De maanfases en libratie in 2017 in beeld gebracht door de NASA

Credit: svs/gsfc/nasa

Ieder jaar brengt NASA’s Goddard Space Flight Center een animatie uit, waarin de fases en libratie van de maan te zien zijn voor het volgende jaar. Hieronder de aflevering over 2017 – de intervallen zijn per uur. Je ziet linksboven de positie van de maan ten opzichte van de aarde, linksonder de libratie (zie ook hieronder), in het midden de maanfasen met de grootste kraters bij de terminator, de grens tussen licht en donker, horizontaal door het midden de afstand van de maan tot de aarde in zijn elliptische baan.

De maan wijst altijd met dezelfde kant naar ons toe – maar niet altijd precies dezelfde kant! Vanwege de vorm van de omloopbaan, zien we onze trouwe wachter gedurende een maand vanuit verschillende hoeken. Dat betekent dat we soms stukjes van de “achterkant” kunnen zien – zo draait soms een gedeelte van de achterkant “voorbij” de noordpool in beeld. Dit “wiebelen” van de maan wordt libratie genoemd. De muziek bij de animatie is van Killer Tracks.

Meer uitleg over de animatie vind je hier. Bron: NASA/Goddard.

2016 zal door schrikkelseconde één seconde langer duren

Credit: SDO/NASA

Morgenavond op klokslag 24.00 uur eventjes wachten met iedereen gelukkig nieuwjaar te wensen en vuurwerk aan te steken, want het jaar duurt ietsje langer dan normaal. Eén seconde om precies te zijn, een schrikkelseconde. Dat zal de 27e keer zijn sinds 1972 dat er een schrikkelseconde wordt ingevoerd, het jaar dat deze extra secondes werden ingevoerd. Dat gebeurt zo nu en dan als er een verschil is ontstaan van meer dan 0,9 seconden tussen de Wereldtijd en de Internationale Atoomtijd. De Wereldtijd is gebaseerd op de draaiing van de Aarde, dat wil zeggen op de stand van de Zon ten opzichte van de  nulmeridiaan van Greenwich (GB). De Atoomtijd wordt bijgehouden door 200 atoomklokken verspreid over de gehele wereld, bijgehouden door het Bureau International des Poids et Mesures in Parijs. De Atoomtijd is constanter dan de Wereldtijd. De Aarde blijkt nogal variabel te zijn in haar draaiing, door minieme variaties die ontstaan door veranderingen in lucht- en watermassa’s. Ook neemt de draaisnelheid van de Aarde langzaam af door de invloed van de Maan. Hieronder zie je die afname in beeld, een grafiek die de ‘Length of Day’ (LOD) weergeeft tussen 1973 en 2015.

Credit: U. S. Naval Observatory

Met de schrikkelseconde wordt de atoomtijd weer aangepast aan de wereldtijd. De extra seconde wordt om 23:59:60 Coordinated Universal Time (UTC) ingevoerd, dan is het bij ons eigenlijk al zondag. De Wereldtijd loopt nu nog achter, maar door de extra seconde zal ‘ie weer gelijk lopen met de Atoomtijd. Dus mensen opgelet, zondag, Nieuwjaarsdag, allemaal even je horloge corrigeren. 😀 Bron: Bad Astronomy.

Gamma-achtergrondstraling bevat geen spoor van donkere materie

Kaart met de emissie van gammastraling. De band van de Melkweg is grijs gemaakt. Credit: Mattia Fornasa, UvA/Grappa

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam hebben de meest nauwkeurige analyse uitgevoerd van de gamma-achtergrondstraling in het heelal. Daaruit volgt dat deze achtergrondstraling van twee verschillende brontypes afkomstig moet zijn. De onderzoekers zagen geen aanwijzingen voor het bestaan van donkere materie in de gamma-achtergrondstraling.

