Maandelijks archief: maart 2015

Snelste ster van de Melkweg kreeg zwiep van zus

Geplaatst op door Arie Nouwen
4

en artist impression van de oplawaai waardoor US 708 zo’n enorme snelheid kreeg. Links de wegschietende snelle ster US 708. In het midden zijn exploderende zus. Bron: Thomas Kupfer

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft ontdekt dat de snelste ster uit de Melkweg zo snel is dankzij een geëxplodeerde tweelingzus. De onderzoekers, onder wie de Nijmeegse promovendus Thomas Kupfer, publiceren hun resultaten op 6 maart in Science. Een team van astronomen uit Duitsland, de Verenigde Staten, Engeland en Nederland keken met behulp van de 10m Keck II en de Pan-STARRS1 telescopen op Hawaï naar de ster US 708. Wetenschappers wisten al wel dat deze ster snel was, maar hoe de ster precies aan zijn snelheid kwam, was niet bekend.De wetenschappers combineerden nieuwe metingen met gegevens uit databases. Daardoor konden ze berekenen dat de ster met meer dan 4,3 miljoen kilometer per uur door het heelal schiet. Dat is sneller dan alle tot nu toe bekende sterren. Ter vergelijking: ons zonnestelsel reist ‘slechts’ met 0,8 miljoen kilometer per uur rond het centrum van de Melkweg. De ster is niet alleen maar snel. Uit de reconstructie van de route die de ster heeft afgelegd, blijkt dat hij nooit in de buurt van het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg kan zijn geweest. Dat is vreemd omdat wetenschappers er tot nu toe van uitgingen dat sterren alleen maar tot grote snelheid kunnen worden aangejaagd als ze rakelings langs een zwart gat scheren.

Artist’s impression van een ‘weggeschopte’ ster. (Ben Bromley, University of Utah)

De onderzoekers denken dat US 708 behoorde tot een ultracompacte dubbelster. Zijn tweelingzus was waarschijnlijk een zware witte dwerg die alle helium in de buurt opslokte en daarna ontplofte als supernova. Door de explosie kreeg US 708 een oplawaai die leidde tot zijn enorme snelheid. Astronoom Thomas Kupfer die meeschreef aan het Science-artikel is met zijn promotieonderzoek bezig bij de groep van Paul Groot van de Radboud Universiteit Nijmegen. Kupfer: “Onze waarnemingen en berekeningen vormen nieuw bewijs dat er een link is tussen heliumsterren en thermonucleaire supernova’s. We begrijpen nu weer iets meer van de mysterieuze explosies bij dit soort dubbelsterren.”

Hierboven een animatie van de periode waarop de ster US 708 zijn snelheid kreeg. Eerst zien we links het zusje van US 708 dat al het helium uit de buurt opslokt. Vervolgens explodeert de zus. Daarna zien we US 708 die aan zijn reis door de Melkweg begint. Bron van de video: NASA, ESA en P. Ruiz Lapuente (University of Barcelona); Gesneden en ingekleurd door S. Geier. Bron: NOVA.

Chandra ziet kosmische neerslag stervorming in clusters onderdrukken

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Credit: X-ray: NASA/CXC/Michigan State Univ/G.Voit et al; Optical: NASA/STScI & DSS; H-alpha: Carnegie Obs./Magellan/W.Baade Telescope/U.Maryland/M.McDonald

De cluster Abell 2597. In blauw zie je röntgenstraling van heet gas tussen de sterrenstelsels, zoals Chandra het heeft waargenomen, geel is optisch licht en rood is H-alpha straling.[/caption]Sterrenkundigen denken al langer dat de stervorming in sterrenstelsels onderdrukt kan worden door actieve zwarte gaten, maar dat vermoeden kon nooit echt hard worden gemaakt. Maar door onderzoek aan 200 clusters van sterrenstelsels heeft men met de röntgensatelliet Chandra van de NASA een goed beeld kunnen krijgen hoe dat tegengaan van de stervorming in z’n werk gaat. De sterrenkundigen spreken van kosmische neerslag (Engels: ‘precipitation‘) en net zoals gewone neerslag een remmend effect heeft op het verkeer, zo heeft deze kosmische neerslag een remmend effect op de vorming van nieuwe sterren in de sterrenstelsels. Eén van de onderzochte clusters is Abell 2597, welke je hierboven ziet, een cluster dat één miljard lichtjaar van de aarde verwijderd is, gelegen in het sterrenbeeld Waterman (Aquarius) – hieronder een foto van het centrale deel ervan in optisch licht.

