Mysterieuze ster lijkt zowel oud als jong tegelijkertijd te zijn

Credit: NASA/JPL-Caltech

Wel eens van de ster IRAS 19312+1950 gehoord? Waarschijnlijk niet, maar desondanks is he één van de meest mysterieuze sterren die we kennen. De ster lijkt namelijk zowel oud als jong te zijn….tegelijkertijd! De ster is rond het jaar 2000 ontdekt en bevindt zich op een afstand van 12.000 lichtjaar van de aarde. Het blijkt een zuurstofrijke ster te zijn van ongeveer tien zonnemassa’s, daar heerst geen twijfel over. Maar hoe oud is de ster eigenlijk? In de eerste plaats zijn in de directe omgeving van de ster twee masers aangetroffen – de microgolftegenhanger van een laser. Het gaat om een siliciumoxide-maser en een hydroxyl-maser en beide worden gebruikelijk aangetroffen bij oude sterren. Okee, IRAS 19312+1950 moet dus een oude geëvolueerde ster zijn die het waterstof in zijn kern verbruikt heeft en nu zwaardere brandstoffen aan het fuseren is. Case closed….toch? Nee, want de ster wordt omringd door een gaswolk met een chemische samenstelling die doet denken aan stervormingsgebieden. Zou een oude ster dan stiekem een sterrenkraamkamer zijn binnengedrongen? Recente metingen hebben dat weerlegd. De wolk rondom IRAS 19312+1950 blijkt namelijk te krimpen en dat betekent dat de ster materiaal aan het opzuigen is. Dat zie je alleen maar bij jonge sterren! Bij een oude ster zou het omringende materiaal juist moeten uitdijen. Bovendien is de massa van de omringende “envelop” ruim 700 zonnen en dat is veel meer dan geproduceerd kan worden door een bejaarde of stervende ster. Het lijkt er op dat IRAS 19312+1950 dus een piepjonge ster is, met eigenschappen van een bejaarde ster. Het lijkt The Curious Case of Benjamin Button wel 😛

Bron: NASA.

Tot zes miljoen jaar geleden was het Melkwegstelsel ook een quasar

Credit: Mark A. Garlick/CfA

Onderzoek door een team van sterrenkundigen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) onder leiding van Fabrizio Nicastro heeft laten zien dat ons eigen Melkwegstelsel tot zo’n zes miljoen jaar geleden heel wat actiever was en dat het centrale zwarte gat zoveel straling produceerde dat het een quasar was. Dat zwarte gat – Sagittarius A* geheten, kortweg Sgr A*, gelegen in het sterrenbeeld Boogschutter (Sagittarius) – is ruim 4,3 miljoen zonsmassa zwaar en heden ten dage is het een rustig zwart gat, een soort slapende reus. Maar dat was vroeger dus niet zo. Meet behulp van de Europese röntgensatelliet XMM-Newton (zie afbeelding hieronder) heeft men heet gas in de Melkweg bestudeert en daar kwam een verrassend resultaat uit naar voren. Dat onderzoek deed men omdat er een massaprobleem is. De totale massa van de Melkweg wordt op basis van rotatiecurven geschat op 1 á 2 biljoen zonsmassa.

Credit: ESA-C. Carreau

Het grootste deel daarvan is de donkere materie, zo’n 150 tot 300 miljard zonsmassa is gewone materie, in de vorm van sterren, gas- en stofwolken en planeten. Probleem is dat we niet alleen weten wat die donkere materie precies is, maar ook dat van die 150 á 300 miljard gewone materie óók het grootste deel vermist wordt – we zien slechts het licht van 65 miljard zonsmassa, uitgezonden door die sterren, gas- en stofwolken en planeten. Met XMM-Newton ging men op jacht naar de ontbrekende gewone materie en die werd grotendeels gevonden in de vorm van heet, ijl gas tussen de sterren. Maar toen dat in kaart werd gebracht stuitte men op een grote bel in het centrum van de Melkweg, pakweg 20.000 lichtjaar in diameter [1]Het zonnestelsel bevindt zich op ongeveer 27.000 lichtjaar afstand van Sgr A., waar het gas minder dicht is. Berekeningen laten zien dat die bel zich met een snelheid van zo’n 1000 km/s uitbreidt. Terugrekenend komt men uit op een leeftijd van zo’n zes miljoen jaar, toen Sgr A in een actieve fase begonnen moet zijn met deze bel ‘te blazen’. Zwarte gaten kunnen opleven als hun platte accretieschijf gevoed wordt met materie en kennelijk werd Sgr A* toen gevoed met voldoende materie, zodat het als quasar de gehele Melkweg kon overstralen en een schokgolf het gas rondom leegruimde. Men schat in dat de actieve fase van Sgr A* 4 tot 8 miljoen jaar duurde en dat die fase zes miljoen jaar geleden eindigde. Naast de lege bel in de Melkweg is hier nog een aanwijzing voor gevonden, te weten de vondst van sterren in de kern van de Melkweg, die een leeftijd hebben van ca. zes miljoen jaar  en die zouden zijn ontstaan uit het materiaal dat lang geleden in de richting vanSgr A* stroomde. Hier het vakartikel over deze vondst, gepubliceerd in The Astrophysical Journal. Bron: CfA.