Gammastraling, de meest energierijke straling in het heelal, bestaat uit fotonen of lichtdeeltjes met zeer hoge energieën. Voor het menselijk oog zijn deze gammafotonen onzichtbaar. Gammastraling is voor een groot deel afkomstig van blazars: superzware zwarte gaten die zich schuilhouden in het centrum van sterrenstelsels. Ook pulsars – zeer snel ronddraaiende neutronensterren – en supernova-explosies zijn bekende bronnen van gammastraling in het heelal.

In 2008 lanceerde NASA de Fermi-satelliet (zie afbeelding hieronder) om alle gammastraling in het heelal in kaart te brengen. Het hoofdinstrument van deze satelliet, de Large Area Telescoop, maakt elke drie uur een volledige scan van de hemel. De meeste gammastraling blijkt afkomstig van onze eigen Melkweg. Daarnaast heeft de Fermi-telescoop meer dan 3000 bronnen van gammastraling buiten de Melkweg ontdekt, zoals eerdergenoemde blazars, pulsars en supernova’s. Het grootste deel van de gammastraling buiten de Melkweg is echter van onbekende oorsprong: maar liefst driekwart is niet te herleiden tot een precieze bron.

Credit: NASA

Diffuse gamma-achtergrondstraling

Deze diffuse achtergrondstraling van gammafotonen komt van alle kanten uit het universum op ons af. Als onze ogen gevoelig waren voor gammalicht, zou er geen enkele plek aan de hemel zijn die donker was.

De bron van deze zogeheten gamma-achtergrondstraling is onbekend. De straling kan afkomstig zijn van objecten die te klein zijn om afzonderlijk met de Fermi-telescoop te worden waargenomen. Een deel zou ook kunnen wijzen op het bestaan van donkere-materiedeeltjes; illustere deeltjes die verantwoordelijk zouden zijn voor 80% van de massa in ons heelal, maar die nog nooit zijn waargenomen. Als twee van zulke hypothetische deeltjes op elkaar botsen, annihileren ze elkaar en laten een karakteristiek spoor van gammastraling achter.

Fluctuaties

Samen met een internationaal team van onderzoekers heeft theoretisch natuurkundige Mattia Fornasa de meest  uitgebreide analyse tot nu toe gemaakt van de gamma-achtergrondstraling in het heelal. Het team maakte daarbij gebruik van meetgegevens die in 81 maanden – vier keer langer dan bij een vorige analyse – zijn verzameld met de Fermi Large Area Telescoop. De metingen bestrijken bovendien een groter energiegebied dan bij voorgaande studies kon worden gebruikt.

De onderzoekers bestudeerden de variaties in de intensiteit van de gamma-achtergrondstraling. Op grond daarvan konden ze onderscheid maken tussen twee verschillende soorten bijdrages aan de achtergrondstraling. Variaties in de intensiteit met lage energie (tot 1 giga-elektronvolt), en variaties in de intensiteit met hogere energie blijken elk een eigen karakteristieke vingerafdruk in de meetgegevens te hebben.

In hun wetenschappelijke artikel dat deze week verschenen is in het tijdschrift Physical Review D schrijven de onderzoekers dat de hoogenergetische fluctuaties vermoedelijk afkomstig zijn van superzware zwarte gaten die evenwel te klein zijn om afzonderlijk met de Fermi telescoop te worden waargenomen.

Het blijkt echter een stuk moeilijker om de oorsprong van de fluctuaties bij lage energie te bepalen. Geen van de tot nog toe bekende gamma-stralingsbronnen gedraagt zich op een manier die in overeenstemming is met de nieuwe analyse van de gamma-achtergrondstraling in het heelal.

Geen sporen donkere materie

Met de Fermi telescoop zijn tot nu toe geen sporen gevonden van donkere materie. Het onderzoek van Fornasa brengt daar geen verandering in. Hoofdauteur Mattia Fornasa: ‘Onze metingen zijn onderdeel van een grotere zoektocht naar sporen van donkere materie in gammastraling. Ons onderzoek laat zien dat er geen aanwijzingen zijn voor het bestaan van donkere materie in de gamma-achtergrondstraling.” Bron: UvA.

