Artistieke impressie van een Amerikaanse DMSP satelliet. Credit: USAF.
Volgens de Amerikaanse luchtmacht (USAF) is op 3 februari 2015 een twintig jaar oude weersatelliet in een baan om de Aarde uit elkaar gespat. Hierdoor zouden nu meer dan veertig brokstukken aan ruimteafval extra rond de Aarde cirkelen. Hoe het komt dat deze satelliet uit elkaar is gespat, is nog onduidelijk.
De satelliet die verloren ging, was de Amerikaanse DMSP-F13 militaire weersatelliet en bevond zich in een polaire baan om de Aarde op een hoogte van 800 kilometer. Deze kunstmaan werd in 1995 in de ruimte gebracht en voorzag Amerikaanse meteorologen jarenlang van gedetailleerde weersinformatie. Sinds 2006 werd deze satelliet gebruikt als back-up. De DMSP-F13 satelliet maakte deel uit van het Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) dat een netwerk dat bestaat uit Amerikaanse militaire weersatellieten.
Toen op 25 februari 2015 een melding werd gemaakt van ongekend ruimteafval in de baan waarin de DMSP-F13 zich bevond, werd het duidelijk dat er een ernstig probleem was opgetreden. Twee dagen later, op 27 februari, liet de Air Force Space Command uiteindelijk weten dat deze satelliet niet meer functioneerde. Uit een plotse temperatuurstijging aan boord van het voedingssysteem van de satelliet en het feit dat deze ook plots hoogte verloor, blijkt dat de satelliet wellicht uit elkaar is gespat in tientallen stukken ruimteafval.
Volgens de Air Force Space Command zou het gaan om 43 stukken ruimteafval die nu ongecontroleerd rond de Aarde cirkelen. Hoe het komt dat deze satelliet uit elkaar is gespat, is tot op heden nog onduidelijk. De Amerikaanse luchtmacht zal de brokstukken verder in de gaten blijven houden om te achterhalen of dit gevolgen kan hebben voor andere satellieten die op deze hoogte om de Aarde cirkelen. Nu de DMSP-F13 is weggevallen, heeft de Amerikaanse luchtmacht nog zes operationele DMSP-weersatellieten in de ruimte. Doordat de DMSP-F13 satelliet al jarenlang werd gebruikt als back-up zal de impact voor de weerkundige diensten minimaal zijn.
Komende woensdag 11 maart om 16.30 uur Nederlandse tijd zal de NASA ’s werelds sterkste raketmotor gaan testen. Het gaat om de uit vijf delen bestaande Solid Rocket Booster (SRB’s) van Orbital ATK, die gedurende twee minuten z’n ‘kwalificatiemotor’ QM-1 op de testfaciliteit Promontory, Utah, zal laten brullen – alles live te zien én horen via NASA TV. Twee van die SRB’s zullen later bevestigd worden aan de toekomstige Amerikaanse raket, waarmee men bemande lange afstandsreizen naar in het zonnestelsel wil uitvoeren, naar een planetoïde en uiteindelijk naar Mars, het Space Launch System (SLS). Woensdag zal de SRB in horizontale toestand vastliggend z’n motor afvuren, een zogeheten statische vuurtest.
Een kijkje in de Solid Rocket Booster. Credit: Orbital ATK
De stuwdruk (’thrust’) van één SRB bedraagt maar liefst 16.000 kN, gelijk aan wat 14 Boeing 747-400’s kunnen produceren als ze opstijgen. De vijf F1 raketmotoren van de Saturnus V raket kwamen samen tot 34.000 kN. Als basis voor de SRB’s van het SLS hebben de SRB’s van de Space Shuttles gediend. Aan de vier delen van die SRB, die dertig jaar dienst heeft gedaan bij de space shuttles, werd door Orbital ATK één deel toegevoegd en dat leverde de nieuwe, krachtige SRB op. Later volgt nog een tweede test, maart 2016, en op 30 september 2018 staat de eerste testvlucht van het SLS gepland, Exploration Mission-1 (EM-1). Hieronder een video met een animatie van de lancering van het SLS met de twee SRB’s aan de zijkant – luidsprekers op full thrust!