References[+]

References
1 Het zonnestelsel bevindt zich op ongeveer 27.000 lichtjaar afstand van Sgr A.

Vrijdag lezing bij Huygens: de donkere sector van het heelal

 Credit: NASA, ESA, and M. Montes (University of New South Wales, Sydney, Australia)

Na een soort van zomerslaap – traditioneel vanwege de korte, grijze nachten gedurende de zomermaanden – start komende vrijdag sterrenkundevereniging Christiaan Huygens in Papendrecht z’n nieuwe seizoen vol met lezingen en waarnemingsavonden. Het seizoen wordt geopend met een lezing over de ‘donkere sector van het heelal’ en degene die de lezing gaat geven is …. tataratááá….tromgeroffel… ondergetekende. 😀 Yep, de programma-activiteitencommissie (PAC) van Huygens heeft mij daarvoor gevraagd en je moet sterk in je schoenen staan om daar nee tegen te zeggen. De donkere sector gaat over de 95% van het heelal dat we niet kennen, de mysterieuze donkere materie (27%) en de zo niet nog mysterieuzere donkere energie (68%) – de overige 5% is de gewone materie, de ‘baryonen’ waaruit jij en ik bestaan, de planeten, gas- en  stofwolken, dwergsterren, neutronensterren en zwarte gaten. Ik ben ’s avonds bezig om de laatste hand te leggen aan de presentatie die ik zal geven, vandaar dat de ‘gewone’ blogjes eventjes op de tweede plaats komen. Tsja, je rukt zo’n presentatie ook niet uit een lade. 😀 Om 20:00 uur is de zaal in Papendrecht open en ben je van harte welkom. Zoals gebruikelijk beginnen ze bij Huygens om 20:30 uur.

NASA heeft na twee jaar weer contact met zonne-observatorium

NASA heeft het contact hersteld met een zonnesatelliet die twee jaar lang stil is gebleven. Het gaat om de STEREO-tweelingsondes (Solar Terrestrial Relations Observatory) die in 2006 gelanceerd zijn om de zon in de gaten te houden. De ene ruimtesonde, STEREO A, draait voor de aarde uit rond de zon, terwijl de andere (STEREO-B) juist achter ons aan loopt. De ruimtesondes zijn geprogrammeerd om iedere dag contact te maken met de aarde en om zichzelf te rebooten als 72 uur lang geen contact is geweest. De missie zou eigenlijk twee jaar duren, maar is steeds verlengd. Dat is op zich natuurlijk goed nieuws, maar dat betekent w

Astronomen ontdekken “superplaneet” bij jonge ster

Credit: Konopacky et al., 2016.

Astronomen hebben een bruine dwerg ontdekt in een omloopbaan rond de nabije ster HR 2562. De ontdekking heeft uitgewezen dat bruine dwergen niet altijd op dezelfde wijze als sterren ontstaan – ze kunnen ook ontstaan zoals planeten dat doen. HR 2562 is een F-ster met dertig procent meer massa dan de zon, op een afstand van 110 lichtjaar. Rondom de vrij jonge ster bevindt zich een puinschijf, een restant van planeetvorming, die zich uitstrekt van 38 tot 75 AU vanaf de moederster. Binnen die schijf bevindt zich een schoongeveegde ruimte en hiervoor is meestal een planeet verantwoordelijk. Men heeft die ‘planeet’ ook gevonden, maar de massa blijkt maar liefst 30 keer die van Jupiter te bedragen. Hiermee is het officieel een bruine dwerg, een mislukte ster met onvoldoende massa om aan kernfusie te doen. Maar astronomen zitten met een probleem opgezadeld: de officiële definitie van een bruine dwerg is namelijk “een substellair object dat ontstaat zoals een ster en minimaal 13 Jupitermassa’s weegt”. Maar in dit geval is het object met meer dan 13 Jupitermassa’s helemaal niet ontstaan zoals een ster, maar zoals een planeet. Moeten we het dan wel een bruine dwerg noemen? Wellicht is het tijd om aan de definitie te werken. Sommige astronomen noemen een stellair of substellair object dat ontstaan is vanuit een planeetvormende schijf een “planetar” en ook wel een “Hyper-Jupiter”. Lange tijd waren dit puur hypothetische begrippen. Men heeft wel eerder bruine dwergen gevonden die rondom sterren draaien, maar die worden meestal beschouwd als binaire objecten met een groot massaverschil. Dat betekent dat zo’n bruine dwerg ontstaan is door fragmentatie van de moleculaire wolk en dus zoals een ster is ontstaan. Maar nu heeft men voor het eerst een planetar of Hyper-Jupiter gevonden: een superplaneet met (veel) meer dan 13 Jupitermassa’s. Bron: Phys.org.