ALMA levert een ongeëvenaarde kijk op de geboorteplaats van de meeste sterren

Credit: K. Trisupatsilp, NRAO/AUI/NSF, NASA.

Astronomen hebben voor het eerst kunnen zien waar de meeste sterren die vandaag de dag aan het firmament stralen precies ontstaan zijn. Dit is gedaan door te kijken naar sterrenstelsels op een afstand van 10 miljard lichtjaar, een tijdperk waarin de stervorming in het universum zijn piek bereikt had. Astronomen weten al langer dat sterrenstelsels in dit tijdperk gigantisch veel nieuwe sterren produceren, maar wisten niet precies hoe die sterrenstelsels eruit zouden zien. Dat komt omdat stelsels op deze afstand vaak omringd worden door een stoffige cocon die vrijwel ondoordringbaar is voor zichtbaar licht. Gelukkig hebben radiogolven dit probleem niet, zodat astronomen gebruik hebben gemaakt van de meest geavanceerde radiotelescopen van dit moment om in te zoomen op de verre sterfabrieken (namelijk de VLA en ALMA). Het blijkt veelal om schijfstelsels te gaan waarin de stervorming over het gehele oppervlak verspreid is. Dat vormt een groot contrast met sterrenstelsels in het lokale universum met een vergelijkbare activiteit, want hierin is de stervorming vaak gelocaliseerd in één of meer kleinere regio’s. Het is overigens best een huzarenstukje geweest om radiostraling op een afstand van 10 miljard lichtjaar te detecteren. Je kunt het vergelijken met de kracht van het zwakke radiosignaal van je mobiele telefoon op de afstand van Pluto (!). Dat bewijst maar weer eens de enorme wetenschappelijke waarde van observatoria zoals de Very Large Array en de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

Bron: National Radio Astronomy Observatory

De Poort naar de Hel: de meest actieve vulkaan in het zonnestelsel

Credit: NASA/JPL/USGS

Vulkanen van IJsland tot Turkmenistan worden soms omschreven als de “Poort naar de Hel”. Maar nergens in het zonnestelsel is deze term beter geschikt dan op Io. De binnenste grote maan van de planeet Jupiter is namelijk het vulkanisch meest actieve object dat rondom de zon draait (direct of indirect). Sterker nog, Io is vrijwel constant aan het uitbarsten. Het gesmolten inwendige van de maan vertikt het om verborgen te blijven onder het bevroren oppervlak 😛 Dat komt goed uit, want dat geeft wetenschappers letterlijk een kijkje in het binnenste van het vurige hemellichaam!

Nu is het pokdalige oppervlak van Io bedekt met vulkanen, maar er kan maar één koning zijn. Dat is Loki Patera, de meest actieve vulkaan in het gehele zonnestelsel. Deze vulkaan is voor het eerst in 1979 gespot door Voyager 1 en bestaat vermoedelijk uit een 200 kilometer grote magmazee die sinds zijn ontdekking niet meer gestopt is met borrelen. Ondanks het vurige oppervlak is de afstand tussen Io en de zon dusdanig dat de gemiddelde oppervlaktetemperatuur een frisse -130 C bedraagt. Aan dit oppervlak verzamelt zich dan een glinsterende “rijp” van bevroren zwaveldioxide. Maar Loki is warm en lijkt daardoor donker te zijn. Op infrarode golflengtes geeft de vulkaan echter een heldere gloed af. Sterker nog, Loki is verantwoordelijk voor ruim tien procent van de volledige thermische emissie dat afkomstig is van Io! Je zou kunnen zeggen dat Loki Patera de uitlaatpoort is van een complete maan 🙂

