Noordwijk krijgt Europees centrum voor Galileo-data

Galileo

Wanneer ESA’s Galileo-navigatiestelsel operationeel is, zullen de prestaties ervan worden gemonitord vanuit Nederland. Dat gebeurt in het Galileo Reference Center, dat pal naast ESA’s testcentrum ESTEC in Noordwijk wordt gebouwd. De bouw is in handen van het Katwijkse Van Rhijn Bouw BV.

Het Galileo Reference Center (GRC) gaat een cruciale rol spelen in het satellietnavigatienetwerk, dat een tegenhanger is van het Amerikaanse GPS. Vanuit het GRC worden onafhankelijke metingen gedaan van Galileo’s prestaties. Die metingen presenteert GRC in de vorm van rapportages. Ook zal het centrum analyses maken van de prestaties van toegewijde campagnes.

De GRC, die op het Space Business Park nabij de rotonde aan de Zwarteweg in Noordwijk komt te staan, moet op 1 juni 2017 opgeleverd worden. Het referentiecentrum is dan klaar om de initi

Zondag 31 juli om 21.41 uur bereikt Juno z’n apojove

Credit: NASA/JPL-Caltech

Op zondag 31 juli om 21.41 uur Nederlandse tijd zal de Juno sonde van de NASA in z’n baan om de grote planeet Jupiter zijn ‘apojove’ bereiken, het punt dat ‘ie het verst van de planeet staat. Een tijdje terug had ik een blog over aphelium, apogeum, apastron, apacynthion en apobothron, maar daar mag die apojove aan worden toegevoegd – ‘jove’ staat voor Jupiter. Op dat moment bevindt Juno zich 8,1 miljoen km van het oppervlak van de planeet vandaan. In z’n huidige baan duurt één omloop van Juno om Jupiter 53,4 dagen. Op 27 augustus zal ‘ie zich in het ‘perijove’ bevinden, het punt het dichtste bij Jupiter, slechts 4200 km boven de toppen van de bovenste wolken in de atmosfeer van de gasreus. Daarna zal ‘ie nog één zo’n lange omloop maken en vervolgens zal de sonde door baanmanoeuvres een korte omloopbaan om Jupiter krijgen, die slechts 14 dagen zal duren. Hieronder een afbeelding met een voorstelling van de baan van Juno om Jupiter.

Credit: NASA/JPL-Caltech

Juno kwam op 4 juli in z’n huidige baan om Jupiter terecht. Als die kortere omloopbaan bereikt is, hetgeen op 19 oktober zal gebeuren, zal de wetenschapsfase van de sonde aanbreken. Vanaf dat moment zal Juno de inwendige structuur, de dampkring en het magnetisch veld van de planeet gaan bestuderen, waarbij de kortste afstand tot de bovenkant van het wolkendek slechts 5000 km zal bedragen. De bedoeling is dat Juno 37 keer om Jupiter zal gaan draaien. Juno, een gelukkig apojove morgenavond! Bron: NASA.

Jupiter onthult nieuwe geheimen

Jupiters Grote Rode Vlek en omgeving, gezien door de Very Large Array (boven) en door Hubble (onder). De radiogolflengten van 2 centimeter (blauw) en 3 centimeter (goud) geven een beeld van de situatie op diepten van 30 tot 90 kilometer onder de wolken.

Astronomen zijn meer te weten te komen over de samenstelling van het inwendige van de gasreus Jupiter. Onder de kleurrijke wolkenbanden hebben astronomen namelijk een enorme hoeveelheid ammoniakgas aangetroffen.

Astronomen maten radiostraling van Jupiters atmosfeer, in golflengten die zich niet laten hinderen door Jupiters wolken in de bovenlaag. Omdat de warmtestraling op radiogolflengtes deels wordt geabsorbeerd door de aanwezigheid van ammoniakgas, konden de onderzoekers bepalen hoeveel ammoniak zich daar in de atmosfeer bevond en op welke hoogte. Zo konden de onderzoekers op die plekken tot ongeveer 100 kilometer diep kijken in de atmosfeer van de grootste planeet van ons zonnestelsel.

Die diepere lagen, waar zich ook wolken vormen, zijn nog grotendeels nieuw terrein. Door deze gebieden te bestuderen, hopen astronomen te ontdekken hoe de vorming van wolken en de circulatie van ammoniak in de atmosfeer in gang wordt gezet. De studies werpen ook nieuw licht op vergelijkbare processen op andere gasreuzen: in ons eigen zonnestelsel, maar ook op nieuw ontdekte exoplaneten rond verder weg gelegen sterren.