Het is dit jaar precies honderd jaar geleden dat Albert Einstein met z’n Algemene Relativiteitstheorie (ART) kwam. En om dit heuglijke feit nog eens extra kracht bij te zetten: het is dit jaar honderdtien jaar geleden dat dezelfde Einstein z’n Speciale Relativiteitstheorie (SRT) publiceerde. Over het ‘geboortejaar’ van de ART is wat verwarring, want soms wordt ook 1916 als jaar van de komst van de ART genoemd, maar dat valt als volgt te verklaren: op 25 november 1915 gaf Einstein als lid van de Pruisische Academie voor de Wetenschappen in Berlijn een presentatie voor collega-natuurkundigen en daarin gaf hij de definitieve versie van z’n veldvergelijking, de vergelijking die de basis vormt voor de ART (hier het artikel dat hij die dag aanbood aan de Academie).
Einstein’s veldvergelijking, basis van de Algemene Relativiteitstheorie uit 1915. De term ? is de kosmologische term en die werd er door Einstein pas in 1917 aan toegevoegd.
In 1916 werden diverse artikelen van Einstein over de ART gepubliceerd en daarom wordt dat jaar ook wel eens als geboortejaar van de ART genoemd. Het gaat met name om dit artikel: Grundlage der allgemeinen Relativitá¤tstheorie, welke in maart 1916 verscheen in het Duitse Annalen der Physik (ser. 4), 49, 769-822. Vanwege het honderdjarig jubileum van de ART eind dit jaar wordt met regelmaat aandacht besteed aan de theorie, die samen met de kwantum-mechanica wordt beschouwd als de grootste pijler van de natuurkunde uit de twintigste eeuw. Als voorbeeld van die aandacht wijs ik de lezer graag op deze prachtige interactieve website, waarin Einstein’s ART interactief wordt geïllustreerd en waarin Einstein als een soort superman in een marvel comic optreedt:
Ik heb eerder al aandacht besteed aan de vraag waarom de zwaartekracht zo ontzettend zwak is in vergelijking met de andere drie natuurkrachten, de sterke, elektromagnetische en zwakke wisselwerking. De vraag is en blijft boeiend en hij is ook nog eens actueel, omdat de Large Hadron Collider (LHC) – ’s werelds grootste deeltjesversneller van CERN bij Genève – na een ‘opknapbeurt’ van twee jaar eind deze maand weer van start gaat en men hoopt dat de LHC met z’n verhoogde energie van botsende protonen (van 6 naar 13 TeV) antwoord op de vraag kan geven. In een prachtig artikel op It Starts with a Bang dat gisteren verscheen beschrijft Ethan Siegel het zogeheten Hiërarchie-probleem van de zwaartekracht en de vier mogelijke oplossingen ervoor.
