Maandelijks archief: oktober 2017

Dit zijn de vijf aanwijzingen voor het bestaan van planeet Negen

Geplaatst op door Arie Nouwen
8

Een impressie van Planeet Negen. Credit: ESO/Tom Ruen/nagualdesign

Januari 2016 kwamen de sterrenkundigen Konstantin Batygin en Mike Brown met een artikel, waarin ze op grond van drie aanwijzingen opperden dat er een negende planeet in ons zonnestelsel is, een planeet die ongeveer 10 keer zoveel massa als de aarde heeft en die zich in de buitenregionen van het zonnestelsel, buiten de baan van Neptunus, zou ophouden. Na de publicatie zijn er nog twee aanwijzingen bijgekomen, die het inmiddels samen met de drie eerdere aanwijzingen lastig maken om te beweren dat planeet Negen niet bestaat. Zoals Batygin het onlangs zei:

“There are now five different lines of observational evidence pointing to the existence of Planet Nine. If you were to remove this explanation and imagine Planet Nine does not exist, then you generate more problems than you solve. All of a sudden, you have five different puzzles, and you must come up with five different theories to explain them.”

Hier de vijf aanwijzingen voor het bestaan van planeet Negen op een rijtje:

  1. De eerste aanwijzing waar Batygiun en Brown mee kwamen was dat ze in de Kuipergordel in de buitenregionen van het zonnestelsel zes zogeheten Kuiper Belt Objects (KBO’s) hadden waargenomen, die alle zes sterk elliptische banen hadden, die allemaal dezelfde kant uit wijzen. Alleen de zwaartekrachtsinvloed van planeet Negen zou zoiets kunnen bewerkstelligen.
  2. Tweede aanwijzing is dat het vlak waarin de zes KBO’s zich bevinden een hoek maakt van 30 graden maakt met het vlak van de planeten om de zon. Ook iets dat planeet Negen zou veroorzaken.
  3. Dan hadden Batygin en Brown computersimulatie uitgevoerd, waaruit bleek dat er door de invloed van planeet Negen objecten moesten zijn wiens baanvak loodrecht op dat van de planeten moest staan (die daarmee van buitenaf gezien een door X-vorm mee moesten maken). Vervolgens ontdekten ze dat vijf dat dat soort objecten reeds waargenomen waren.
  4. Dan de vierde aanwijzing, waar Elizabeth Bailey, een studente in Batygin’s groep, mee aan kwam: planeet Negen zou met z’n massa in staat moeten zijn om het baanvak van alle planeten in het zonnestelsel te beïnvloeden. Dat zou een verklaring kunnen zijn voor de mysterieuze helling van 6 graden, die het baanvak van alle planeten hebben ten opzichte van de evenaar van de zon. Planeet negen zou als ’t ware alle planeten laten tollen, waardoor hun banvlak helt ten opzichte van de zon.
  5. Tenslotte aanwijzing vijf: er blijken in de binnenste ring van de Kuipergordel KBO’s voor te komen die exact de andere kant uit bewegen, tegengesteld aan de richting waarin alle planeten en KBO’s draaien. Planeet Negen zou die banen kunnen verklaren.

OK, vijf aanwijzingen voor het bestaan van een nieuwe planeet in ons zonnestelsel. Klinkt indrukwekkend. Echter je kan honderden aanwijzingen hebben, dan nog moet je ‘m echt waargenomen hebben, voordat je kunt spreken van een ontdekking. En die waarneming moet dan ook nog eens door een ander instrument bevestigd worden. Batygin en Brown zijn daar zelf druk mee bezig, in september bijvoorbeeld met de Subaru-telescoop van het Mauna Kea-observatorium op Hawaï. Ze denken dat planeet Negen zich momenteel ergens in het sterrenbeeld Orion moet ophouden. Tot die tijd, dat ‘ie daadwerkelijk gevonden en geverifieerd is, blijft planeet Negen een hypothetische planeet. Tot Bron: NASA.

Dat kan natuurlijk ook: zoeken naar donkere materie golven in plaats van deeltjes

Geplaatst op door Arie Nouwen
10

Credit: Röntgen: NASA / CXC / CfA / M. Markevitch et al.; Zwaartekrachtslenskaart: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan / Univ. of Arizona / D. Clowe et al.; Zichtbaar licht: NASA/STScI; Magellan / Univ. of Arizona / D. Clowe et al.