Maar waar komt die enorme activiteit eigenlijk vandaan? Io is namelijk qua grootte vergelijkbaar met onze maan en zou dus geologisch dood moeten zijn. Maar in tegenstelling tot de maan voelt Io de zwaartekracht van de grootste planeet van het zonnestelsel én van drie nabije grote manen! Die hierbij vrijkomende getijdenkrachten doen het inwendige van het maantje kneden, waarbij voldoende warmte wordt geproduceerd om talloze vulkanen aan te drijven. Helaas heeft Io geen plaattektoniek, waardoor het magma niet gemakkelijk naar het oppervlak kan stijgen. In plaats daarvan rijst het magma door lange pijpen naar het oppervlak, vergelijkbaar met het vulkanisme dat de eilanden van Hawai’i geproduceerd heeft. Veel van die pijpen zijn een tijdje actief en verstoppen dan weer, maar dat geldt niet voor Loki Patera. Hier lijkt het toevoerkanaal constant open te blijven! Dat betekent dat Loki steeds van uiterlijk verandert.

Na tientallen jaren van observeren hebben wetenschappers een patroon ontdekt. Het blijkt dat iedere 540 dagen een “golf” van helderheid ontstaat aan één van de uiteindes van het hoefijzervormige lavameer. Vervolgens draait deze golf tegen de klok in door het meer, ongeveer zoals een ruitenwisser. Dit gaat met een snelheid van ongeveer één kilometer per dag. Net toen wetenschappers dachten het gedrag van Loki te kunnen voorspellen, stopte het hele proces in 2002. Vervolgens ging het in 2009 weer verder, maar dit keer met de klok mee. Dat is zeer toepasselijk gedrag voor een vulkaan die vernoemt is naar de bedrieger van het Noorse pantheon! Wellicht heeft een verandering in de samenstelling van het magma geleid tot de pauze en heeft een nabije uitbarsting vervolgens de ‘verkeerde’ kant van het meer getriggerd.

Hoe dan ook, op aarde komen lavameren van dergelijke grote niet meer voor. Heel vroeger misschien wel, toen onze planeet nog jong en vurig was, maar die tijd ligt miljarden jaren achter ons. Dat is misschien maar goed ook. Maar Loki Patera laat zien dat de oude volksverhalen wel degelijk een kern van waarheid bevatten. Een vulkaan kan werkelijk een portaal naar een andere wereld zijn!

Bron: New Scientist

Gigantische ruimtewolk is een (onwelriekend) interstellair chemielab

Credit: ESO/APEX & MSX/IPAC/NASA

Je zal een gigantische tong nodig hebben om het te proeven, maar Sagittarius B2, een honderd lichtjaar grote moleculaire wolk nabij het centrum van de Melkweg, zou verschrikkelijk smaken. De wolk bevat zo’n drie miljoen zonsmassa’s aan waterstof en helium, maar hier zijn allerlei stoffen doorheen vermengd. Het bevat zoetstoffen, zoals het siroopachtige (en giftige) ethyleen-glycol, een bestanddeel van antivries. Ook bevat het ethylformiaat, dat een fruitige limoenachtige geur heeft, en zelfs ethaanzuur (belangrijk onderdeel van azijn)! Daarnaast een flinke hoeveelheid alcohol en ook minder eet- of drinkbare zaken, zoals aceton (nagellakverwijderaar) en waterstofsulfide (de onmiskenbare stank van rotte eieren).

Natuurlijk zijn deze chemische stoffen ontzettend zeldzaam in vergelijking met het alom vertegenwoordigde waterstof en helium – maar de wolk is dusdanig groot en wordt dusdanig helder verlicht door sterren die binnen de wolk geboren zijn, dat zelfs de kleinste hoeveelheid van een chemische stof duidelijke vingerafdrukken zal achterlaten in het spectrum van de wolk. Dit maakt Sagittarius B2 een soort Vallei der Koningen of Burgess-schalie voor kosmische scheikundigen – er valt altijd iets nieuws te ontdekken.