Het Hiërarchie-probleem gaat over het enorme verschil in sterkte tussen de zwaartekracht en de overige drie krachten. De zwakte van de zwaartekracht kan simpel gedemonstreerd worden: neem aan kleine magneet en til daarmee een paperclip van een tafel. De magneet weerstaat de zwaartekracht van de gehele planeet aarde, die probeert de paperclip op de tafel te laten liggen. Een klein stukje magnetisch ijzer, dat met z’n magnetisme – onderdeel van de elektromagnetische wisselwerking – sterker is dan de zwaartekracht van een hele planeet (zie afbeelding hierboven). Plaats twee protonen op een meter afstand van elkaar, beiden met dezelfde positieve lading: de elektromagnetische wisselwerking (afstotend bij gelijke ladingen) tussen hun is 10^40 keer sterker dan hun onderlinge zwaartekracht (altijd aantrekkend, de lading is ‘massa’), dus ze zullen uit elkaar gaan. Ja, maak de protonen ieder 10^20 keer zo zwaar, dán overwint hun zwaartekracht het van de EM kracht. Kortom, wat is de oplossing van het Hiërarchie-probleem, hoe komt het dat de zwaartekracht zo zwak is? Hier vier mogelijke oplossingen:
Er bestaan supersymmetrische deeltjes, SUSY deeltjes. Ze zijn nog nooit waargenomen, maar theoretici denken dat ze bestaan, deeltjes die allemaal een zware partner zijn van de reeds bekende en waargenomen elementaire deeltjes. Hieronder zie je links de bekende elementaire deeltjes volgens het Standaard Model (SM), rechts hun SUSY partner.Het is SUSY dat er door een zogeheten spontane symmetriebreking voor zorgt dat een proton gewoon 938 MeV massa heeft. Zonder SUSY zou ‘ie wel 10^20 keer zwaarder zijn geweest en zou z’n zwaartekracht vergelijkbaar zijn met de drie andere krachten. Volgens SUSY bestaat er niet één Higgs boson, maar zijn er wel vijf – plus vijf SUSY partners, de Higgsino’s. Eentje is met de LHC in 2012 ontdekt, van de vier andere broertjes is nog niets vernomen. De natuurkundigen hopen dat de LHC in z’n opgewaardeerde toestand in staat moet zijn minstens één SUSY deeltje te vinden, niet het Higgsino, da’s veel te zwaar, maar het gluino, de superpartner van het gluon, de krachtvoerder van de sterke wisselwerking.
Dan is er de theorie dat er nog een vijfde natuurkracht bestaat, die Technicolor wordt genoemd. Er hoort weer een nieuwe, nog onbekende set aan krachtvoerende deeltjes bij. Technicolor, mmmmm…. wanneer heb ik dat meer gehoord?
Technicolor was lange tijd een favoriete theorie bij veel natuurkundigen – in 2011 hadden ze er bij Fermilab zelfs aanwijzingen voor gezien – maar sinds de ontdekking van het Higgs boson én de metingen die uitwijzen dat het een fundamenteel scalar-deeltje van spin 0 is lijkt Technicolor uit te zijn. Het wordt anders als blijkt dat het Higgs boson niet fundamenteel is, maar bestaat uit nog kleinere deeltjes, maar daar lijkt het niet naar uit te zien.
Dan is er de theorie van de gekromde extra dimensies, een theorie die opgesteld is door Lisa Randall en Raman Sundrum. Hun idee, weergegeven in onderstaande afbeelding, is dat zwaartekracht net zo sterk is als de drie andere krachten, alleen niet in ons driedimensionaal heelal. De zwaartekracht in z’n volle sterkte leeft in een ander driedimensionaal heelal, dat ten opzichte van ons heelal in de vierde ruimtedimensie (of vijfde als je de tijd erbij neemt) een zeer kleine verschuiving heeft, van slechts 10-³¹ meter.
Credit: Cetin BAL
De zwaartekracht zit dus verborgen in een gekromde ruimte en hetgeen ‘lekt’ naar ons eigen universum is slechts een slap aftreksel. De gekromde ruimte kan ontstaan zijn tijdens de eerste fractie van de oerknal en de energie die daarbij vrij kwam zou de brandstof voor de daarop volgende inflatieperiode kunnen hebben geleverd, dus ook daar biedt deze theorie van Randall en Sundrum een verklaring voor. Bij de theorie hoort nog een extra pakket aan deeltjes, geen SUSY deeltjes, maar zogeheten Klein-Kaluza deeltjes, deeltjes die een gevolg zijn van die gekromde ruimte. Er is lang geleden al eens een aanwijzing gevonden voor het bestaan van zo’n deeltje, eentje met een massa van 600 GeV, en met de LHC zou dat wellicht bevestigd kunnen worden.
Tenslotte is er de theorie die ook gaat over extra dimensies, alleen gaat die niet over zeer kleine, gekromde dimensies, maar over grote dimensies, feitelijk het verhaal waar ik in mijn eerdere verhaal van de zwaartekracht over schreef. Was de extra dimensie bij Randall en Sundrum 10-³¹ meter, bij deze theorie gaat het om dimensies rond de 1 mm.
Image credit: Universe-review.ca.
