De NASA is druk doende om nieuwe technologie
Meigalerij: aardachtige exoplaneten direct zien met ‘Starshades’ en coronografen
2
Maandelijks archief: mei 2016
Planet IX: een wereld die niet zou moeten bestaan
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)
We hoeven inmiddels niet meer uit te leggen wat Planet IX precies is. Voor een overzicht, klik dan hier, hier en hier. Als de planeet echt zal blijken te bestaan, dan vormt dat wel een probleem voor theoretici. De planeet zou namelijk helemaal niet moeten bestaan, althans niet op zijn huidige positie van 400 tot 1500 AU vanaf de zon (1 AU is de afstand aarde-zon).
Wetenschappers van de Universiteit van Michigan hebben miljoenen computersimulaties gedraaid, om te bekijken via welke scenarios Planet IX op zijn huidige positie terecht kan zijn gekomen. Ten eerste zou een passerende ster de planeet naar buiten kunnen hebben getrokken, aangezien de meeste astronomen er vanuit gaan dat Planet IX veel dichterbij de zon moet zijn ontstaan. Volgens dit scenario zou de planeet dan in een wijde, elliptische omloopbaan terecht kunnen komen.
Vandaag de dag zijn dergelijke close encounters tussen sterren een zeldzaamheid, maar in de begindagen van het zonnestelsel moet onze moederster deel hebben uitgemaakt van een dichtbevolkte sterrencluster. Zelfs dan is de kans dat een passerende ster ervoor zorgt dat Planet IX in een wijde, elliptische omloopbaan terecht komt nog geen tien procent, zo blijkt uit de simulaties. De kans is veel groter dan Planet IX bij zo’n passage het zonnestelsel helemaal zal verlaten.
Een simpeler oplossing wordt gevormd door interacties met de overige gasplaneten. Volgens dit scenario is Planet IX ontstaan in de buurt van Neptunus en Uranus en later weggeslingerd als gevolg van interacties met o.a. Saturnus en Jupiter. De kans dat Planet IX dan op zijn huidige positie terecht komt wordt dan hoger, maar nog altijd lager dan 20 procent. Het is overigens ook nog mogelijk dat Planet IX gewoon op grote afstand van de zon ontstaan is. In dat geval zal het helemaal geen gasplaneet zijn, maar een soort mega-Pluto zonder dikke dampkring.
Ten slotte hebben de wetenschappers ook gekeken naar twee alternatieve scenario’s: dat Planet IX is gestolen van de passerende ster en/of een ingevangen zwerfplaneet is. Beide scenario’s hebben een waarschijnlijkheid van minder dan twee procent. Welke van al die modellen de juiste is? De tijd zal het leren 🙂
Aanwijzingen gevonden voor vulkanisme onder ijs in verre verleden van Mars
Mineralen (kleur) verraden vulkanische activiteit onder ijs in het verre verleden van Mars. Credit: NASA / JPL-Caltech / JHUAPL / ASU.
Lang geleden werd een veel groter deel van het Marsoppervlak door dikke lagen ijs bedekt, en kwam er onder dat ijs vulkanisme voor. Dat blijkt uit metingen met de gevoelige CROSM-spectrograaf van de Amerikaanse Mars Reconnaissance Orbiter.
In het gebied Sisiphy Montes op het zuidelijk halfrond van Mars (tussen ca. 55 en 75 graden zuiderbreedte) zijn in het verleden al merkwaardig gevormde bergen ontdekt die qua structuur doen denken aan vulkanen onder ijs. Bij zulke vulkaanuitbarstingen worden grote hoeveelheden as de ruimte in geblazen, soms op explosieve wijze – dat was bijvoorbeeld ook het geval bij de IJslandse vulkaan Eyjafjallajökull in 2010. Bij sommige van de bergen in Sisiphy Montes heeft CRISM nu de aanwezigheid aangetoond van kenmerkende mineralen zoals zeolieten, sulfaten en bepaalde kleimineralen. Dat doet sterk vermoeden dat het hier inderdaad gaat om actieve vulkanen die indertijd bedekt waren met een dikke laag ijs. Momenteel bevindt zich in het betreffende gebied geen oppervlakteijs; de zuidelijke poolkap van Mars heeft een middellijn van slechts een paar honderd kilometer en bevindt zich op een afstand van ruim 1500 kilometer. Bron: Astronomie.nl.
