Blue Origin’s New Shepard 2.0 raket succesvol gelanceerd én zacht geland

Credit: Blue Origin

Zondag 29 april is vanaf een lanceerbasis in het westen van Texas de New Shepard 2.0 raket gelanceerd, de passagiersversie van de eerder ontwikkelde raket van Jeff Bezos’ ruimtevaartonderneming Blue Origin. Na een oponthoud door zware stormen ging de raket om 19.06 uur Nederlandse tijd omhoog en hij haalde een hoogte van 106.984 meter, net boven de Karman-limiet van 100 km, die als de grens van de ruimte wordt beschouwd. Het is de tweede vlucht van een New Shepard 2.0 raket, na een eerdere lancering december vorig jaar, en de achtste vlucht van het New Shepard programma van Blue Origin. In de capsule van de raket zat een dummy astronaut – voor de gelegenheid genaamd ‘Mannequin Skywalker’ – en er was apparatuur aan boord om testen gedurende de vlucht uit te voeren. De capsule werd in de ruimte losgemaakt van de draagraket. Die landde 10 minuten en 19 seconden zachtjes in vertikale positie, net zoals de corestage van concurrent SpaceX van Elon Musk, gevolgd door de capsule die enkele minuten later met een parachute en stuwraketten landde. Hieronder videobeelden van de lancering en landing.

Net als SpaceX met z’n BFR is Blue Origin bezig aan de ontwikkeling van een nieuwe raket, de New Glenn raket, genaamd naar één van de Amerikaanse ruimtevaart-pioniers, die als eersten de ruimte in gingen. Bron: Space.com.

De JWST zou in theorie de eerste (Populatie III) sterren in het heelal moeten kunnen zien

De cluster Abell 2744 met diverse zwaartekrachtslenzen. Credits: NASA, ESA, and J. Lotz, M. Mountain, A. Koekemoer, and the HFF Team (STScI)

Het duurt nog even voor NASA’s James Webb Space Telescope (JWST) de ruimte in gaat – onlangs werd de lancering voor de verandering weer eens uitgesteld, dit keer tot mei 2020 – maar als ‘ie dan uiteindelijk in Lagrangepunt L2 op anderhalf miljoen km van de aarde is en klaar is voor waarnemingen moet ‘ie ons fabelachtige resultaten geven. Eén daarvan is dat ‘ie in theorie in staat is om de allereerste sterren in het heelal, de zogeheten Populatie III sterren, te zien en fotograferen. Dat is niet zomaar een wilde gok, maar is berekend door een team van sterrenkundigen onder leiding van Rogier Windhorst (Arizona State University, Tempe, VS). Die eerste generatie van sterren waren zeer zware en hete sterren, zonder metalen (elementen zwaarder dan helium), die pakweg 200 tot 400 miljoen jaar na de oerknal verschenen, in het vroege heelal dus. De JWST zou die sterren niet kunnen zien zonder dat de natuur ons een handje helpt. Dankzij zwaartekrachtslenzen van zware clusters van sterrenstelsels, zoals Abell 2744 in de afbeelding hierboven, wordt het licht van erachter liggende sterrenstelsels, die bestonden in dat vroege heelal, afgebogen en versterkt. Maar die versterking is zo’n 10 tot 20 keer, nog steeds te weinig om de eerste sterren te zien.

Zo werkt een zwaartekrachtslens. Credits: NASA, ESA, and A. Feild and F. Summers (STScI)

Maar wat er dan kan gebeuren is dat er een zogeheten cluster caustic transit plaatsvind, waarbij bovenop de zwaartekrachtslens van de gehele cluster een gravitationele microlens plaatsvindt, als bijvoorbeeld binnen één van de sterrenstelsels van de tussenliggende cluster een ster exact voor het licht van een ster van het achterliggende stelsel schuift en zorgt voor extra versterking van het licht. In dit vakartikel, verschenen in the Astrophysical Journal Supplement, berekenen Windhorst en z’n collega’s dat door de dubbele lenswerking het licht van de Populatie III sterren tot 10.000 keer versterkt kan worden en dat de JWST ze dan kan zien. Hieronder de grafiek die zijn team gemaakt heeft, waarin de golflengte (x-as), intensiteit (y-as links) en schijnbare helderheid (y-as rechts) te zien is – de gearceerde oranje rechthoek geeft de plek waar de cluster caustic transits moeten plaatsvinden.

Credit: Windhorst et al.