Het is de theorie van het drietal Nima Arkani-Hamed, Savas Dimopoulos en Gia Dvali, die er in 1998 een artikel over publiceerden, later het ADD-artikel genoemd. Er zouden naast onze eigen drie ruimtedimensies nog twee dimensies bestaan, die tot 1 mm groot kunnen zijn. Ook hier spelen Klein-Kaluza deeltjes weer een rol. Belangrijke consequentie van deze theorie is dat de zwaartekracht onder die 1 mm in grote mate gaat afwijken van de zwaartekrachtswetten van Newton! Dat is ontzettend moeilijk te meten, vanwege het feit dat de zwaartekracht nou juist zo zwak is en op kleine schaal de andere drie natuurkrachten overheersen. Maar moeilijk of niet, natuurkundigen laten zich niet zo gemakkelijk tegenhouden, dus zijn er al experimenten gedaan, waaruit blijkt dat de wetten van Newton én de ART van Einstein standhouden tot 5-¹º micrometer. Mochten die twee grote dimensies bestaan, dan zijn ze dus kleiner dan deze grens.
OK, we wachten geduldig de start af van Run 2 van de LHC eind deze maand. Bron: It Starts with a Bang.
De Bulletcluster, waar donkere materie geconstateerd is. Credit: ESA / XMM-Newton / F. Gastaldello (INAF/IASF, Milano, Italy) / CFHTLS.
We kennen al jaren de Nexus serie van Android smartphones en tablets, maar sinds kort is er ook een theorie van kwantumgravitatie of -zwaartekracht die Nexus heet. Bedenker daarvan is Stuart Marongwe (physics Department of McConnell College in Botswana) en met zijn theorie zouden zowel de donkere materie als de donkere energie verklaard kunnen worden, de mysterieuze verschijnselen, die samen zo’n 95% van de massaenergie van het heelal vormen. Nexus probeert een brug te slaan tussen de kwantumtheorie en de Algemene Relativiteitstheorie (ART), een brug waar natuurkundigen al decennia lang aan bezig zijn – tot nu toe zonder succes. In Marongwe’s Nexus theorie – onlangs gepubliceerd in International Journal of Geometric Methods in Modern Physics–is sprake van een Nexus graviton met spin 2, het krachtvoerende deeltje van de zwaartekracht. Alleen is dat krachtvoeren anders dan de deeltjes uit het Standaard Model die krachten overbrengen, zoals het foton voor de elektromagnetische kracht en de gluonen voor de sterke wisselwerking.
Oeps, da’s een heel ander graviton en wel voor de Nexus smartphones. Hoezo verwarrend? 🙂 Credit: Google.
Oeps, da’s een heel ander graviton en wel voor de Nexus smartphones. Hoezo verwarrend? 🙂
Het Nexus graviton zorgt er voor dat bij een nabij deeltje een soort van roterende beweging wordt opgewekt. Ook zou het een manifestatie zijn van vacuümenergie en zou het voortdurend tevoorschijn kunnen komen en weer verdwijnen in een proces dat lijkt op de cytokinese bij cellen. Marongwe denkt dat donkere materie bestaat uit Nexus gravitonen. Ook zouden ruimte en tijd eruit bestaan en daarmee zou de brug geslagen zijn tussen de kwantumtheorie en ART. De gravitonen kennen diverse energiestaten en als een graviton van een hogere energiestaat overgaat in eentje met een lagere energiestaat, dan komt er donkere energie tevoorschijn, op dezelfde wijze als elektronen bij het overspringen naar andere schillen rondom de atoomkern fotonen kunnen uitzenden. OK tot zover de Nexus theorie van de kwantumgravitatie. Er zijn al talloze pogingen gedaan te komen tot een alles overkoepelende Theorie van Alles, een theorie die de kwantumtheorie en de ART combineert. De natuurkundigen onder de bloggers zullen het artikel vast en zeker doorvlooien en beoordelen op z’n waarde. Ik houd jullie op de hoogte. Oh ja, geïnteresseerden kunnen het artikel van Marongwe hier vinden. Bron: Science Daily.