Zouden we ruimtesondes naar Proxima b kunnen sturen?

Artist’s impression van de planeet die rond Proxima Centauri draait. Credit: ESO/M. Kornmesser

Het zal je niet zijn ontgaan. Rondom de dichtstbijzijnde ster tot de zon is een rotsachtige en mogelijke aarde-achtige planeet aangetroffen. Maar kunnen we die planeet binnenkort ook bezoeken? Het antwoord is….misschien. Het is waarschijnlijk te doen, maar het zal niet gemakkelijk worden en ook zeker niet goedkoop. Het bedrijf Breakthrough Initiatives heeft echter goede hoop. Zij hebben een initiatief ontwikkelt dat Breakthrough Starshot wordt genoemd. Hierbij wordt een hele vloot aan piepkleine ruimtesondes (van slechts een paar gram per stuk) gelanceerd met behulp van laserstralen. Vervolgens zou door een combinatie van lichtzeilen en lasers zo’n twintig procent van de lichtsnelheid behaald moeten worden. Op die manier zouden we Proxima Centauri in zo’n twintig jaar kunnen bereiken.

De miniatuur-ruimtesondes, die wafersats genoemd worden, bevatten printplaatjes waarmee informatie verzameld kan worden. Dit alles zal een flinke duit gaan kosten en voorlopig heeft het bedrijf al 100 miljoen dollar toegezegd aan een proof of concept. Nu klinkt dit allemaal nogal als science fiction, maar bij Breakthrough Starshot zijn ze bloedserieus. Toch heeft men zo’n 20 uitdagingen geidentificeerd die overwonnen moeten worden, waarbij vooral interstellair stof van groot belang is. Bij een snelheid van 20 procent de lichtsnelheid zal zelfs het kleinste stofdeeltje, van slechts een paar honderdste millimeter in doorsnede, funest zijn voor de minisondes. Volgens modellen zal tijdens de reis naar Proxima zo’n 30 procent van het oppervlak van de wafersats weggeërodeerd zijn door botsingen met stofdeeltjes. Om dit te compenseren zou men de wafersats kunnen bedekken met een paar millimeter verstevigd grafeen, waarbij de elektronica beschermd blijft. Zelfs als een groot deel van de wafersats de reis niet overleven, zullen ze veel informatie opleveren over kosmisch stof en daarmee alsnog van grote wetenschappelijke waarde zijn.

Voor de eerste fase van de missie zullen de wafersats worden uitgerust met lichzeilen. De spiegelende oppervlakken hiervan zullen met lasers beschoten worden, waarbij uiteindelijk een flinke snelheid bereikt zal worden. Een vergelijkbaar project is LightSail dat door The Planetary Society ontwikkelt wordt. Zodra de ruimtesondes de de Oortwolk naderen, moeten de lichtzeilen opgevouwen worden om schade te voorkomen.
Voor de rest van de reis zullen de zeilen dan opgevouwen blijven en extra bescherming bieden voor de gevoelige elektronica. Nou, dat klinkt allemaal als een ingewikkelde en kostbare zaak. Maar onderzoekers zijn redelijk optimistisch. Het hoofd van Breaktrough heeft gezegd dat de nanosondes binnen 20 jaar gelanceerd kunnen worden, als alles meezit. Dat zou betekenen dat we rond 2056 kunnen beginnen met het bestuderen van Proxima Centauri b, zijn moederster en eventueel overige planeten uit hetzelfde stelsel.

Samengevat zal het Breakthrough Starshot programma het volgende nodig hebben:

  1. Het bouwen van een kilometers grote lichtbeamer op grote hoogte in droge omstandigheden
  1. Het genereren en opslaan van aan paar gigawattuur aan energie per lancering
  1. Het lanceren van een moederschip met duizenden nanosondes naar een hoge omloopbaan
  1. Gebruikmaken van adaptieve optiek om atmosferische effecten in real time te compenseren
  1. Het focussen van de lichtbeam op het zonnezeil om de individuele nanosondes te versnellen
  1. Het gevaar van kosmische stofdeeltjes mitigeren
  1. Het maken van foto’s en metingen en deze terugsturen naar de aarde via een compacte lasercommunicatiesysteem aan boord van de sondes
  1. Gebruikmaken van dezelfde lichtbeamer om de gegevens van de nanosondes vier jaar later weer te ontvangen

Andere mogelijke toepassingen van Breakthrough Starshot zijn:

  1. Het systeem binnen het zonnestelsel gebruiken. Via de techniek kunnen nanosondes in een paar uur tijd de planeet Mars bereiken en in een paar weken tijd de dwergplaneet Pluto. Deze reizen kosten momenteel respectievelijk negen maanden en negen jaar!
  1. De lichtbeamer zal feitelijk als een kilometers grote telescoop kunnen fungeren en hierbij een enorme bijdrage kunnen leveren aan de optische sterrenkunde.
  1. De lichtbeamer zou wellicht aardscheerders op grote afstanden kunnen detecteren.