Meigalerij: er lijkt iets vreemds met die ringen van Saturnus
Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
Zie hier een foto van de ringen van Saturnus. Gemaakt door de Cassini ruimteverkenner op 11 februari dit jaar. Maar eh… wacht eens even, er is iets geks aan de hand. Je ziet de heldere ringen op de voorgrond van linksboven naar rechtsonder, terwijl er op de achtergrond ook nog ringen precies de andere kant uit gaan, van linksonder naar rechtsboven. Ringen die kriskras door elkaar lopen? Het valt allemaal uit te leggen mensen, er is niets geks met de ringen aan de hand. De ringen op de voorgrond zijn de echte ringen, die zo dun zijn dat we er doorheen kunnen kijken en op de achtergrond hun schaduw op Saturnus zien. Die ringen op de achtergrond zijn dus schaduw en door de hoek van inval van het zonlicht en de positie waar Cassini zich op het moment van de foto bevond komt de schaduw er een tikkeltje vreemd uit te zien. Als je overigens goed in de donkere streep kijkt die midden door het beeld loopt zie je precies in ’t midden een klein puntje. Dat is het maantje Pan en die donkere streep is de scheiding van Encke. Bron:NASA.
Marslandschap wordt mede gevormd door kokend water
Credit: NASA/JPL/University of Arizona
Onderzoekers hebben zojuist iets belangrijks ontdekt over het water op Mars: het stroomt niet alleen, het kookt zelfs! Dit vormt meteen een oplossing voor één van de mysteries van het oppervlak van de Rode Planeet. De resultaten van het onderzoek zijn gisteren gepubliceerd in Nature Geoscience.
In het kader van het onderzoek hebben de onderzoekers de condities op Mars gesimuleerd in een speciale kamer, waarna ze ijs in de kamer hebben neergelegd. Dit ijs ging smelten en zelfs stromen, maar daarna gebeurde iets anders: een deel van het water raakte aan de kook. Dit ging met voldoende kracht om ook het materiaal in de nabijheid van het water in beweging te brengen. Dat betekent dat in de buurt van stromend water op Mars ook stof en gruis in beweging zal worden gebracht. Het is wel belangrijk om te vermelden dat temperatuur hierbij niet de belangrijkste factor is, maar luchtdruk. De luchtdruk op Mars is honderd keer kleiner dan op aarde, waardoor ook het kookpunt van water veel lager komt te liggen.
Maar als de vlaktes op Mars verweerd worden door kokend water, dan hadden we dat toch eerder moeten zien? Waarom hebben we het voor het eerst in een experiment gezien, terwijl de Rode Planeet in de gaten gehouden wordt door een hele vloot aan ruimtesondes? Het blijkt dat we het inderdaad hebben zien gebeuren op Mars, maar we wisten simpelweg niet wát we precies zagen.
Sinds medio 2015 weten we dat – ook vandaag de dag – stromend water kan voorkomen aan het oppervlak van Mars, hoewel wetenschappers het al veel langer vermoed hebben. Een belangrijke aanwijzing wordt gevormd door foto”s van kraterhellingen op Mars, waarop zich verplaatsende geulen zichtbaar zijn. Het geulenpatroon is afhankelijk van de seizoenen en vooral in de zomer lijken de geulen een stromende vloeistof te bevatten (en wetenschappers hebben inmiddels bevestigd dat het om water moet gaan). Hoe warmer het wordt, hoe langer de geulen worden en hoe langer het water kan stromen, ondanks het feit dat zelfs de zomertemperatuur hiervoor te koud zou moeten zijn. Het water in de kraterwanden is echter geen gewoon water, maar een soort ultrazout pekelwater, hetgeen als een soort antivries fungeert.