Feitelijk hebben we zo een driedimensionaal beeld gemaakt van ammoniakgas in Jupiters atmosfeer, die de opwaartse en neerwaartse bewegingen in de turbulente atmosfeer van de planeet laat zien“, zegt eerste auteur Imke de Pater. Zij is professor astronomie aan de Universiteit van California en ook verbonden aan SRON.

Kan het neutrino schommel-mechanisme voor de materie-antimaterie asymmetrie hebben gezorgd?

Het super-Kamiokande neutrino observatorium. Credit: Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo

Er is veel meer materie dan antimaterie in het heelal. Gelukkig maar, want als het in gelijke hoeveelheden voorkomt en materie en antimaterie komen met elkaar in aanraking, dan annihileren ze en veranderen ze in licht, hetgeen voor het heelal niet goed zou zijn. Deze zogeheten Baryon asymmetrie moet in het vroege heelal ontstaan zijn, maar hoe dat precies gebeurd is dat is nog een raadsel. Volgens het Standaard Model van de elementaire deeltjes en natuurkrachten zouden er eigenlijk gelijke hoeveelheden materie en antimaterie moeten zijn, want voor beiden geldt de CP-symmetrie, dat is symmetrie van lading (‘charge’) en pariteit (‘parity’). Bij quarks is al lang geleden ontdekt dat die soms de CP-symmetrie schenden en dat quarks zich anders gedragen dan antiquarks. Nu blijkt echter uit experimenten uitgevoerd met het T2K experiment in Japan, waarbij bundels neutrino’s en antineutrino’s worden geproduceerd in Tokai en gestuurd naar het ondergrondse Super-Kamiokande neutrino observatorium (zie afbeelding hierboven) in Kamioka, 320 km verderop, dat mogelijk ook de neutrino’s aan CP-schending doen.

Neutrino oscillaties. Credit: Matt Strassler

Er zijn drie soorten neutrino’s – elektron, muon en tau neutrino’s – en sinds 1998 weet men dat deze kunnen ‘oscilleren’, waarbij ze van de ene smaak (‘flavor’) over kunnen gaan in de andere smaak. Om te kunnen oscilleren moeten de neutrino’s een quantum-mechanische mix of “superpositie” van drie mogelijke massa’s zijn. Dat is op zich al vreemd, want volgens het Standaard Model zouden ze massaloos moeten zijn, net als de fotonen. Naast de drie smaken neutrino’s zijn er ook drie smaken antineutrino’s, die ook in elkaar kunnen oscilleren. Eerder was al waargenomen dat er een belangrijk verschil tussen de neutrino’s en antineutrino’s is: alle neutrino’s zijn linkshandig – ze draaien met de klok mee ten opzichte van hun bewegingsrichting – en alle anti-neutrino’s zijn rechtshandig.

Credit: Lucy Reading-Ikkanda for Quanta Magazine

Volgens de CP-symmetrie van het Standaard Model zouden neutrino’s en antineutrino’s in dezelfde mate moeten oscilleren. Om dat te onderzoeken keek men bij het T2K experiment naar oscillaties tussen de smaken elektron en muon. Bij CP symmetrie zouden ze 23 elektron neutrino’s en 7 elektron antineutrino’s moeten zien, bij maximale CP schending zouden dat er 27 respectievelijk 6 moeten zijn. Wat kwam uit de experimenten naar voren: men zag 32 elektron neutrino’s en 4 elektron antineutrino’s! Een duidelijker schending van de CP-symmetrie is er niet. Wel gelijk vermelden dat dit maar één experiment is dat deze schending gedetecteerd heeft en de statistische betrouwbaarheid van de meting is met 2? niet hoog, maar toch…