Al vele jaren wordt er op directe en indirecte wijzen gezocht naar de deeltjes die de donkere materie zouden vormen, de mysterieuze substantie die een kwart van de massaenergie van het heelal zou uitmaken. Uitkomst van alle speurtochten tot nu toe, zowel in de ruimte (o.a. door instrumenten verbonden aan het ISS), op aarde als diep onder de grond, is dat er nul komma nul signalen zijn gevonden voor zo’n deeltje. Vandaar dat natuur- en sterrenkundigen nadenken over betere instrumenten én over het uitbreiden van de speurtocht naar nog niet ontgonnen terreinen. En daar is de komende speurtocht naar donkere materie golven een voorbeeld van. Alle elementaire deeltjes kunnen ook als golf worden voorgesteld, de crux van de golf-deeltje dualiteit van de kwantummechanika. Of je nou fotonen, elektronen of protonen hebt, ze zijn als deeltje voor te stellen én als golf. Dat zou dan dus ook voor deeltjes donkere materie kunnen gelden. Fotonen als golven zijn waarneembaar als electromagnetische straling, bijvoorbeeld met een radio, die radiostraling opvangt. Vandaar het voorstel dat men bij het SLAC National Accelerator Laboratory in de Verenigde Staten heeft om een soort van radiodetector voor donkere materie golven te gaan bouwen, eentje die op zoek gaat naar golven van twee soorten kandidaat-donkere materiedeeltjes: verborgen fotonen en axionen. Op theoretische gronden denkt men dat áls deze deeltjes bestaan hun golven detecteerbaar moeten zijn. Als een golf de detector passeert en die is gevoelig genoeg dan zou de detector bij een bepaalde frekwentie kunnen resoneren, net als een gewone radio doet. Door gebruik te maken van zogeheten superconducting quantum interference devices (SQUID’s) zou de gevoeligheid van de radio sterk genoeg moeten zijn om de golven te bemerken.

De SLAC-natuurkundigen die golven van donkere materie willen detecteren. Credit: SLAC.

Golven van deeltjes donkere materie met een massa van een biljardste tot een miljoenste elektronvolt zouden opgemerkt moeten worden, denken de SLAC-natuurkundigen. Probleem is dat de daarbij behorende frekwenties in het KHz tot GHz bereik vallen en laten daar nou net ook alle gewone radiouitzendingen in vallen – heel veel ruis opleverend. Vandaar dat de ‘radio DJ’s’ van SLAC gaan proberen om die ruis door filtering te verminderen en het signaal van golven donkere materie op te vangen. Bron: Symmetry magazine.

Mysterieuze gedrag Tabby’s Ster lijkt veroorzaakt te worden door stof

Geplaatst op door Arie Nouwen
3

Credit: NASA/JPL-Caltech

Sterrenkundigen denken het mysterieuze gedrag van de ster KIC 8462852, ook wel bekend als Boyajians Ster of Tabby’s Ster – naar T.S. Boyahian, leider van het team sterrenkundigen dat er als eerste over publiceerde – eindelijk te kunnen verklaren. Waarnemingen van de ster gedaan vanuit de ruimte door de Spitzer en Swift satellieten en vanaf de aarde door het Belgische AstroLAB IRIS observatorium bij Zillebeke laten zien dat de mysterieuze dips in de lichtcurve waarschijnlijk veroorzaakt worden door een grote wolk stof, die in ongeveer 700 dagen om de ster heen draait. Spitzer keek in infraroodlicht naar Tabby’s ster, Swift in het ultraviolet en AstroLab IRIS in optisch licht. De waarnemingen laten zien dat de helderheidsveranderingen in het IR en UV anders verlopen dan in zichtbaar licht. Een groot object dat om de ster draait, zoals een vermeende buitenaarde kolossale structuur om de ster, waar eerder over gespeculeerd is, lijkt daarmee van de baan, want dan zou het licht álle golflengten in dezelfde mate moeten veranderen. Men denkt daarom nu aan een wolk van kleine stofdeeltjes, wellicht in combinatie met een zwerm exokometen. De stofdeeltjes zouden groter zijn dan interstellair stof. Interstellaire stofdeeltjes zijn piepkleine stofdeeltjes die tussen de aarde en andere sterren zweven, maar voor de mate van de UV dips zou het stof rondom Tabby’s ster groter moeten zijn.