Er is de laatste jaren veel te doen geweest om de exoplaneet Gliese 581d, de allereerste bekende exoplaneet in de leefbare zone van z’n moederster. De planeet is ontdekt in 2009 door te kijken naar de subtiele invloed van de planeet om z’n moederster, die daardoor een beetje gaat ‘wiebelen’. Vorig jaar kwamen andere onderzoekers echter met slecht nieuws: Gliese 581d was niets anders dan ruis in de gegevens en iedereen had die conclusie zonder meer aangenomen. Onterecht, zo blijkt nu, want in een artikel dat gepubliceerd is in Science blijkt Gliese 581d wel degelijk te bestaan! Deze planeet kan dus weer terug op de lijst met potentieel levensvatbare exoplaneten.
Dawn heeft bij aankomst de smalle sikkel van Ceres op de gevoelige plaat vastgelegd.
Hier hiep hoera! De Amerikaanse Dawn-ruimtesonde is eindelijk gearriveerd bij de dwergplaneet Ceres. De afstand tot Ceres bedroeg zo’n 61.000 kilometer toen Dawn werd ingevangen door het zwaartekrachtveld van de dwergplaneet, waarna een stabiele omloopbaan werd aangenomen. De vluchtleiding in Pasadena ontving vervolgens de melding dat Dawn helemaal in orde is!
De komende weken zal Dawn naar binnen spiraliseren, om vervolgens in april z’n definitieve (polaire) omloopbaan aan te nemen, op een hoogte van 13.500 kilometer. Dawn is de allereerste ruimtesonde in een omloopbaan om een dwergplaneet
Terwijl ik buiten geniet van het mooie Oostenrijkse landschap dat aan mijn trein voorbijvliegt, heb ik besloten om hier het komende weekend een verslag te schrijven van mijn bezoek aan de CEDIC (Central European Deepsky Imaging Conference).
Twee jaar geleden had ik ook het voorrecht om deze bijeenkomst in Linz, Oostenrijk bij te wonen. Een verslag verscheen toen ook op de astroblogs. Inmiddels is het twee jaar verder en ben ik zojuist vanuit Rotterdam naar Salzburg gevlogen en zit dus nu in de trein naar Linz.
Een paar maanden geleden had ik mij al aangemeld voor deze conferentie en zo’n drie maanden geleden kreeg ik opeens een mailtje van de organisatie dat ze een probleem hadden. Er was een lezing komen te vervallen over het bewerken van Hubble beelden en ze zochten iemand die deze lezing over wilde nemen.
Artist’s impression van Mars, vier miljard jaar geleden. Credit: ESO/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org).
Volgens nieuwe onderzoeksresultaten, die vandaag online in het tijdschrift Science worden gepubliceerd, was er ooit een primitieve oceaan op Mars die meer water bevatte dan de Noordelijke IJszee, en een groter deel van het planeetoppervlak besloeg dan de Atlantische Oceaan op aarde. Dat blijkt uit metingen met ESO’s Very Large Telescope, en instrumenten van de W.M. Keck-sterrenwacht en NASA’s Infrared Telescope Facility, die verspreid over een periode van zes jaar door een internationaal team van wetenschappers zijn verricht. Bij het onderzoek is de atmosfeer van Mars doorgelicht en zijn de eigenschappen van het water in verschillende delen van de planeetatmosfeer in kaart gebracht. De nieuwe kaarten zijn de eerste in hun soort.
Ongeveer vier miljard jaar geleden zou de jonge planeet nat genoeg zijn geweest om zijn volledige oppervlak met een 140 meter dikke laag water te bedekken. Maar het is waarschijnlijker dat het water zich in de laagst gelegen gebieden verzamelde, en een oceaan vormde die bijna het halve noordelijke halfrond van Mars bestreek. Plaatselijk kan het water meer dan 1,6 kilometer diep zijn geweest.