Zo hebben astronomen in 2008 amino-acetonitriel aangetroffen in de wolk, een nauwe verwant van glycine, het simpelste aminozuur. Aminozuren zijn, zoals je misschien wel weet, belangrijke bouwstenen van levende wezens! Dit was voor het eerst dat een molecuul met een “ruggengraat” van koolstof is aangetroffen in de interstellaire ruimte. Wellicht dat ook complexere aminozuren in de ruimte kunnen groeien. In 2016 werd zelfs het eerste chirale interstellaire molecuul aangetroffen in Sagittarius B2 – een binnen de biologie algemene structuur waarin een molecuul “linkshandig” en “rechtshandig” kan zijn. We hebben inmiddels 200 verschillende moleculen aangetroffen in de wolk, waaruit blijkt dat de interstellaire chemie veel complexer kan zijn dan we dachten!

Maar hoe ontstaan dit soort moleculen eigenlijk? Wel, in Sagittarius B2 (en vergelijkbare wolken) kunnen dunne ijslaagjes condenseren rondom piepkleine stofdeeltjes. Als gevolg van straling zal dit ijs zogenaamde vrije radicalen gaan produceren, waarmee steeds complexere chemie kan worden aangedreven. Maar wat betekent dit allemaal? Inmiddels weten we dat kometen en meteorieten in het zonnestelsel veel van deze stoffen bevatten en wellicht de bouwstenen van het leven hebben aangeleverd op aarde. Maar die bouwstenen zijn wellicht lang daarvoor ontstaan in dunne ijslaagjes op bestraalde stofdeeltjes die gebaad hebben in het licht van pasgeboren sterren 🙂

Bron: New Scientist

Is de beroemde ster Betelgeuze een kannibaal?

Credit: A. DUPREE (CFA), R. GILLILAND (STSCI), NASA

Betelgeuze is misschien wel de bekendste ster aan het de hemel. De heldere rode ster markeert de schouder van Orion de Jager en is vooral in de wintermaanden een opvallende verschijning aan het firmament. Het is een rode superreus die ooit zal ontploffen als supernova. Wanneer precies, dat weet niemand. Het kan morgen gebeuren, maar ook over 100.000 jaar. Hoe dat er ongeveer uit zal zien, kun je zien in het filmpje hieronder.

Uit onderzoek is echter gebleken dat Betelgeuze een geheim verbergt. Het blijkt namelijk dat de reuzenster 150 keer sneller rondom zijn as draait dan zou moeten. Dat zit zo: Betelgeuze moet ooit een veel kleinere ster zijn geweest. Nadat deze was opgezwollen tot een rode superreus, moet de rotatie van die ster flink zijn afgenomen. Laten we het welbekende voorbeeld van de spinnende ijsdanser weer eens gebruiken. Als een kunstschaatser zijn armen uitsteekt tijdens het ronddraaien, zal hij langzamer gaan draaien. Dat zou ook voor Betelgeuze moeten gelden. Nadat deze expandeerde, moet ook deze ster langzamer zijn gaan draaien. Dat blijkt dus niet het geval te zijn. Hoe kan dat?

Een sterrenkundige van de Universiteit van Texas is met een mogelijke verklaring gekomen. Wellicht dat Betelgeuze tijdens het opzwellen een begeleidende ster heeft verzwolgen! Hierbij is het hoekmoment (rotatie-energie) van de begeleider overgeheveld naar de envelop van Betelgeuze, die hierdoor sneller is gaan draaien. Dat is een interessant concept, maar zonder aanvullend bewijs is weinig met zekerheid te zeggen.

Nu hebben computersimulaties uitgewezen dat bij een dergelijke gebeurtenis een grote hoeveelheid materiaal het heelal in zal worden geworpen. Volgens modellen is Betelgeuze 100.000 jaar geleden gaan uitdijen tot een rode superreus. Als je dit combineert met de snelheid waarmee materiaal van een superreus doorgaans wordt uitgestoten (10 km/s), dan kun je dus schatten waar dit materiaal zich vandaag de dag zou moeten bevinden.