Hieronder de informatie die door AstroLAB IRIS op haar website over de waarnemingen wordt gegeven:

Credit: Torsten Bronger / Wikipedia

AstroLAB werkte mee aan wetenschappelijk onderzoek voor Tabby’s ster (KIC 8462852). Het is een onopvallend sterretje van de twaalfde magnitude in het sterrenbeeld Zwaan (Cygnus- zie afbeelding hiernaast). Deze ster trok de aandacht in het onderzoek door de Kepler satelliet, een bijzondere ruimtetelescoop. Hij onderzocht het gebied van de Zwaan, Lier en Draak tijdens een periode van mei 2009 tot 11 mei 2013. Hij maakte van dit gebied elk half uur een opname met daarop ongeveer 150.000 sterren. De bedoeling van die satelliet was het ontdekken van exoplaneten. De missie had succes en men ontdekte meer dan 1000 planeten rond 440 sterren.
Een van de lichtcurves die opviel was die van KIC 8462852. Bij de eerste waarnemingen van die ster bestempelden ze hem als bizar en interessant. Na vier jaar, aan het einde van de waarnemingen door Kepler, bleek KIC 8462852 een erg vreemde ster met plotse veranderingen in helderheid. Deze ster werd op aanraden van ons teamlid dr. Siegfried Vanaverbeke verder door ons opgevolgd. Het AstroLAB-team dat de ster waarnam, bestond uit: Franky Dubois, die de meeste waarnemingen aan de telescoop op zich nam, Siegfried Vanaverbeke, Ludwig Logie en Steve Rau.
Dat de resultaten van onze vele metingen werden opgenomen in het onderzoek doet ons veel plezier. Onze volkssterrenwacht is een projectsterrenwacht met een semi-professioneel instrument, een Newton 680 mm telescoop uitgerust met een SBIG CCD camera.
Zowel de teamleden als alle AstroLAB-medewerkers en het bestuur dragen bij tot dit succes!
Het heeft ons de moed om nog vele nachten de sterren die we aan het uitmeten zijn, op te zoeken en te volgen.
In heelal het tijdschrift van de VVS (vereniging voor sterrenkunde) werd er een artikel geschreven door Claude Doom in het augustusnummer van 2017.

Mooi werk wat ze daar in het Belgische Zillebeke hebben gedaan, hulde daarvoor! Bron: NASA + Astrolab IRIS.

Is ‘ie niet mooi, de vuurbol van 21 september j.l.?

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Credit foto: K. Miskotte

Op donderdag 21 september verscheen om 21.00 uur een heldere vuurbol boven Nederland en België, door velen die op dat moment buiten waren waargenomen. Het was een stukje ruimtesteen van enkele centimeters groot, dat terecht was gekomen in de atmosfeer en daar door de hitte een nalichtend spoor achterliet. Diverse all-sky camera stations van de Dutch Meteor Society en de Werkgroep Meteoren of the KNVWS wisten de vuurbol op foto’s vast te leggen. Onder andere het station van Koen Miskotte in Ermelo, die bovenstaande opname maakte, gemaakt met een Canon EOS 6D DSLR met een fisheye-lens, opnameduur anderhalve minuut. Je ziet een onderbroken spoor van de vuurbol. Dat komt door een LCD shutter, die 14 keer per seconde voor de lens langs gaat, zodat achteraf de snelheid van de meteoor te berekenen is. De vuurbol duurde welgeteld 5,3 seconden. Aan ’t begin ervan was z’n snelheid 31 km/s, aan het einde 23 km/s. Toen was ‘ie opgebrand, hetgeen op 51 km hoogte was. Meer informatie over de vuurbol en de oorsprong ervan – vermoedelijk is ’t een fragment van de komeet P/Encke – vind je in deze blog van Marco Langbroek. Bron: ESA.

Nobelprijswinnaar Weiss: 16 oktober nog meer nieuws van LIGO 

Geplaatst op door Arie Nouwen
5

Credit: LIGO/MIT

Rainer Weiss – één van de drie natuurkundigen die eergisteren de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen heeft gewonnen vanwege de ontdekking met ‘zijn’ LIGO-detector van zwaartekrachtsgolven – heeft verklaard dat er op 16 oktober a.s. een nieuwe ontdekking zal worden bekendgemaakt. Dat zei Weiss op een toespraak op 3 oktober ter ere van het winnen van de Nobelprijs als volgt [1]Die toespraak is hier te zien. De momenten dat hij het er over heeft zijn bij 8m40s, 16m20s en 34m50s.:

“The [gravitational] waves are interesting, and the fact that you can directly detect them is important, but the real payoff is going to be in the future. It’s already happened, in some regards, and more of it will happen on October 16. I won’t tell you what it is, but I can tell you that there is more there, and I think there’s another whoop-de-do arranged for that. And I urge you to go to it, because [the announcement] is actually very interesting. But I won’t say any more than that.”