Deze artist’s impression laat zien hoe Mars er vier miljard jaar geleden kan hebben uitgezien. De jonge planeet zou nat genoeg zijn geweest om zijn volledige oppervlak met een 140 meter dikke laag water te bedekken. Maar het is waarschijnlijker dat het water zich in de laagst gelegen gebieden verzamelde, en een oceaan vormde die bijna het halve noordelijke halfrond van Mars bestreek. Plaatselijk kan het water meer dan 1,6 kilometer diep zijn geweest. Credit: ESO/M. Kornmesser/N. Risinger (skysurvey.org).
‘Ons onderzoek geeft een betrouwbare schatting van hoeveel water Mars ooit had, door te bepalen hoeveel water naar de ruimte is ontsnapt,’ zegt Geronimo Villanueva, een wetenschapper van NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland (VS), en hoofdauteur van het nieuwe artikel. ‘Met dit onderzoek kunnen we de geschiedenis van Mars beter begrijpen.’De nieuwe schatting is gebaseerd op gedetailleerde waarnemingen van twee enigszins verschillende vormen van water in de Marsatmosfeer. De eerste is de bekende vorm, die uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom bestaat: H2O. De tweede is HDO oftewel halfzwaar water, een natuurlijke variant waarin een van de waterstofatomen is vervangen door de zwaardere soortgenoot deuterium.Omdat halfzwaar water zwaarder is dan normaal water, ontsnapt het na verdamping minder gemakkelijk de ruimte in. Dus hoe meer water een planeet verliest, des te groter wordt de HDO/H2O-verhouding van het resterende water [1]De oceanen op aarde bevatten ongeveer 3200 H2O-moleculen per molecuul HDO..De onderzoekers hebben de chemische signaturen van de twee soorten water onderscheiden met ESO’s Very Large Telescope in Chili, en met instrumenten van de W. M. Keck Observatory en NASA’s Infrared Telescope Facility op Hawaï [2]Hoewel de sondes die op het Marsoppervlak staan en om de planeet cirkelen veel gedetailleerde lokale metingen kunnen doen, zijn deze niet geschikt om de globale eigenschappen van de Marsatmosfeer in … Continue reading. Door de HDO/H2O-verhouding te meten, kunnen wetenschappers vaststellen hoe sterk het HDO-aandeel is toegenomen. Daaruit kan dan weer worden afgeleid hoeveel water de ruimte in is verdwenen, en hoeveel water er in vroeger tijden op Mars is geweest.
Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers de verdeling van H2O en HDO in de loop van zes aardse jaren – ongeveer drie Marsjaren – herhaaldelijk gemeten. Dat heeft kaarten opgeleverd van hun afzonderlijke verdeling en van hun onderlinge verhouding. De kaarten vertonen seizoensveranderingen en microklimaten, hoewel de huidige planeet Mars in feite een woestijn is. Ulli Ká¤ufl van ESO, die verantwoordelijk was voor de bouw van een van de instrumenten die bij dit onderzoek zijn gebruikt en mede-auteur is van het nieuwe artikel, voegt toe: ‘Ik sta er steeds weer versteld van hoeveel je over een planeet te weten kunt komen door deze van grote afstand met een telescoop te bekijken: we hebben een oude oceaan ontdekt op meer dan 100 miljoen kilometer hiervandaan!‘
De Very Large telescopes van de ESO in Chili.