Zelfs met die verklaring blijft er een belangrijk vraagstuk over. Kijk, we weten dat water kan stromen op Mars en we hebben zelfs een manier verzonnen waarmee we dat kunnen verklaren. Maar de veranderingen die het stromende water teweeg brengt, zijn veel groter dan zou moeten. De hoeveelheid water waarmee we te maken hebben is nogal klein en de stroomsnelheid is ook heel laag. Toch zijn de veranderingen die teweeg gebracht worden door het water groot genoeg om vanuit de ruimte zichtbaar te zijn! Hoe kan water het landschap zo snel en zichtbaar beïnvloeden?
De theorie van het kokende water lijkt een oplossing te vormen. Omdat het wateroppervlak tot koken wordt gebracht, worden stof en gruis in de omgeving van het water opgeworpen en verplaatst. De geulen worden dus niet alleen door water gecreëerd – door het koken worden verstoringen geïntroduceerd die ervoor zorgen dat de geulen diep genoeg worden uitgegutst in het oppervlak van de Rode Planeet om door satellieten zichtbaar te zijn.
Nu gaan ontdekkingen over water op Mars eigenlijk niet over water, maar over de mogelijkheid van leven op Mars. Wat dat betreft is de nieuwe ontdekking geen goed nieuws: het blijkt dat de hoeveelheid water dat nodig is om de geulen te maken veel kleiner is dan verwacht en bovendien een korte levensduur heeft. Geen geweldige omgeving dus voor micro-organismen! Verder kan het ook gevolgen hebben voor menselijke kolonisatie van de Rode Planeet. Als een toekomstige Marskolonie kanalen zou willen graven, dan moeten ze voorzichtig zijn met het ontwerp ervan, om te voorkomen dat de randen worden uitgesleten door kokend water. Maar dat is iets voor de verre, verre toekomst 😉
Bron: Gizmodo.
ExoMars 2018 wordt ExoMars 2020
ESA Exomars robot. Credit: ESA
De lancering van het tweede deel van de Europees-Russische ExoMars-missie is definitief uitgesteld van voorjaar 2018 naar zomer 2020. het ExoMars-project bestaat uit twee afzonderlijke ruimtevluchten: de Trace Gas Orbiter-satelliet en de demonstratie-lander Schiaparelli (samen ExoMars 2016) zijn met succes gelanceerd op 14 maart 2016; ze komen in oktober bij Mars aan. Het tweede deel van het project, oorspronkelijk ExoMars 2018 genoemd, bestaat uit een Russisch satellietplatform en een Europese Marswagen. In verband met diverse vertragingen is nu besloten om die lancering (ook met een Proton-raket vanaf de Russische lanceerbasis Baikonoer in Kazachstan) uit te stellen tot het volgende lanceervenster voor Marsvluchten, in juli 2020.
Bron: Astronomie.nl
Meigalerij: de zonnevlam van 17 april j.l.
Vanwege de meivakantie een paar daagjes wat leuke plaatjes en video’s. Vandaag een video van de zonnevlam die op 17 april j.l. losbarstte op de zon
Drie potentieel leefbare werelden gevonden rond nabije ultrakoele dwergster
Artist’s impression van de ultrakoele dwergster TRAPPIST-1, gezien vanaf het oppervlak van een van zijn planeten. Credit: ESO/M. Kornmesser
Astronomen die gebruik maken van de TRAPPIST-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla hebben op slechts veertig lichtjaar van de aarde drie planeten ontdekt die om een ultrakoele dwergster cirkelen. Deze werelden, die qua grootte en temperatuur vergelijkbaar zijn met Venus en de aarde, zijn de beste doelwitten voor de zoektocht naar leven buiten het zonnestelsel tot nu toe. Het is voor het eerst dat er bij zo’n kleine, zwakke ster planeten zijn ontdekt. De nieuwe resultaten worden op 2 mei 2016 in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Een team van astronomen, onder leiding van Michaël Gillon van het Institut d’Astrophysique et Géophysique van de Universiteit van Luik, heeft de Belgische TRAPPIST-telescoop [1]TRAPPIST (the TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) is een Belgische autonoom werkende 0,6-meter telescoop die wordt beheerd door de Universiteit van Luik en is gestationeerd op de La … Continue reading ingezet om de ster 2MASS J23062928-0502285 – inmiddels omgedoopt tot TRAPPIST-1 – te onderzoeken. Daarbij is ontdekt dat deze zwakke en koele ster met regelmatige tussenpozen een beetje zwakker wordt, wat erop wijst dat er vanaf de aarde gezien verschillende objecten voor de ster langs schuiven [2]Dit is een van de belangrijkste methoden die astronomen gebruiken om planeten bij sterren op te sporen. Ze kijken naar het licht dat de ster uitstraalt, om te zien of er momenten zijn waarop een deel … Continue reading. Een nauwkeurige analyse heeft laten zien dat het gaat om drie planeten die qua grootte vergelijkbaar zijn met de aarde.