Maar waarom zou je geen ruimtesondes van gebruikelijk formaat naar Proxima sturen? Dat zou met de huidige technologie duizenden jaren duren en bovendien kun je ruimtesondes van dergelijke grootte momenteel niet versnellen tot twintig procent te lichtsnelheid. Het heeft allemaal met massa en beschikbare energie te maken. Dus we zullen het met de huidige technologie moeten hebben van piepkleine nanosondes.

Wat denken jullie? Is het idee haalbaar? Of blijft het bij dromen omdat de beschikbare fondsen in het huidige klimaat nooit bijeengebracht kunnen worden? Of zal het technisch onmogelijk blijken te zijn? Vertel in de comments wat jullie ervan vinden!

SETI heeft mogelijk een radiosignaal ontvangen van een bron in Hercules [Update]

Het gedetecteerde signaal van HD 164595. Credit: Bursov et al.

Een internationaal team sterrenkundigen heeft met behulp van de RATAN-600 radio telescoop in Zelenchukskaya in Rusland een radiosignaal gedetecteerd dat komt uit de richting van HD164595, een ster in het sterrenbeeld Hercules. Het signaal, dat enkele seconden duurde (zie afbeelding), kwam op 15 mei 2015 binnen en de golflengte ervan was 2,7 cm, de geschatte amplitude van het signaal was 750 mJy. Het signaal moet nog wel bevestigd worden door andere instrumenten, dus vooralsnog blijft het bij deze ene waargenomen puls.

De ster HD 164595 in Hercules. Credit: Harlock81/Wikipedia.

HD 164595 is een ster van 0,99 keer de massa van de zon – nagenoeg hetzelfde dus – die op 95 lichtjaar afstand staat. Z’n leeftijd is 6,3 miljard jaar oud en z’n metalliciteit (hoeveelheid zware metalen, d.w.z. alles zwaarder dan helium) is praktisch gelijk aan die van de zon. Er is één exoplaneet gedetecteerd om HD 164595 en dat is HD 164595 b, een op Neptunus lijkende planeet, die in 40 dagen om de ster draait en die 0,05 keer de massa van Jupiter heeft. Wellicht zijn er meer exoplaneten rond HD 164595, maar die zijn nog niet waargenomen. Bron van deze detectie is Claudio Maccone, de Italiaanse wiskundige en SETI-specialist, die ik in maart dit jaar op een SETI-bijeenkomst ontmoet heb, en die het nieuws heeft gegeven aan de website Centauri Dreams. Daar wordt gezegd dat als het signaal volgens de onderzoekers afkomstig is van een isotrope bron (‘beacon’) dat er dan mogelijk een Kardashev Type II beschaving voor heeft gezorgd. Is het signaal nauwbandig, dan is er wellicht een Kardashev Type I in het spel. Mmmm, klinkt allemaal als Tabby’s Ster aflevering twee. 😀 Wordt vast en zeker vervolgd. Eind volgende maand wordt het 67e International Astronautical Congress (IAC) in Guadalajara, Mexico, gehouden en dan zal over HD 164595 worden gesproken. Oh ja en over een bemande reis naar Mars, door niemand minder dan Elon Musk. Bron: Centauri Dreams. [Update 10.50 uur] Onderzoekers onder leiding van Jean Schneider zijn aan het kijken of het signaal van HD 164595 geen micro-zwaartekrachtslens is geweest. Zie ook deze reactie op de suggestie, die er sceptisch tegenover staat.

Juno is op slechts 4200 km afstand langs Jupiter gevlogen

Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Gisteren om 14.44 uur Nederlandse tijd heeft de Juno ruimtesonde van de NASA met een snelheid van 208.000 km per uur op slechts 4200 km boven het wolkendek de gasreus Jupiter gepasseerd – de eerste van de geplande 36 scheervluchten langs Jupiter. Hierboven zie je een foto die Juno nam in de aanloop naar de scheervlucht, maar de afstand bedroeg toen nog zo’n 703.000 km. Foto’s gemaakt met de JunoCam tijdens de scheervlucht zelf worden komende dagen verwacht. Het is voor het eerst dat een ruimtevaartuig zo dicht bij Jupiter onderzoek doet – even afgezien van de eenmalige duikvlucht van de Galileo sonde