Credit afbeelding: FNAL

Men denkt nu dat als neutrino’s inderdaad aan CP-schending doen dat er een mechanisme is wat dat veroorzaakt, iets wat men het schommel mechanisme noemt (‘Seesaw mechanism’, zie afbeelding hierboven). Volgens dat mechanisme zouden de lichte linkshandige neutrino’s een zware partner moeten hebben, die rechtsdraaiend is, de lichte, rechtshandige antineutrino’s zouden een zware, linkshandige antipartner moeten hebben. Neutrino’s én antineutrino’s zouden Majorana deeltjes zijn, die van de ene in de andere kunnen veranderen en die identiek zijn, behalve dan hun links- of rechtshandigheid. Het idee is nu dat het vroege heelal dicht bevolkt was met die zwaardere neutrino’s en antineutrino’s uit het schommel mechanisme. Als neutrino’s inderdaad aan CP-schending doen dan zou het kunnen dat de zwaardere neutrino’s en antineutrino’s in dat vroege heelal vervielen en dat daarbij meer materie ontstond dan antimaterie. En dat zou dan mogelijk een verklaring geven voor de waargenomen baryon asymmetrie. Hieronder tenslotte nog een video over de rol van symmetrie in de natuur.

Bron: Quanta Magazine.

Korte maar boeiende documentaires over de zoektocht naar buitenaards leven

Alpha Centauri (links), Beta Centauri (rechts) en Proxima Centauri (rode cirkel). Alpha Centauri bestaat zelf uit twee componenten, A en B, maar die zijn op deze opname niet opgelost.

Exoplaneten zijn helemaal “in” tegenwoordig. Mede dankzij de Kepler-ruimtetelescoop kennen we nu letterlijk duizenden planeten die rondom andere sterren draaien. Maar hoeveel van die planeten kunnen leven ondersteunen? In de korte documentaire The Search for Earth Proxima bespreken wetenschappers de huidige projecten om levensvatbare planeten te vinden. Het tweede gedeelte van de video staat in het teken van de speurtocht naar leven bij onze dichtstbijzijnde stellaire buur: Alpha Centauri. Deze speurtocht wordt georganiseerd door de non-profitorganisatie Mission Centaur, die is opgericht door een aantal wetenschappers uit Silicon Valley. In het kader van dat project worden technieken ontwikkelt om het (eventueel aanwezige) planetenstelsel rondom alledrie de componenten van Alpha Centauri in groot detail te fotograferen. Als de sterren van Alpha Centauri namelijk planeten hebben, en die kans is vrij groot, dan is volgens de laatste modellen zo’n 80 procent kans dat zo’n planeet zich in de leefbare zone zal bevinden. Spannend!

Rosetta: kometen als 67P stammen uit de oertijd van het zonnestelsel

Komeet 67P, gefotografeerd op 22 maart 2015 met de NAVCAM van Rosetta. Credit: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0

Op basis van onderzoek met de Europese Rosetta ruimteronde afgelopen twee jaar aan de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko komen wetenschappers tot de conclusie dat kometen stammen uit de oertijd van het zonnestelsel en dat ze geen jongere brokstukken zijn, die zijn ontstaan door achtereenvolgende botsingen tussen grotere objecten, zoals ijsachtige trans-Neptunische objecten (TNO’s). Een team van wetenschappers onder leiding van Björn Davidsson (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology in Pasadena (USA) heeft daarover een artikel gepubliceerd in het vakblad Astronomy & Astrophysics. Dit betekent dat kometen ‘primordiale’ objecten zijn, die ons meer kunnen vertellen over de ontstaansgeschiedenis van het zonnestelsel, dat 4,6 miljard jaar oud is. Hieronder een profiel dat men van 67P heeft opgesteld – dubbelklikken om te verprimordialiseren.

Credit: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0

67P blijkt een komeet te zijn met een lage dichtheid, een hoge porositeit en een uitgebreide gelaagdheid. Zoals we op de foto’s kunnen zien bestaat komeet 67P uit twee delen, een ‘lichaam’ en een ‘kop’. Die twee delen moeten oorspronkelijk los door de ruimte hebben gezweefd en door een zachte botsing met elkaar zijn samengegaan, in de koude buitengebieden van het zonnestelsel. De gelaagdheid wijst er op dat ze voor dat samengaan al geleidelijk materiaal moeten hebben verzameld, waardoor ze als een ui gegroeid zijn. De porositeit van 67P is een aanduiding dat de komeet geen gevolg is van harde botsingen. Volgens de onderzoekers zijn kometen gegroeid door zachte botsingen in het vroege zonnestelsel tussen zogeheten ‘kometesimalen’. In het gebied genaamd Bastet op 67P heeft men drie ronde vormen gezien, die wellicht overblijfselen zijn van deze kometesimalen. Ook heeft men kleine structuren gevonden, die ‘kippevel’ worden genoemd (Engels: goosebumps) en dat zijn wellicht kleine vormen van kometesimalen. Hieronder een infografiek van de twee modellen van het ontstaan van kometen. Het onderzoek aan 67P laat zien dat het rechter model nu favoriet is.