Credit: X-ray: NASA/CXC/Michigan State Univ/G.Voit et al; Optical: NASA/STScI & DSS; H-alpha: Carnegie Obs./Magellan/W.Baade Telescope/U.Maryland/M.McDonald

Het effect van die kosmische neerslag werkt als volgt: in de centra van de sterrenstelsels in clusters zoals Abell 2597 bevinden zich superzware zwarte gaten. Heet gas in die stelsels is in staat snel af te koelen door straling en verlies van energie. Het afgekoelde gas valt vervolgens richting zwarte gat, waar het in een snel roterende accretieschijf terecht komt en van waaruit weer straalstromen van heet gas de ruimte in spuwen. Door dat proces van afkoelen en weer opnieuw verhitten komt stervorming slecht op gang, een proces waar vooral koud gas voor nodig is. Uit de gegevens die Chandra kon meten blijkt dat dit effect van de kosmische neerslag al zo’n zeven miljard jaar aan de gang is. Op 20 januari j.l. werd het vakartikel over de waarnemingen gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, hier voor de liefhebbers te verkrijgen. Bron: Chandra.

Vrijdag a.s. arriveert Dawn bij dwergplaneet Ceres

Geplaatst op door Arie Nouwen
11

Laten we eerst even beginnen met een quizvraag: wat heeft Ceres te maken met een ontbijt? Zie de video onderaan en je weet het. De video vertelt nog veel meer, want hij gaat over de nadering van de Amerikaanse ruimteverkenner Dawn, die vrijdag met z’n ionenmotor in een baan om Ceres terecht zal komen, en over het onderzoek dat daarna zal plaatsvinden. Afgelopen twee maanden hebben we telkens foto’s voorbij zien komen van Ceres, die gemaakt zijn door Dawn van steeds dichterbij en die steeds meer fascinerende dingen lieten zien, zoals de mysterieuze witte vlekken in een krater of vlakte – waarvan het laatste nieuws is dat ze vermoeden dat ze bestaan uit ijs. Dat onderzoek aan Ceres, zowel aan z’n zichtbare kenmerken aan de buitenkant als aan de interne structuur, zal in enkele fasen gaan, waarbij Dawn steeds dichter bij zal komen.

  • in de maand april zal Dawn vanaf een hoogte van 13.500 spiraalsgewijs afdalen naar 4430 km, vanuit een ‘ survey science orbit’ (zie afbeelding hierboven) en deze periode zal 22 dagen duren. Er zullen dan globale kaarten worden gemaakt van Ceres, onder andere met de

Hoe kunnen vreemde, verzengende vulkanische planeten ontstaan?

Geplaatst op door Olaf van Kooten
Beantwoorden

Credit: NASA/Kepler Mission/Dana Berry, CC BY

Het mysterie van de gloeiend hete vulkanische planeten is mogelijk een stuk dichter bij ontrafeling gekomen. In de afgelopen 25 jaar hebben astronomen zo’n 1.800 planeten bij andere sterren ontdekt – zogenaamde exoplaneten.De ontdekkingen hebben het bestaan onthuld van allerlei soorten planeten die we in ons zonnestelsel niet kennen, zoals super-aardes, gasdwergen, super-venussen, oceaanplaneten, koolstofplaneten, heliumplaneten, hete jupiters, hete neptunussen en vulkaniërs. Die laatste drie categorieën hebben allemaal een omloopbaan die veel kleiner is dan die van Mercurius (de planeet in het zonnestelsel die het dichtste bij de zon staat). Oftewel, deze planeten zijn heet…..ontzettend heet. Temperaturen van duizenden graden Celsius zijn niet ongewoon!Het is bij al deze planeten een raadsel hoe ze op hun huidige positie kunnen zijn ontstaan, hoewel astronomen vermoeden dat hete jupiters en hete neptunussen op grotere afstand van hun moederster ontstaan zijn en vervolgens naar binnen zijn gemigreerd. Die vlieger gaat vermoedelijk niet op voor vulkanische planeten – dat zijn rotsachtige planeten, net als de aarde, die in 10 tot 100 dagen rondom hun moederster draaien.Deze planeten hebben trouwens niets te maken met de planeet Vulcan uit Star Trek, maar wél met de hypothetische planeet Vulcanus, die geacht werd tussen de zon en Mercurius z’n omloopbaan te hebben. Latere waarnemingen hebben het bestaan van deze planeet in het zonnestelsel ontkracht, maar bij andere sterren blijken dit soort planeten vaker voor te komen. De temperatuur op zo’n planeet kan makkelijk 1000 graden Celsius bedragen en da’s hoog genoeg om zo’n beetje alle soorten steen te laten smelten. Lavawerelden, een beetje zoals Mustafar uit Star Wars, behoren dus zeker tot de mogelijkheden.