Kijk, dat is interessant nieuws, zeker als ’t afkomstig is van een kersverse Nobelprijswinnaar, de feitelijke architect van de LIGO detector in de VS. Vraag is natuurlijk wat die ontdekking precies inhoudt. Vier mogelijkheden lijken het geval te zijn:

  • LIGO heeft al vier keer zwaartekrachtsgolven van botsende zwarte gaten ontdekt en nu is daar voor de vijfde keer zo’n ontdekking.
  • LIGO heeft dit keer zwaartekrachtsgolven van een andere bron ontdekt, bijvoorbeeld botsende neutronensterren.
  • LIGO heeft de bron van een botsing van zwaartekrachtsgolven, veroorzaakt door zwarte gaten, nauwkeurig vastgelegd, door de aanvullende waarnemingen van electromagnetische straling, bijvoorbeeld optisch licht.
  • LIGO heeft de zwaartekrachtsgolven van neutronensyterren ontdekt én de bron ervan nauwkeurig vastgelegd.

Weiss zei nog meer en dat wijst in de richting van een ontdekking van zwaartekrachtgolven, veroorzaakt door botsende neutronensterren:

“We’ve seen black holes, which is already wonderful. We also expect to see the merger of neutron stars, and that was a thing that actually gave this field a certain credibility when it was discovered that there were pairs of neutron stars in our galaxy, and people stopped laughing at us when that was found out. Now, the big question is, how often does that happen, that two neutron stars smash into each other? Well, I won’t say any more.“

Met name de laatste zin lijkt erop te duiden dat Weiss zinspeelt op zo’n bijzondere ontdekking, maar hij er niet meer over wil vertellen. Vermoedelijk zijn ze nog bezig met analyses van de O2 (observational run 2) waarneemcampagne van LIGO en VIRGO, die 25 augustus j.l. afsloot. Afijn, we denken hier op de redactie van de Astroblogs dat ze met LIGO zwaartekrachtsgolven van neutronensterren hebben ontdekt en dat ze met de aanvullende waarnemingen van de Europese VIRGO detector bij Pisa in Italië de specifieke bron aan de hemel hebben kunnen vastleggen. En wat is dan die bron? Dát lees je in deze Astroblog. 😀 Bron: Space.com.

References[+]

References
↑1 Die toespraak is hier te zien. De momenten dat hij het er over heeft zijn bij 8m40s, 16m20s en 34m50s.

Vandaag zestig jaar geleden begon de ruimtevaart met de lancering van de Spoetnik 1

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Credit: NSSDC, NASA

Vandaag precies zestig jaar geleden begon het tijdperk van de ruimtevaart. Op 4 oktober 1957 om 19:28:34 uur UTC werd vanaf Tjoeratam, Bajkonoer, toen nog gelegen in de Sovjet-Unie, de 83,6 kg wegende kunstmaan Spoetnik 1 (Russisch voor Satelliet-1) gelanceerd. Daarmee werd de Sovjet-Unie het eerste land dat een kunstmaan in een baan om de aarde wist te krijgen, nog voor de Amerikanen, die zomer 1955 president Eisenhower hadden laten roepen dat zij als eerste een kunstmaan wilden lanceren. De “bliepjes” van de Spoetnik 1, die door radio-amateurs over de hele wereld te horen waren, symboliseerden voor de mensheid het begin van het ruimtevaarttijdperk. Door de wrijving met de hogere delen van de atmosfeer viel de bolvormige kunstmaan langzaam terug. Na 1440 omlopen om de Aarde te hebben beschreven, vond Spoetnik 1 een vurig einde toen hij op 4 januari 1958 in de dampkring verbrandde. De vlucht had 92 dagen geduurd. Hieronder een video over de historische eerste lancering van een kunstmaan.

Bron: Wiki.