Zo’n dubbele lenswerking is niet hypothetisch, hij is al eens waargenomen door Hubble, die er de verst verwijderde ster tot nu toe mee kon zien, LS1 alias Icarus. Van de allereerste sterren is overigens op een andere manier ook al een signaal ontdekt, al was het geen zichtbaar licht: met de EDGES detector in Australië heeft men een radiosignaal waargenomen dat is veroorzaakt door de invloed van de eerste sterren op de hun omringende kosmische microgolf-achtergrondstraling. Bron: NASA/Goddard.

ESA en NASA willen samen werken aan een ‘Mars Sample Return Mission’

Credit: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), J. Bell (ASU), and M. Wolff (Space Science Institute)

De ruimtevaartorganisaties ESA en NASA hebben afgelopen donderdag een intentieverklaring getekend, waarin ze beiden verklaren mee te willen werken aan een ‘Mars Sample Return Mission’, een missie die bedoeld is om grondmonsters van Mars naar de aarde te brengen. Onbemande missies naar Mars zijn al heel vaak uitgevoerd, resulterend in satellieten, landers en rovers, die om en op Mars onderzoek doen. Maar zo’n ‘Mars Sample Return Mission’ is een stuk complexer en duurder, want er zijn minstens drie vluchten nodig om dit uit te voeren (ongeveer in de grafiek hieronder te zien).

credit: Caltech/JPL

De eerste daarvan staat feitelijk al gepland, als NASA’s 2020 Mars Rover naar de Rode Planeet wordt gestuurd om daar onderzoek te doen aan de bodem van Mars. Die rover zal 31 busjes met grondmonsters verzamelen. Korte tijd later, in 2021 om precies te zijn, zal ESA’s ExoMars rover naar Mars gaan om daar tot twee meter diepte te gaan boren in de grond en te kijken of er (sporen van vroeger) leven in de bodem zit. De tweede vlucht is bedoeld om een kleine rover naar Mars te brengen om de 31 busjes van de Mars Rover op te halen. Bij die kleine rover hoort een ‘Mars Ascent Vehicle’ en die moet de 31 busjes – samen gestopt in een container zo groot als een voetbal – in een baan om Mars brengen (zie de afbeelding hieronder). Vlucht #3 tenslotte moet die container ophalen en weer terug naar de aarde brengen, waar de monsters in laboratoria kunnen worden onderzocht.

credit: NASA/JPL-Caltech

Zoals gezegd gaat het om een intentie van de Europese en Amerikaanse ruimtevaartorganisaties, dus zeker is het nog niet. Er volgt nu een haalbaarheidsstudie, die in 2019 gereed zal zijn. Die zal in ieder geval worden voorgelegd aan de Europese ministers die over ruimtevaart gaan en die dan hun goedkeuring aan een definitieve missie moeten geven. Hieronder een video met een interview over de Marsmissie met David Parker, ESA’s Director of Human and Robotic Exploration op de ILA Berlin Air and Space Show.

Bron: ESA.

Sentinel-3B, de zevende van de Europese Sentinel-vloot, is gelanceerd

Credit: ESA

Op woensdag 25 april om 19.57 uur Nederlandse tijd is vanaf lanceerbasis Plesetsk Cosmodrome in Rusland de Copernicus Sentinel-3B satelliet gelanceerd, de tweede Sentinel-3 satelliet en de zevende van de Europese vloot van Sentinel-aardobservatiesatellieten, die samen het Copernicus programma uitvoeren. De 1150 kg wegende satelliet werd met een Russische Rockot raket de ruimte in gebracht en in een baan om de aarde gebracht.

Credit: ESA/ATG medialab

Taak van de Sentinel-3A en 3B raketten is om continu met hun innovatieve apparatuur globaal land en zee te monitoren. Komende maanden is men nog bezig om de Sentinel-3B raket te testen en calibreren. Daarna gaat ‘ie echt beginnen aan z’n taak. Hieronder beelden van de lancering.

Bron: ESA.

Wordt donkere materie soms gevormd door… witte gaten?

Impressie van een zwart gat ehh…. of een wit gat, want die zou er zo ook uit kunnen zien. Credit: NASA/JPL-Caltech

Omdat het maar niet lukt donkere materie – de mysterieuze substantie die 80% van alle materie in het heelal vormt – op een directe manier te detecteren komen natuurkundigen de laatste tijd vaak met andere verklaringen. Zo kwamen onlangs Carlo Rovelli, bedenker van de zogeheten Loop Kwantum Gravitatie, en Fransesca Vidotto met de theorie dat donkere materie gevormd wordt door… witte gaten. Witte gaten? Yep, witte gaten, de hypothetische tegenhangers van zwarte gaten. Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie uit 1915 vormt de basis voor het bestaan van niet alleen zwarte gaten, maar ook van witte gaten. Zwarte gaten krijg je als de massa van een object gepropt wordt in een volume met de straal die de waarnemingshorizon wordt genoemd, 3 km bij de massa van de zon, 9 mm bij de aarde. Niets kan uit de ruimte binnen de waarnemingshorizon ontsnappen, want de ontsnappingssnelheid is hoger dan c, de lichtsnelheid. Bij witte gaten is ’t precies andersom: niets kan de waarnemingshorizon binnenkomen, er kunnen alleen dingen uit tevoorschijn komen.