Maar waar komen die planeten vandaan? Het is mogelijk dat ze gewoon op hun huidige locatie ontstaan zijn, maar daar is dan wel een planeetvormende schijf voor nodig die 20 keer zwaarder is dan degene die tot de planeten in het zonnestelsel geleid heeft. Dat lijkt onwaarschijnlijk, dus zijn astronomen op zoek gegaan naar een alternatief. Ze hebben gebruik gemaakt van computermodellen om tot een andere theorie te komen: inside-out formation. Kijk, dat zit zo. Door het ontstaan van grote planeten op grotere afstand van de ster zullen veel kleine objecten – zeg maar steenklompen en ijsballen – alle kanten op schieten, waaronder in de richting van de moederster. Hier zou dit materiaal een ring rondom de ster kunnen vormen, waaruit dan een planeet ontstaat. Deze planeet zal dan de rest van de ring gaan opvegen met z’n zwaartekracht. Vervolgens ontstaat er nog zo’n ring, maar dan op een iets grotere afstand. Op die manier is een compact planetenstelsel met meerdere vulkanische planeten heel goed mogelijk. Maar als dit inderdaad de norm is waarmee rotsplaneten ontstaan, waarom is ons zonnestelsel dan zo afwijkend? Er is dus nog werk aan de winkel voor de heren (en dames) theoretici. Bron: SPACE.com.

Opnieuw sterrencluster ontdekt in buitenwijken van Melkweg

Geplaatst op door Olaf van Kooten
Beantwoorden

Astronomen hebben opnieuw een verre sterrencluster ontdekt in de buitenwijken van de Melkweg. In tegenstelling tot de vorige twee, die open sterrenhopen met jonge sterren waren, gaat het in dit geval om een oude bolvormige sterrenhoop. Het is overigens geen grote sterrenhoop: het totale aantal sterren is zo’n 20 keer lager dan bij vergelijkbare sterrenclusters, terwijl ook de sterdichtheid minder dan de helft is dan bij andere bolhopen. Het lijkt er dan ook op dat de bolhoop, die Kim 2 is gedoopt, een flink deel van z’n massa moet hebben verloren, vermoedelijk als gevolg van de getijdenkrachten van de Melkweg. Astronomen vermoeden dat de Melkweg vroeger veel meer bolhopen moet hebben gehad, maar dat een groot deel (behalve de zwaardere exemplaren) zijn “verdampt”, oftewel helemaal zijn opgelost in de galactische halo. Waarom Kim 2 dan nog bestaat, is dus een vraag. Vermoedelijk is Kim 2 helemaal niet bij de Melkweg ontstaan, maar heeft het behoord tot een dwergstelsel die lang geleden door de Melkweg is opgeslokt. De afstand tot

IJzer regende neer in kern van pasgeboren aarde

Geplaatst op door Olaf van Kooten
Beantwoorden


Met de Z-machine van het Sandia National Laboratory is ontdekt dat ijzer tijdens kosmische botsingen sneller verdampt dan tot nu toe werd aangenomen. Dat nieuwe inzicht, vandaag online gepubliceerd in Nature Geoscience, werpt een nieuw licht op de vorming van de kern van de aarde. Planeten zoals de aarde zijn samengeklonterd uit kleinere planetesimalen en protoplaneten. Daarbij kwam enorm veel hitte vrij. Bij welke botsingssnelheden en -energie