Astronomische vliegtuigstrepen doven niet uit, maar lichten op

Geplaatst op door Arie Nouwen
2

Op de afbeelding is in oranje een sterrenstelsel zichtbaar dat zich naar links verplaatst en daarbij een gasstaart achterlaat. De gasstaart lijkt langzaam uit te doven, maar licht weer op in de buurt van het tweede, witgele sterrenstel. De meeste witte stippen in de afbeelding zijn complete sterrenstelsels.
Credit: Francesco de Gasperin (Universiteit Leiden)

Een internationaal team van sterrenkundigen onder leiding van Francesco de Gasperin (Universiteit Leiden) heeft een onverwacht verschijnsel waargenomen in een samensmeltende cluster van sterrenstelsels. De astronomen ontdekten een gasstaart van een sterrenstelsel die eerst langzaam uitdooft, maar daarna weer opleeft. Het is nog onduidelijk waar de energie voor het opleven vandaan komt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in Science Advances.

De astronomen onderzochten Abell 1033. Dat is een cluster die bestaat uit twee kleinere clusters die aan het samensmelten zijn. Abell 1033 bevindt zich in het noordelijke sterrenbeeld Kleine Leeuw (dichtbij Grote Beer). Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste structuren in het heelal. Ze kunnen honderden tot duizenden sterrenstelsels vergelijkbaar met onze Melkweg bevatten. Grote clusters vormen zich als kleinere clusters samensmelten.

De astronomen zagen dat een individueel sterrenstelsel in de ene cluster van Abell 1033 een staart van gas achterliet als het door de andere cluster reisde. Zo’n staart heeft, op astronomische schaal, wel wat weg van de gekleurde rook achter een stuntvliegtuigje.

De sterrenkundigen hadden verwacht dat gasstrepen bij een sterrenstelsel, net als bij een stuntvliegtuig, langzaam uitdoven en uiteindelijk verdwijnen. De verbazing bij de astronomen was dan ook groot toen ze het uiteinde van de gasstaart juist zagen oplichten.

“Dit was totaal onverwacht”, zegt Francesco de Gasperin, eerste auteur van het onderzoek dat verschijnt in Science Advances. “Omdat deze wolken bestaan uit elektronen, zouden ze hun energie langzaam maar zeker moeten uitstralen en verliezen. Maar hier zagen we in de staart, die zo’n honderd miljoen jaar ouder is dan de kop, helder gloeiende elektronen.”

Een precieze verklaring voor het fenomeen is er nog niet. Het lijkt erop dat de opleving plaatsvindt in de buurt van het centrum van de andere cluster van sterrenstelsels. De Gasperin: “Op de een of andere manier moet een deel van de energie die vrijkomt bij het samensmelten, overgedragen zijn op de elektronenwolk. Die wolk is daardoor nieuw leven ingeblazen of ‘verjongd’ zoals wij het in onze wetenschappelijke publicatie zeggen.”
Het onderzoek aan samensmeltende clusters van sterrenstelsels is ingewikkeld omdat de astronomen slechts een momentopname zien van het miljarden jaren durende proces. Daarnaast zijn voor het onderzoek telescopen nodig die signalen met extreem lage frequenties kunnen ontvangen.

Het centrum van LOFAR in Drenthe. Credit: ASTRON.

De onderzoekers combineerden gegevens van de Indiase Giant Metrewave Radio Telescope en van LOFAR, de Low Frequency Array. LOFAR is ontworpen en gebouwd door het Nederlandse onderzoeksinstituut ASTRON. De telescoop bestaat uit duizenden gekoppelde antennes verspreid over acht landen. Het hart van LOFAR staat in Drenthe.

“We voelen ons ontdekkingsreizigers die onontgonnen gebied, of in dit geval, onontgonnen frequenties, betreden”, zegt De Gasperin. “Dit is de eerste stap. We beginnen nu de complexiteit van clusters van sterrenstelsels te begrijpen en we ontdekken nu pas wat zich schuilhoudt op lage frequenties.” Bron: Astronomie.nl.

BlackGEM gaat bronnen van zwaartekrachtgolven waarnemen vanaf ESO’s La Silla-sterrenwacht

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Het prototype van een BlackGEM-telescoop in zijn koepel in Nijmegen. Credit: S. Bloemen

ESO en een internationaal consortium van instituten [1]Het BlackGEM-consortium bestaat uit: NOVA (Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie; het nationale samenwerkingsverband tussen de Universiteit van Amsterdam, de Rijksuniversiteit Groningen, … Continue reading hebben een overeenkomst getekend die regelt dat de geplande BlackGEM-array van telescopen een plek krijgt op ESO’s La Silla-sterrenwacht in Chili. BlackGEM zal bijdragen leveren aan het onderzoek van samensmeltende zwarte gaten en neutronensterren. De overeenkomst met ESO garandeert dat deze spannende nieuwe telescooparray kan profiteren van een van de beste waarnemingslocaties en bijbehorende faciliteiten ter wereld.