Credit: ESA/Rosetta.

Eh… nou we het toch over de Rosetta missie hebben: afgelopen woensdag is de communicatatie uitgeschakeld tussen Rosetta en Philae, de lander op de komeet. Daar was al een jaar lang geen contact meer mee, maar nou is het dus officieel over en uit met Philae – snif snif. En op 30 september zal er ook een einde komen aan Rosetta, als die zal neerkomen op komeet 67P. Bron: ESA.

Atmosfeer van Jupiter wordt opgewarmd door de Grote Rode Vlek

Credit: Karen Teramura, UH IfA, James O’Donoghue

Uit onderzoek is gebleken dat de Grote Rode Vlek zorgt voor een opwarming van de dampkring erboven. De Grote Rode Vlek is een gigantische storm, drie keer groter dan de aarde, op de planeet Jupiter. Deze Rode Vlek is officieel voor het eerst in 1831 waargenomen, maar is mogelijk dezelfde structuur als de “permanente vlek” die in 1665 door Giovanni Cassini werd gezien. Uit infraroodmetingen is gebleken dat 800 kilometer boven deze Grote Rode Vlek de temperatuur veel hoger is dan boven de rest van de wolkentoppen van de planeet. Is dit een merkwaardig toeval of een dikke aanwijzing? Het laatste, zo blijkt uit computersimulaties. De Grote Rode Vlek is namelijk een enorme bron van energie. De betrokken onderzoekers denken dat de Grote Rode Vlek akoestische energiegolven afgeeft, golven die vibreren in de bewegingsrichting. Zodra deze ‘stukslaan’ op een ander soort golven, namelijk gravitatiegolven, wordt veel warmte geproduceerd. Trouwens, we hebben het hier niet over de gravitatiegolven van Einstein (van het soort die door LIGO gedetecteerd worden), maar over een heel ander soort gravitatiegolven! Bron: New Scientist.

Spitzer en WISE zien een eenzame, merkwaardige, jonge ster, CX330

Impressie van de jonge ster CX330, omgeven door een donutachtige stofwolk. Credit: NASA/JPL-Caltech

Het was de röntgensatelliet Chandra van de NASA die ‘m in 2009 als eerste opmerkte, toen ‘ie ‘m als een bron van röntgenstraling detecteerde: het object genaamd CX330. Nu blijkt door onderzoek in infraroodlicht met de Spitzer en WISE satellieten, eveneens van de NASA, dat het gaat om zeer jonge ster van nog geen miljoen jaar oud, omgeven door een warme, donutachtige stofwolk, die infraroodlicht uitzendt. Zo’n jonge ster is op zich niet bijzonder, maar wat CX330 wel bijzonder maakt is dat ‘ie ver weg ligt van andere stervormingsgebieden. Normaal gesproken ontstaan sterren in groepen in grote interstellaire gas- en stofwolken, zoals de Orionnevel, en dan voeden ze zich met het daar aanwezige gas- en stof. Maar CX330 is geheel geïsoleerd, meer dan duizend lichtjaar verwijderd van de dichtstbijzijnde stellaire kraamkamer.

De WISE satelliet van de NASA. Credit: NASA/JPL-Caltech

Sinds 2009 is CX330 ook flink aan het veranderen, want hij blijkt al honderden keren helderder te zijn geworden en af en toe schiet ‘ie ook flinke, energierijke straalstromen de ruimte in, die dan in botsing komen met het omringende gas en stof. Het komt voor dat sterren soms wegschieten uit zo’n interstellaire kraamkamer, maar dat lijkt bij CX330 niet het geval, omdat ‘ie nog omringd is door de stofwolk, waaruit hij zich nog steeds voedt. Bij zo’n gekatapulteerde ster zou die stofwolk er niet zijn. Een mogelijkheid zou kunnen zijn dat CX330 een zeer kort stadium uit het leven van een ster laat zien, die we nog niet kennen en die ze wellicht allemaal meemaken. Wellicht dat in zijn geval de interstellaire gas- en stofwolk niet een groep sterren produceerde, maar slechts eentje, CX330. Ook zijn er wellicht wel andere, jonge sterren in de buurt van CX330, maar hebben we die nog niet gezien. Bron: NASA/JPL.