OSIRIS ziet schaduw van Rosetta

Geplaatst op door Olaf van Kooten
Beantwoorden

De meeste foto’s die gepubliceerd zijn van de komeet 67P zijn gemaakt door de kleine NAVCAM camera aan boord van de Rosetta-komeetverkenner. Nu is dan eigenlijk een foto vrijgegeven van die andere camera, de hogeresolutie OSIRIS-camera. Onderstaande foto laat een gebied zien van 228 bij 228 meter, met een fantastische resolutie van 11 cm per pixel! De foto is gemaakt nabij de grens tussen Imhotep en Ash, twee gebieden van de komeet met een verschillend uiterlijk. Het ene gebied is mooi vlak, terwijl het andere veel ‘rommeliger’ is. Beide gebieden worden door een serie steile hellingen van elkaar gescheiden. De foto is genomen vanaf een afstand van 6 kilometer en bovendien op een bijzonder moment: op het moment van de opname stonden de zon, de komeet en Rosetta precies op

Licht voor het eerst zowel als golf én als deeltje gefotografeerd

Geplaatst op door Olaf van Kooten
1

Credit: Fabrizio Carbone/EPFL

Het licht gedraagt zich zowel als een golf als een deeltje. Wetenschappers hebben al een eeuw geprobeerd om beide aspecten van het licht tegelijkertijd waar te nemen. Nu is dat voor het eerst ook echt gelukt door wetenschappers van het Zwitserse onderzoeksinstituut EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne).Kwantummechanica vertelt ons dat het licht zich tegelijkertijd kan gedragen als een golf en als een deeltje. Helaas is nog nooit een experiment in staat geweest om beide aspecten van het licht op hetzelfde moment te zien. We hebben het licht wél als deeltjes waargenomen én als golven, maar nog nooit op hetzelfde moment. Wetenschappers van het EPFL hebben echter een enorme doorbraak bereikt, door gebruik te maken van een compleet ander benadering dan bij voorgaande experimenten.Als UV-straling een metalen oppervlak raakt, zal het metaal elektronen gaan uitzenden. Albert Einstein heeft dit foto-elektrische effect verklaart door te stellen dat licht – dat destijds geacht werd een golf te zijn – eveneens een stroom van deeltjes zou moeten zijn. Nu hebben wetenschappers van EPFL een slimme zet gedaan door gebruik te maken van elektronen om licht te fotograferen. De resulterende opname laat zowel de golf-aard als de deeltjes-aard van licht tegelijkertijd zien!

Het experiment is als volgt opgezet: een laserpuls wordt afgevuurd op een superkleine metalen nanodraadje. De laser voegt energie toe aan de geladen deeltjes in de draad, die hierdoor gaan trillen. Het licht kan in twee richtingen langs het draadje bewegen, ongeveer zoals een auto op de snelweg. Als lichtgolven die in tegengestelde richting bewegen elkaar ontmoeten, ontstaat een nieuwe golf op z’n plaats lijkt te blijven staan. Op dat moment zal de staande golf een lichtbron vormen voor het experiment, waarbij het licht rondom de nanodraad zal stralen. Okee, dan komt nu de truc van het experiment. De wetenschappers schieten een elektronenstraal op de nanodraad en gebruiken de elektronen om een afbeelding te maken van de staande golf. Zodra de elektronen met het gevangen licht op de nanodraad interacteren, zullen ze versnellen of afremmen. Door gebruik te maken van een ultrasnelle microscoop om de positie van de snelheidswisseling te fotograferen, hebben de wetenschappers een visualisatie kunnen maken van de staande golf. Op die manier heeft men een “vingerafdruk” verkregen van de golf-aard van licht. Hoewel dit fenomeen de golfachtige aard van licht laat zien, laat het tegelijkertijd ook de deeltjesachtige aard van het licht zien! Dat zit namelijk zo: als elektronen vlak langs de staande golf bewegen komen ze in botsing met lichtdeeltjes (fotonen). Zoals gezegd, wordt hierbij de snelheid van de elektronen beïnvloed. Bij deze snelheidsverandering worden energiepakketjes (kwanta) uitgewisseld tussen elektronen en fotonen. Het feit dat energiepakketjes worden uitgewisseld is bewijs dat het licht op de nanodraad zich gedraagt als een deeltje.Dit experiment heeft direct aangetoond dat het mogelijk is om de paradoxale aard van kwantummechanica op beeld vast te leggen. Het feit dat we kwantumfenomenen zowel kunnen waarnemen als controleren kan belangrijke consequenties hebben voor de ontwikkeling van kwantumcomputers 😀 Bron: EPFL.