De BlackGEM-array – die in eerste instantie zal bestaan uit drie onderling verbonden telescopen, met als doel om uit te groeien naar vijftien telescopen – wordt ontworpen om een plek te veroveren in de voorhoede van de observationele astronomie. Hij zal helpen zoeken naar enkele van de meest indrukwekkende gebeurtenissen in het heelal: het samensmelten van neutronensterren en zwarte gaten. BlackGEM zal in zichtbaar licht naar deze gebeurtenissen uitkijken, als vervolg op detecties van de zwaartekrachtgolven, die kenmerkend zijn voor samensmeltingen van deze uiterst exotische objecten. De zwaartekrachtgolven zelf – rimpelingen in het weefsel van de ruimtetijd – worden al waargenomen door de nieuwe generatie van zwaartekrachtgolfdetectoren, zoals Advanced LIGO en Advanced Virgo. Door kortstondige visuele signalen te registreren, zal BlackGEM nauwkeurig kunnen vaststellen welke bronnen verantwoordelijk zijn voor de zwaartekrachtgolven, zodat deze met grotere telescopen gedetailleerd onderzocht kunnen worden. Dat moet meer inzicht geven in het ontstaan van deze uitzonderlijke kosmische verschijnselen.

De BlackGEM-array zal ook dienst gaan doen als zeer capabele surveytelescoop en een deel van zijn tijd gebruiken om de zuidelijke hemel in kaart te brengen, en ook andere kortstondige visuele verschijnselen registreren die niets met zwaartekrachtgolven te maken hebben. Verder zullen kortperiodieke veranderlijke objecten worden opgespoord, waaronder ook de mogelijke voorlopers van samensmeltende neutronensterren en zwarte gaten. Gedetailleerde surveys voorzien astronomen met statistische informatie over hemelobjecten, die bijvoorbeeld kan worden gebruikt om te onderzoeken hoe sterrenstelsels zich sinds de begintijd van het heelal hebben ontwikkeld.

Paul Groot, hoofdonderzoeker van het BlackGEM-project, zegt: ‘Ik ben verheugd dat de BlackGEM-telescoop wordt ondergebracht bij de ESO-sterrenwacht op La Silla, een van de beste waarnemingslocaties ter wereld. De recente belangrijke detecties van zwaartekrachtgolven van samensmeltende paren van zwarte gaten hebben het BlackGEM-project, dat ons in staat stelt om de gebeurtenissen waarbij zwaartekrachtgolven ontstaan nader te onderzoeken, een extra impuls gegeven. We kijken uit naar de eerste gedetailleerde opname van een van de meest indrukwekkende verschijnselen in de natuur.’ Bron: ESO.

References[+]

References
↑1 Het BlackGEM-consortium bestaat uit: NOVA (Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie; het nationale samenwerkingsverband tussen de Universiteit van Amsterdam, de Rijksuniversiteit Groningen, Universiteit Leiden en de Radboud Universiteit); de Radboud Universiteit en de KU Leuven. Nieuwe partners die zich bij het consortium zullen aansluiten zijn de University of Manchester (VK), het Weizmann Institute (Israël), de University of Tel Aviv (Israël), de Hebrew University of Jerusalem (Israël), de University of Canterbury (Nieuw-Zeeland) en de University of California, Davis (VS).

Biomarker freon-40 blijkt niet geschikt als ‘verklikker’ van leven

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

ALMA en Rosetta hebben Freon-40 in de ruimte ontdekt. Credit:B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); NASA/JPL-Caltech/UCLA

Bij waarnemingen met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en ESA’s ruimtesonde Rosetta is het organohalogeen freon-40 ontdekt in het gas rond respectievelijk een jonge dubbelster en een komeet. Organohalogenen worden op aarde gevormd bij organische processen, maar dit is voor het eerst dat ze in de interstellaire ruimte zijn gedetecteerd. De ontdekking wijst erop dat organohalogenen niet zo geschikt zijn als ‘verklikkers’ van leven als werd gehoopt. Dat neemt niet weg dat ze waarschijnlijk een belangrijk bestanddeel zijn van het materiaal waaruit planeten ontstaan. Dit resultaat, dat wordt gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy, onderstreept nog eens hoe moeilijk het is om moleculen te vinden die het bestaan van buitenaards leven kunnen aantonen.