Het onderzoeksteam was vooral geïnteresseerd in gebieden nabij de noord- en zuidpool, omdat de poolkappen voor zover bekend het grootste waterreservoir op de planeet vormen. Vermoed wordt dat in het daarin opgeslagen water de evolutie van het water op Mars is opgetekend, van het natte Noachiaanse tijdperk, dat ongeveer 3,7 miljard jaar geleden afliep, tot nu.De nieuwe resultaten laten zien dat het atmosferische water nabij de polen met een factor zeven is verrijkt ten opzichte van het aardse oceaanwater. Dat betekent dat het water in de eeuwige ijskappen van Mars acht keer is verrijkt. Mars moet dus een hoeveelheid water zijn kwijtgeraakt die 6,5 keer zo groot was als de hoeveelheid die in de huidige poolkappen is opgeslagen. En daaruit volgt dat de oceaan op de jonge planeet zeker 20 miljoen kubieke kilometer water moet hebben bevat.Gezien de huidige topografie van Mars, zal het meeste water zich op de noordelijke vlakten hebben verzameld – een gebied dat al geruime tijd als een goede kandidaat wordt gezien, omdat het zo laag ligt. Als de vroegere oceaan zich inderdaad in dat gebied heeft bevonden, zal deze 19% van het planeetoppervlak hebben bedekt. Ter vergelijking: de Atlantische Oceaan neemt 17% van het aardoppervlak in beslag.’Als Mars zo veel water is kwijtgeraakt, is de planeet hoogstwaarschijnlijk veel langer nat geweest dan tot nu toe werd gedacht. En dat zou betekenen dat de planeet ook langer leefbaar was,’ zegt Michael Mumma, senior-wetenschapper bij Goddard en tweede auteur van het onderzoeksartikel. Het is mogelijk dat Mars ooit nóg meer water heeft gehad, waarvan een deel onder het oppervlak kan zijn opgeslagen. Omdat de nieuwe kaarten niet alleen microklimaten en veranderingen in het atmosferische watergehalte tonen, kunnen ze ook van nut zijn bij de voortdurende zoektocht naar dat ondergrondse water. Bron: ESO.
Hoewel de sondes die op het Marsoppervlak staan en om de planeet cirkelen veel gedetailleerde lokale metingen kunnen doen, zijn deze niet geschikt om de globale eigenschappen van de Marsatmosfeer in de gaten te houden. Dat gaat beter met de infraroodspectrografen van grote telescopen op aarde.
Credit: NASA, ESA, S. Rodney (John Hopkins University, USA) and the FrontierSN team; T. Treu (University of California Los Angeles, USA), P. Kelly (University of California Berkeley, USA) and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI)
Sterrenkundigen zijn er in geslaagd om met behulp van de Hubble ruimtetelescoop bij een enorm elliptisch sterrenstelsel en de daaromheen liggende cluster MACS J1149+2223 een viervoudige supernova waar te nemen. Feitelijk gaat het om één supernova en niet vier, maar dankzij de werking van een zwaartekrachtslens zijn er rondom het elliptische stelsel vier afbeeldingen van die ene supernova te zien. MACS J1149+2223 ligt op vijf miljard lichtjaar afstand, de supernova ligt in een sterrenstelsel, vanaf de aarde gezien precies achter de cluster, op een afstand van maar liefst 9,3 miljard lichtjaar. De grote massa van cluster MACS J1149+2223 zorgt er voor dat de omringende ruimte wordt verbogen en dat zorgt er op haar beurt voor dat het licht van erachter liggende objecten, zoals in dit geval van de supernova, wordt afgebogen en versterkt. Het was Albert Einstein die dit honderd jaar geleden voorspelde, een effect dat een zwaartekrachtslens of gravitatielens wordt genoemd. Het licht van de supernova is twintig keer versterkt door de lens en de vier beelden van de supernova vormen een kruispatroon, hetgeen een Einsteinkruis wordt genoemd. Hieronder een illustratie hoe de viervoudige supernova gevormd wordt door cluster MACS J1149+2223.
Credit: NASA & ESA
Doordat het licht van de diverse afbeeldingen langs verschillende wegen bij ons aankomt, verschijnt de supernova niet op alle plekken tegelijk. Berekeningen laten zien dat de supernova twintig jaar geleden elders in de cluster al te zien moet zijn geweest, als één afbeelding. Men denkt dat hij binnen een jaar of vijf weer op een andere plek tevoorschijn zal komen. Dankzij de waarneming van deze viervoudige supernova denken de sterrenkundigen meer te weten te komen over donkere materie. Het lenseffect van de cluster wordt namelijk niet alleen bepaald door de zichtbare massa in MACS J1149+2223, maar ook door de niet zichtbare donkere materie. Morgen verschijnt een artikel over deze waarneming in het wetenschappelijke tijdschrift Science, hier is het artikel te lezen.
