

Het volledige onderzoek kan hier gelezen worden.

Bron: New Scientist

‘Bij volle maan hebben we vreemde dromen’

Credit: ayoung_ao/Pixabay.

Dat een volle maan invloed heeft op onze nachtrust is eerder al bewezen, maar nu blijkt de cyclus van de maan ook een impact te hebben op onze dromen.Uit Brits onderzoek blijkt immers dat we in de week of de dagen van een volle maan meer kans hebben op rare of fantastische dromen. De vaststelling kwam er bij toeval, tijdens een studie naar hoe geluiden onze dromen beïnvloeden. Psycholoog Richard Wiseman deed deze verrassende ontdekking toen hij de dromen van 1000 vrijwilligers analyseerde die tijdens het slapen bepaalde geluiden te horen kregen. ‘Zo droomde iemand bijvoorbeeld dat hij op een draak vloog en daarna een kopje koffie ging drinken met George Clooney. Anderen droomden dan weer dat ze superhelden waren, terwijl de meeste dromen over het algemeen vrij burgerlijk waren, waarbij mensen bijvoorbeeld op kantoor zaten te tikken.’Uit de analyse van de 1000 vrijwilligers bleek dat vogelgeluiden of het geruis van gras mensen deed dromen over de natuur, terwijl meeuwen beelden van de zee en het strand opriepen. Toeterende auto’s en geluiden uit het verkeer zorgden dan weer voor onrustige dromen. En bij volle maan kwamen volgens de onderzoekers de meest vreemde varianten voor. De resultaten van het onderzoek bouwen verder op een Zwitserse studie van vorig jaar waarbij werd vastgesteld dat mensen minder snel in slaap vallen, ongeveer 20 minuten minder lang slapen en over het algemeen minder vast slapen bij volle maan. Bij volle maan wordt de productie van het hormoon melatonine, dat ons slaperig maakt en gevoelig is aan licht, verstoord en Professor Wiseman gelooft dat dit een invloed heeft op onze dromen. Bron: Algemeen Dagblad, 31 maart 2014.

Hoe zwarte gaten de evolutie van melkwegstelsels beïnvloeden

Credit: SRON

SRON-onderzoekers hebben voor het eerst aanwijzingen gevonden dat een superzwaar zwart gat in een afgelegen melkwegstelsel een ‘wind’ veroorzaakt die tot ver in dat melkwegstelsel reikt. De ontdekking van deze uitstromende gaswolk, dichtbij de rand van het melkwegstelsel, kan bijdragen aan de oplossing van een oud mysterie. Hoe oefent het ‘kleine’ zwarte gat in het centrum invloed uit op het enorm uitgestrekte melkwegstelsel eromheen?

Zwarte gaten komen veel voor in het universum: elk melkwegstelsel heeft een superzwaar zwart gat met een massa van miljarden zonnen in zijn centrum. Zo’n zwart gat heeft ongeveer de grootte van ons zonnestelsel, terwijl het melkwegstelsel miljarden keer groter is. Toch zijn de straling en gasuitstromen vanaf de materie dichtbij het zwarte gat sterk genoeg om te bepalen hoe het enorm uitgestrekte melkwegstelsel eromheen zich ontwikkelt.

Een zwart gat straalt zelf geen licht uit. Maar wanneer een zwart gat actief is stoot de materie die in het zwarte gat valt enorme hoeveelheden energie uit, in de vorm van straling die we kunnen waarnemen. Deze straling ioniseert de omringende gaswolken, wat de transparantie van de wolken verandert.

Het gas is minder transparant op hele specifieke golflengten. In een spectrum is dit te zien als een lijn. Deze lijnen bevatten een rijkdom aan informatie over de samenstelling en beweging van het gas dat het zwarte gat omgeeft. Voor sterrenkundigen die in staat zijn om deze gecodeerde informatie te ontcijferen, is een spectrometer een uitstekend middel om zich een beeld te vormen hoe de omgeving van het zware gat eruit ziet.

Credit: NASA/CXC/M.Weiss.

Een ‘verlegen’ zwart gat
SRON-onderzoekers hebben internationaal een grote staat van dienst als het gaat om het decoderen van röntgenspectra van actieve zwarte gaten. Recente spectra van een ver weg gelegen actief zwart gat – gemeten door XMM-Newton en Hubble – hebben tot onverwachte resultaten geleid. Laura di Gesu, de promovenda die het onderzoek uitvoerde: “Al tientallen jaren staat dit zwarte gat bekend om het feit dat het uitgezonden licht snel ‘aan- en uitschakelt’. Wetenschappers hebben hier diverse verklaringen voor aangedragen. Door gebruik te maken van spectra van XMM-Newton en Hubble laten we nu zien dat het licht niet echt uit gaat, maar dat er af en toe een gaswolk voorlangs drijft.” Deze uitleg suggereert dat we vanaf de aarde precies naar binnen kijken over de rand van de ‘donut’ van gas en stof die het zwarte gat omringt.

Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. COMBES

Uitstroom
Een tweede, belangrijker ontdekking is dat Di Gesu een zwak geïoniseerde wolk heeft gevonden die langzaam van het zwarte gat af beweegt en het licht van de omgeving rond het zwarte gat gedeeltelijk absorbeert. Di Gesu: “Dit was echt een verrassing. We hadden geluk dat we de plaats uitstroom konden bepalen, waardoor we nu weten dat het ver van het zwarte gat verwijderd is, bijna bij de rand van het melkwegstelsel waar het zwarte gat zich bevindt.”