Artist’s impression van de ultrakoele dwergster TRAPPIST-1, gezien vanuit de omgeving van een van zijn planeten. Credit: ESO/M. Kornmesser
TRAPPIST-1 is een ultrakoele dwergster – hij is veel koeler en roder dan de zon en nauwelijks groter dan Jupiter. Zulke sterren zijn heel talrijk in ons Melkwegstelsel en leven ook erg lang, maar het is voor het eerst dat bij een ervan planeten zijn ontdekt. Ondanks zijn nabijheid tot de aarde is de ster te zwak en te rood om waarneembaar te zijn met het blote oog of zelfs maar met een forse amateurtelescoop. Hij staat in het sterrenbeeld Waterman. Emmanuël Jehin, een van de medeauteurs van het nieuwe onderzoek, is opgetogen: ‘Dit betekent werkelijk een fundamentele verandering in onze kijk op de populatie van planeten en onze zoektocht naar leven in het heelal. Tot nu toe was het bestaan van zulke ‘rode werelden’ rond ultrakoele dwergsterren een zuiver theoretische kwestie. Maar nu hebben we bij zo’n zwakke rode ster niet één planeet ontdekt, maar een compleet stelsel van drie planeten!’
De ultra-koele dwergster TRAPPIST-1 in het sterrenbeeld Waterman. Credit:
ESO/IAU and Sky & Telescope.
Michaël Gillon, hoofdauteur van het artikel waarin de ontdekking wordt gepresenteerd, legt het belang van de nieuwe bevindingen uit: ‘Waarom we aardachtige planeten rond de kleinste en koelste sterren in de omgeving van de zon proberen te detecteren? Dat ligt voor de hand: met onze huidige technologie zijn stelsels rond deze kleine sterren de enige plekken waar we leven op een aardachtige exoplaneet zouden kunnen ontdekken. Dus als we leven elders in het heelal willen ontdekken, moeten we daar beginnen met zoeken.’ Astronomen zullen naar tekenen van leven gaan speuren, door te onderzoeken welk effect de atmosfeer van een voor de ster langs schuivende planeet heeft op het licht dat op de aarde aankomt. Bij de meeste sterren waarbij aardachtige planeten zijn ontdekt, wordt dit kleine effect overstraald door de helderheid van het sterlicht. Alleen bij zwakke, rode ultrakoele dwergsterren – zoals TRAPPIST-1 – is het effect groot genoeg om waarneembaar te zijn.