Aan de hand van gegevens die zijn verzameld met ALMA in Chili en het ROSINA-instrument van ESA’s Rosetta-missie heeft een team van astronomen zwakke sporen ontdekt van de chemische verbinding freon-40 (CH3Cl), ook bekend als chloormethaan en methylchloride, rond zowel het jonge stersysteem IRAS 16293-2422 [1]Deze protoster is een dubbelster, omgeven door een moleculaire wolk, in het stervormingsgebied Rho Ophiuchi. Dat maakt hem tot een uitstekend doelwit voor ALMA’s (sub)millimeter-‘ogen’., ongeveer 400 lichtjaar van ons vandaan, als de beroemde komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) in ons eigen zonnestelsel. De nieuwe ALMA-waarneming is de eerste detectie ooit van een organohalogeen in de interstellaire ruimte [2]De hier gebruikte gegevens zijn afkomstig van de ALMA Protostellar Interferometric Line Survey (PILS). Het doel van deze survey is om de chemische complexiteit van IRAS 16293-2422 in kaart te … Continue reading.

Organohalogenen bestaan uit halogenen (‘zoutvormers’), zoals chloor en fluor, die gebonden zijn aan koolstof en soms ook andere elementen. Op aarde worden deze verbindingen gevormd door bepaalde biologische processen die zich afspelen in de meest uiteenlopende organismen – van schimmels tot de mens. Ook ontstaan ze bij allerlei industriële processen, zoals de productie van kleurstoffen en medicijnen [3]Freon werd veel gebruikt als koelvloeistof (vandaar de naam), maar dat is inmiddels verboden, omdat dit een verwoestende uitwerking had op de beschermende ozonlaag van de aarde..

De nieuwe ontdekking van een van deze verbindingen, freon-40, op plekken waar nog geen leven kan zijn ontstaan, kan als teleurstellend worden gezien, omdat eerder onderzoek had aangegeven dat deze moleculen op de aanwezigheid van leven zouden kunnen wijzen.

Het Rho Ophiuchi-stervormingsgebied in het sterrenbeeld Slangendrager. Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

‘De ontdekking van het organohalogeen freon-40 nabij deze jonge, zonachtige sterren kwam als een verrassing,’ zegt Edith Fayolle, onderzoeker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts (VS), en hoofdauteur van het nieuwe onderzoeksverslag. ‘We hebben de vorming ervan simpelweg niet voorzien en waren verrast om het in zulke significante concentraties aan te treffen. Het staat nu vast dat deze moleculen zich gemakkelijk kunnen vormen in stellaire kraamkamers, wat nieuwe inzichten oplevert over de chemische evolutie van planetenstelsels, inclusief het onze.’

Het exoplanetenonderzoek gaat inmiddels verder dan het opsporen van planeten (de teller is de 3000 inmiddels ruimschoots gepasseerd). Er wordt nu ook gezocht naar zogeheten biomarkers – chemische verbindingen die op de mogelijke aanwezigheid van leven kunnen wijzen. Een cruciale stap in dit proces is bepalen welke moleculen een indicatie van leven kunnen zijn, maar dat is een netelige kwestie.

‘ALMA’s ontdekking van organohalogenen in het interstellaire medium vertelt ons ook iets over de uitgangssituatie voor organische chemie op planeten. Deze chemie is een belangrijke stap naar het ontstaan van leven,’ voegt medeauteur Karin Öberg eraan toe. ‘Uit onze ontdekking blijkt dat organohalogenen waarschijnlijk een bestanddeel zijn van de zogeheten ‘oersoep’, zowel op de jonge aarde als op pas gevormde rotsachtige exoplaneten.’

Dit kan erop wijzen dat astronomen het bij het verkeerde eind hadden: organohalogenen zijn niet zozeer indicatoren van bestaand leven, als wel een belangrijk bestanddeel in de nog niet goed begrepen chemie die tot het ontstaan van leven leidt.

ALMA and Rosetta Detect Freon-40 in Space. Credit:B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Medeauteur Jes Jørgensen van het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen voegt toe: ‘Dit resultaat is een bewijs van het vermogen van ALMA om astrobiologisch interessante moleculen te detecteren in de naaste omgeving van jonge sterren, waar zich planeten kunnen vormen. Eerder hebben we met ALMA al eenvoudige suikers en aminozuren rond verschillende sterren ontdekt. De bijkomende ontdekking van freon-40 rond komeet 67P/C-G toont aan dat er een duidelijk verband bestaat tussen de pre-biologische chemie van verre protosterren en ons eigen zonnestelsel.’