“Door zwarte gaten veroorzaakte winden zijn een bekend fenomeen in dichterbij gelegen actieve sterrenstelsels,” zegt Elisa Costantini, Di Gesu’s begeleider bij SRON. “Maar meestal zijn ze te zwak om de evolutie van het omringende sterrenstelsel te beïnvloeden. Ook deze uitstroom is zwak. Maar omdat hij zich op zo”n grote afstand van het zwarte gat bevindt, zou het hier kunnen gaan om een overblijfsel van een veel krachtiger wind in het verleden.”

Di Gesu en haar team hebben laten zien dat een ‘klein’ zwart gat een wind kan veroorzaken die tot de rand van het bijbehorende melkwegstelsel zijn invloed heeft. Deze ontdekking is een belangrijke stap in de richting van een oplossing voor het mysterie dat de evolutie van melkwegstelsels zo afhankelijk van zwarte gaten lijkt te zijn.

Bron: SRON.

Vermoedelijk nova verschenen in sterrenbeeld Schorpioen

Credit: Rob Kaufman,

Op 26 maart j.l. is door de Japanners Koichi Nishiyama en Fujio Kabashima ‘transient’ ontdekt, vermoedelijk een nova, in het sterrenbeeld Schorpioen. Nova Scorpius 2014 (TCP J17154683-3128303) was bij de ontdekking 10,1m. De positie van de transient is R.A. 17 15 46.83  Dec. -31 28 30.3  (2000.0). Enkele uren na de ontdekking werd de nova ook waargenomen met de Swift satelliet. De Japanners maakten voor hun ontdekking gebruik van een 105-mm f/4 camera lens +SBIG STL6303E camera. Op 27 maart zijn ook spectra van het object gemaakt, waarin voor een nova karakteristieke emissielijnen in de Balmer serie gezien zijn. Hieronder zie je dat spectrum, met ook andere lijnen, He I 501.6, 587.8, 706.5 en waarschijnlijk O I 777.3. De foto hierboven werd 27 maart gemaakt door Rob Kaufman, Bright, Victoria, Australië.

Bron: CBAT + AAVSO.

Vannacht twee vuurbollen boven Nederland waargenomen

Credit: Klaas Jobse.

Afgelopen nacht (zaterdag 29 maart > zondag 30 maart) zijn twee vuurbollen boven Nederland waargenomen, de eerste om 22.17 uur, de tweede om 00.54 (wintertijd). De eerste is gefotografeerd met de automatische All-Skycamera van Klaas Jobse’s Cyclops observatorium in Oostkapelle (Zeeland) – vandaar de nauwkeurige tijdsbepaling van deze vuurbol. Je ziet de foto hierboven, waarbij goed te zien is dat ‘ie door de Grote Beer (Ursa Major) ging, die toen hoog aan de oostelijke hemel stond. De meldingen spreken van een groen spoor, dat gedurende drie seconden ongeveer te zien was. Volgens de website van de Nederlandse Werkgroep Meteoren verscheen vervolgens enkele uren later een tweede vuurbol, om 00.54 uur om precies te zijn. Volgens All-Sky van Jos Nijland in Borne (Overijssel) was de vuurbol van helderheid -6m en was ‘ie sporadisch, d.w.z. niet behorende bij een bekende zwerm. Hieronder een foto van deze vuurbol gemaakt met deze automatische camera, laag in het noorden met links ervan het sterrenbeeld Cassiopeia, :

Zijn er lezers die ook iets hebben gezien? Bron: Werkgroep Meteoren + All-Sky.

Over kwintessens, fantoomvelden en dynamisch kwantum vacuüm

Credit: ESA

Sinds in 1998 twee onafhankelijke teams van sterrenkundigen met behulp van supernovae ontdekten dat het heelal versneld uitdijt heeft men zich het hoofd gebroken over de vraag wat deze versnelling precies veroorzaakt. De kracht die de versnelling veroorzaakt wordt de donkere energie genoemd – dankzij de metingen van de Europese Plancksonde (zie afbeelding hierboven) weten we dat 68,3% van de massaenergie van het heelal er uit moet bestaan – maar de grote vraag is natuurlijk wat donkere energie precies is. Daar zijn afgelopen anderhalf decennium talloze theorieën voor bedacht, zoals de vacuümenergie van de Kosmologische Constante Λ (eigenlijk een idee van Einstein), de kwintessens en fantoomenergie. Die Kosmologische Constante staat bij de bookmakers op 1 als model, maar zekerheid is er nog helemaal niet. De fantoomenergie is het model dat het einde van het heelal in een Big Rip voorspeld.

Credit: NASA/CXC/M.WEISS

Onlangs kwamen de twee Spaanse natuurkundigen S. Basilakos en J. Sola (Universiteit van Barcelona) met een nieuwe theorie: op basis van waarnemingen aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling met Planck en diens voorganger WMAP denken zij dat kwintessens en fantoomenergie beiden kunnen bestaan, maar dat het in feite ‘luchtspiegelingen’ (Engels: Mirages) zijn van iets wat zij een dynamisch kwantum vacuüm noemen. In hun artikel proberen ze de zogenaamde toestandsvergelijking (Engels: Equation of State) van donkere energie te beschrijven, een vergelijking die de de verhouding tussen de druk p en de energiedichtheid ρ aangeeft. Het dynamische kwantum vacuüm is in tegenstelling tot het klassieke vacuüm niet leeg, maar zit vol met energie van kwantum fluctuaties en die leveren de kracht die tegengesteld is aan de zwaartekracht en die zorgt voor de versnelde uitdijing van het heelal, aldus Basilakos en Sola. Bron: Science Daily.