Vergelijking tussen de zon en de ultra-koele dwergster TRAPPIST-1. Credit: ESO
Vervolgwaarnemingen met grotere telescopen, waaronder het HAWK-I-instrument van ESO’s 8-meter Very Large Telescope in Chili, hebben laten zien dat de planeten die om TRAPPIST-1 cirkelen qua afmetingen veel op de aarde lijken. Twee van de planeten hebben omlooptijden van respectievelijk 1,5 en 2,4 dagen. De omlooptijd van de derde planeet is minder goed bekend: die ligt tussen de 4,5 en 73 dagen. ‘Met zulke korte omlooptijden moeten de planeten zich twintig tot honderd keer zo dicht bij hun ster bevinden als de aarde bij de zon. Qua schaal lijkt de structuur van dit planetenstelsel meer op het manenstelsel van Jupiter dan op het zonnestelsel,’ legt Michaël Gillon uit. Hoewel ze zich heel dicht bij hun kleine moederster bevinden, ontvangen de twee binnenste planeten respectievelijk maar vier en twee keer zoveel straling als de aarde. Dat komt doordat hun ster veel zwakker is dan de zon. Wel bevinden de twee planeten zich dichter bij de ster dan de leefbare zone van dit stelsel, hoewel het denkbaar is dat sommige delen van hun oppervlakken toch leefbaar zijn. De omloopbaan van de buitenste planeet is nog niet goed bekend, maar deze wereld ontvangt waarschijnlijk minder straling dan de zon. Wel zou hij zich net binnen de leefbare zone kunnen bevinden. ‘Dankzij de verschillende reuzentelescopen die momenteel in aanbouw zijn, waaronder ESO’s E-ELT, en de James Webb Space Telescope van NASA, ESA en CSA die in 2018 wordt gelanceerd, zullen we binnenkort in staat zijn om de samenstelling van de atmosferen van deze planeten te onderzoeken – eerst op de aanwezigheid van water, later ook op sporen van biologische activiteit. Dat is een belangrijke stap in de zoektocht naar leven in het heelal,’ concludeert medeauteur Julien de Wit van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de VS.
Dit onderzoek geeft een nieuwe richting aan de jacht op exoplaneten, omdat ongeveer vijftien procent van alle sterren in de omgeving van de zon ultrakoele dwergsterren zijn. Het benadrukt ook dat de zoektocht naar exoplaneten nu een stadium heeft bereikt waarin het mogelijk wordt om potentieel leefbare verwanten van de aarde op te sporen. De TRAPPIST-survey is een voorbode van een ambitieuzer project, SPECULOOS geheten, dat op de Paranal-sterrenwacht van ESO zal worden geïnstalleerd [3]SPECULOOS wordt grotendeels gefinancierd door de Europese Onderzoeksraad en staat eveneens onder leiding van de Universiteit van Luik. Op de Paranal-sterrenwacht zullen vier autonoom werkende 1-meter … Continue reading. Bron: ESO.
References
| ↑1 | TRAPPIST (the TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) is een Belgische autonoom werkende 0,6-meter telescoop die wordt beheerd door de Universiteit van Luik en is gestationeerd op de La Silla-sterrenwacht van ESO in Chili. Hij besteedt een groot deel van zijn tijd aan het in de gaten houden van de helderheid van ongeveer zestig nabije ultrakoele rode dwergen en bruine dwergen (‘sterren’ die niet genoeg massa hebben om voortdurend energie op te wekken door middel van kernfusie). Op die manier wordt naar mogelijke planeetovergangen gezocht. De hier beschreven ster, TRAPPIST-1, is een ultrakoele dwergster met ongeveer 0,05% van de lichtkracht en ongeveer acht procent van de massa van de zon. |
|---|---|
| ↑2 | Dit is een van de belangrijkste methoden die astronomen gebruiken om planeten bij sterren op te sporen. Ze kijken naar het licht dat de ster uitstraalt, om te zien of er momenten zijn waarop een deel van dat licht wordt tegengehouden. Wanneer dat met grote regelmaat gebeurt, is dat een teken dat er (vanaf de aarde gezien) een planeet voor zijn moederster langs schuift – een verschijnsel dat planeetovergang wordt genoemd. |
| ↑3 | SPECULOOS wordt grotendeels gefinancierd door de Europese Onderzoeksraad en staat eveneens onder leiding van de Universiteit van Luik. Op de Paranal-sterrenwacht zullen vier autonoom werkende 1-meter telescopen worden geïnstalleerd, die de komende vijf jaar naar planeten bij vijfhonderd ultrakoele sterren gaan zoeken. |
Kan Planet IX gevonden worden door ‘oerknaltelescopen’?