De astronomen hebben ook onderzocht hoe het zit met de relatieve hoeveelheden freon-40 die verschillende koolstofisotopen bevatten. Daaruit blijkt dat die verhoudingen voor het jonge stersysteem en de komeet ongeveer gelijk zijn. Dit onderbouwt het vermoeden dat een jong planetenstelsel de chemische samenstelling kan erven van de ster-vormende wolk waaruit het is voortgekomen. Dat betekent dat planeten al tijdens hun vormingsproces of anders via komeetinslagen van organohalogenen kunnen worden voorzien.

‘Onze resultaten laten zien dat we nog veel te leren hebben over de vorming van organohalogenen,’ concludeert Fayolle. ‘Verdere zoekacties naar organohalogenen rond andere sterren en kometen zijn nodig om hier het fijne van te weten te komen.’ Bron: ESO.

References[+]

References
↑1 Deze protoster is een dubbelster, omgeven door een moleculaire wolk, in het stervormingsgebied Rho Ophiuchi. Dat maakt hem tot een uitstekend doelwit voor ALMA’s (sub)millimeter-‘ogen’.
↑2 De hier gebruikte gegevens zijn afkomstig van de ALMA Protostellar Interferometric Line Survey (PILS). Het doel van deze survey is om de chemische complexiteit van IRAS 16293-2422 in kaart te brengen, door deze over het volledige golflengtebereik van ALMA tot op zeer kleine schalen – vergelijkbaar met de afmetingen van ons zonnestelsel – waar te nemen.
↑3 Freon werd veel gebruikt als koelvloeistof (vandaar de naam), maar dat is inmiddels verboden, omdat dit een verwoestende uitwerking had op de beschermende ozonlaag van de aarde.

LIGO-wetenschappers winnen Nobelprijs Natuurkunde 2017 wegens ontdekking zwaartekrachtsgolven

Geplaatst op door Arie Nouwen
12

Kip Thorne, Rainer Weiss en Barry Barish. Credit: Nobelprize.org.

Vandaag is bekend gemaakt dat de drie natuurkundigen Rainer Weiss (MIT), Barry C. Barish en Kip S. Thorn(beiden Caltech), architecten van de LIGO-detector, waarmee in 2015 voor het eerst zwaartekrachtsgolven zijn ontdekt, de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen 2017 hebben gewonnen. Van het drietal bedacht Thorn al in de jaren zestig dat botsingen tussen zware zwarte gaten zwaartekrachtsgolven zouden opleveren, die wellicht op aarde detecteerbaar waren, zwaartekrachtsgolven als rimpels in de ruimtetijd, die voor het eerst door Albert Einstein in 1916 op basis van zijn Algemene Relativiteitstheorie van een jaar eerder waren voorspeld.

Weiss bedacht vervolgens een detector, waarmee dat mogelijk zou zijn (zie hieronder de tweet met een pre-protoype van LIGO, gebouwd door Weiss) en vervolgens startten ze in 1984 samen met de natuurkundige Ronald Drever het project, waaruit het Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) zou voortkomen. Drever overleed in maart dit jaar en eigenlijk had hij ook de Nobelprijs moeten krijgen, maar die wordt niet toegekend aan overleden wetenschappers.

Barish, die in zijn plaats de Nobelprijs ontving, nam in de jaren negentig het directeurschap van LIGO over van zijn voorganger Robbie Vogt en wist het ambitieuze project organisatorisch en financieel te realiseren, onder andere door de start van de LIGO Scientific Collaboration, waar meer dan duizend wetenschappers aan meedoen, en de feitelijke bouw van de twee detectoren, de Hanford interferometer in 1994 en Livingston in 1998.

Op 14 september 2015 werd met LIGO de eerste zwaartekrachtsgolf gedetecteerd, GW150914, veroorzaakt door twee zwarte gaten die 1,3 miljard lichtjaar van ons vandaan tegen elkaar knalden en samensmolten. Inmiddels zijn er al vier van die golven gedetecteerd, waarvan de laatste onlangs samen met de Europese Virgo detector bij Pisa in Italië werd waargenomen – zie de afbeelding hierboven. De voorzitter van het Nobelprijscomité sprak in Stockholm van een ontdekking die de wereld heeft geschokt, iets wat je in het geval van de passerende zwaartekrachtsgolven zeer letterlijk mag nemen. Bron: Nobelprijs.