Wat blijkt nou? Op precies de ‘juiste’ afstand is in 2012 inderdaad een schil van materiaal aangetroffen! Astronomen waren van mening dat het om een boeggolf zou gaan, ontstaan doordat de atmosfeer van Betelgeuze het interstellaire medium wegdrukt. Maar het zou natuurlijk ook het restant kunnen zijn van een uitbarsting die is veroorzaakt door het samensmelten van twee sterren! Helaas zal aanvullend onderzoek nodig zijn om hier definitief uitsluitsel over te geven. Is Betelgeuze stiekum een kannibaal? De tijd zal het leren…..

Credit: L. Decin/University of Leuven/ESA

Bron: University of Texas

“Death Star” heeft wellicht minimaal één planeet vernietigd

Credit; Gabi Perez / Instituto de Astrofísica de Canarias

Een internationaal team van astronomen heeft bewijs gevonden voor een natuurlijke versie van de Death Star, waarbij een zonachtige moederster vermoedelijk één of meer planeten heeft vernietigd door deze te verorberen. Computersimulaties hebben uitgewezen dat over een paar miljard jaar hetzelfde zal gebeuren bij de planeet Mercurius, als gevolg van het voortdurende gravitationele getouwtrek tussen de planeten in het zonnestelsel. Bij de ster HIP 68468, die zich bevind op een afstand van 300 lichtjaar vanaf de aarde, lijkt iets soortgelijks te zijn gebeurd. Maar hoe weten ze dat? Wel, het spectrum van de ster laat een opvallend “overschot” aan lithium zien. Dat is raar, aangezien lithium niet kan overleven bij de temperaturen die heersen in het binnenste van sterren. Het zeldzame element kan wel overleven in het inwendige van planeten, dus dat is een teken aan de wand. Daarnaast blijkt de ster ook veel refractorische elementen (elementen met een hoog kookpunt, zoals rotsen en metalen) te bevatten. Dit alles lijkt te betekenen dat de moederster in het verleden één of meer planeten heeft opgesnoept, met een totale massa dat equivalent is aan zes aardes. Het lithium, de rotsen en de metalen binnen die planeten hebben vervolgens de atmosfeer van de ster “verrijkt” met elementen die hier normaal gesproken niet voorkomen. Overigens bevinden zich rondom HIP 68468 ook twee kandidaat-exoplaneten die (nog) niet zijn opgepeuzeld: een super-aarde op zeer korte afstand, die in slechts drie dagen één jaar voltooit, en een Neptunus-achtige planeet op een vergelijkbare afstand als Venus in het zonnestelsel.

Bron: University of Chicago

Bekende auteur: “buitenaardse wezens hebben onze wereld bezocht”

Ik kwam een TED-talk tegen van de auteur van The Social Network, waarin hij een verrassend overtuigend pleidooi geeft voor het bestaan van buitenaards leven én voor het feit dat de mensheid door wezens van andere werelden bezocht wordt. Dit klinkt allemaal nogal NineForNews-achtig en als voer voor Niburisten, maar Ben Mezrich is bloedserieus. Ik zou zeggen, bekijk het filmpje en oordeel zelf. Ziet Mezrich ze vliegen? Of is hij iets op het spoor? Laat het weten in de reacties 🙂

Een prachtig kiekje op West-Europa vanuit het ISS

Credit: NASA

Op 28 november j.l. vloog het internationaal ruimtestation ISS boven het nachtelijke West-Europa en op dat moment maakte één van de astronauten aan boord, even geen idee wie van de zes, een prachtige kiek van het tafereel ruim 400 km lager. Dubbelklik om ‘m te ver-ie-es-es-eriseren. Je zien links Frankrijk, met Parijs boven het zonnepaneel van één van de gekoppelde Sojoez capsules, rechts van Parijs het oranjegekleurde België (snelwegverlichting?), daarboven zuid-west Engeland met het felverlichte Londen en rechts van België het zuidwesten van Nederland. Mmmm, iemand enig idee wat die blauwe gebieden zijn ‘onder’ Parijs? Ik vermoed weerspiegeling van de zonnepanelen in de vensters van het ISS zelf. Bron: NASA.