Impressie vanj Planeet IX. Credit: Caltech/Robert Hurt
Eerder dit jaar werd een studie gepubliceerd waarin de uitlijning van verschillende verre Kuipergordel-objecten wordt toegeschreven aan een nog onontdekte planeet in de buitendelen van het zonnestelsel. Deze hypothetische Planet IX zou een massa van tien aardes hebben en op een afstand van zo’n 700 AU staan. Het is een uitdaging om die planeet ook daadwerkelijk te vinden, aangezien Planet IX ontzettend lichtzwak zal zijn. Maar misschien kunnen we de planeet op een andere manier waarnemen? Het blijkt namelijk dat Planet IX, met een oppervlakte-temperatuur van zo’n 30 tot 50 Kelvin (-220 tot -240 graden Celsius), straling uitzendt met een golflengte van 50 tot 100 micrometer. Nu zijn telescopen waarmee gekeken wordt naar de kosmische achtergrondstraling (de nagloed van de oerknal) precies gevoelig voor dit soort submillimeterstraling. Dat betekent dat Planet IX zichtbaar zou kunnen zijn voor bijvoorbeeld CCAT, de South Pole Telescope, en de Atacama Cosmology Telescope! De planeet zou dan zichtbaar zijn als een puntvormige stralingsbron die in de loop van een jaar een piepklein beetje heen en weer schommelt als gevolg van de draaiing van de aarde om de zon. Bron: American Astronomical Society
Nee, donkere materie bestaat niet uit bepaalde soorten axionen
Illustratie hoe licht vanuit een ver sterrenstelsel in axionen zou kunnen veranderen. Credit: Aurore Simonnet, Sonoma State University en NASA/NOAA/GSFC/Suomi NPP/VIIRS/Norman Kuring.
Het heelal bestaat maar voor een klein beetje uit gewone materie, zoals protonen, neutronen en elektronen, te vinden in sterren, planeten, gas- en stofwolken, mensen en dieren. Maar 15% van alle materie in het heelal is gewoon, de rest is de mysterieuze donkere materie, welke zich alleen verraadt door haar gravitationele invloed, waardoor bijvoorbeeld zwaartekrachtslenzen bij clusters van sterrenstelsels ontstaan. Omdat de speurtocht naar de deeltjes waaruit donkere materie bestaat tot nu toe niets heeft opgeleverd hebben veel natuurkundigen het denkbeeld dat deze deeltjes ‘weakly interactive massive particles’ (WIMP’s) zijn verlaten en hun toevlucht gezocht naar alternatieve modellen, axionen [1]Het axion is een zogenaamd scalair boson (spin 0), dat neutraal is (lading 0) en dat zeer licht is (˜0,0005 eV). Het bestaan van het axion volgt uit de Peccei-Quinn theorie uit 1977, welke een … Continue reading. Maar wat blijkt nu uit analyses die sterrenkundigen van de Universiteit van Stockholm hebben gedaan aan gegevens verzameld met de Fermi gamma ruimtetelescoop aan straling van een sterrenstelsel in de Perseus cluster? Dat bepaalde vormen van axionen uitgesloten kunnen worden als kandidaat voor donkere materie, nee sterker, dat ze waarschijnlijk niet eens bestaan. In theorie zou energierijk licht, zoals gammastraling, van een ver verwijderd sterrenstelsel onderweg naar de aarde kunnen veranderen in ‘axion-like particles’ (ALPs), als er magnetische velden zijn, zoals de illustratie hierboven laat zien. Maar die zijn dus niet waargenomen. Dat betekent dus dat de vraag wat donkere materie nou precies is nog steeds niet beantwoord is. Bron: Universiteit van Stockholm.
References
| ↑1 | Het axion is een zogenaamd scalair boson (spin 0), dat neutraal is (lading 0) en dat zeer licht is (˜0,0005 eV). Het bestaan van het axion volgt uit de Peccei-Quinn theorie uit 1977, welke een oplossing biedt voor het ‘sterke CP probleem’ (CP=charge parity) uit de quantum chromodynamica (QCD), de theorie achter de sterke wisselwerking. Het axion is vrij stabiel en het reageert zeer zwak met de rest van de elementaire deeltjes uit het Standaard Model. Axionen zouden tijdens de oerknal gevormd kunnen zijn en na de afkoeling als gevolg van de uitdijing van het heelal zouden ze verenigd zijn in een zogenaamd Bose-Einstein condensaat, welke het gehele heelal zou vullen. Daarmee zouden axionen ‘koude’ donkere materie vormen, koud in de zin van langzaam bewegend. |
|---|