Het verschil tussen zwarte en witte gaten. Credit: universe-review.ca

In 2014 had Rovelli al samen met anderen gesuggereerd dat zwarte en witte gaten verbonden zijn aan elkaar: telkens als een zwart gat ‘sterft’, bijvoorbeeld aan het eindstadium van de verdamping door het uitzenden van Hawkingstraling, ontstaat een wit gat. En nu vier jaar later komt Rovelli samen met z’n collega Vidotto in dit vakartikel met de theorie dat witte gaten wellicht (een deel van) de donkere materie vormen. Ze gaan uit van microscopisch kleine witte gaten, die ondanks hun kleine afmetingen nog erg zwaar kunnen zijn (een zwart of wit gat ter grootte van een zandkorrel kunnen net zoveel massa als de maan bevatten). Sterrenkundigen schatten de hoeveelheid donkere materie in ons deel van de Melkweg op 1% zonsmassa aan donkere materie per kubieke parsec (1 pc=3,26 lichtjaar). Om aan die hoeveelheid te komen is het volgens de berekeningen van Rovelli en Vidotto nodig dat er één wit gat kleiner dan een proton met een massa minder dan een miljoenste gram per 10.000 kubieke km is. Bron: Space.com.

Hubble ontdekt stellaire ‘waterstofdief’, die supernova-explosie heeft overleefd

Credit: NASA, ESA, S. Ryder (Australian Astronomical Observatory), and O. Fox (STScI)

Zeventien jaar geleden ontdekten sterrenkundigen een supernova in het sterrenstelsel NGC 7424, op 40 miljoen lichtjaar afstand van de aarde geleden in het zuidelijke sterrenbeeld Kraanvogel (Grus). Van deze supernova, die de catalogusnaam SN 2001ig kreeg, maakte men in 2004 een foto met de grote telescoop van het Gemini South Observatory op Hawaï en toen kreeg men het vermoeden dat de supernova een compagnon moet hebben gehad, die de supernova-explosie moet hebben overleeft. Dat vermoeden blijkt te kloppen, want met de Hubble ruimtetelescoop heeft men die compagnon in 2016 gefotografeerd, zo is deze week bekendgemaakt.

Credit: NASA, ESA, S. Ryder (Australian Astronomical Observatory), and O. Fox (STScI)

Uit de spectra van de supernova was al gebleken dat het gaat om een zogeheten ‘Type IIb stripped-envelope supernova’, een zware ster die als supernova eindigt en die geen waterstof bevat. De reden daarvoor is die begeleider: als een ware dief heeft die de miljoenen jaren voor de supernova de buitenlagen van de ‘progenitor’, de ster die eindigt als supernova, en die vol met waterstof zitten, afgestript. Hoe dat precies ging zie je in de afbeelding hieronder. De twee sterren draaiden in ongeveer een jaar om elkaar heen.

Credits: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Deze type supernovae, die niet vaak voorkomen, kunnen vermoedelijk op twee manieren hun buitenlagen vol waterstof kwijt raken. De ene manier is zoals gebeurt bij SN 2001ig, door de nabijheid van zo’n stellaire ‘waterstofdief’. De andere manier is dat het een enkele, zware ster is, die door sterke sterrenwinden zijn buitenlagen wegblaast. Men denkt dat de helft van deze supernovae z’n waterstof door stellaire diefstal kwijtraakt, de andere helft door de sterrenwinden. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan de stellaire waterstofdief, gepubliceerd in The Astrophyical Journal. Bron: Hubble.

KB Yuzhnoye ontwikkelt ruimtevliegtuig voor Saoedi-Arabië

Het Oekraïense KB Yuzhnoye is heden ten dagen een belangrijk ontwerper van satellieten, raketten en nu ook ruimtevliegtuigen. Gelegen in Dnepropetrovsk, Oost-Oekraïne.en opgericht in 1951 o.l.v. van Mikhail Yangel, en het grote bureau en industrieel complex Yuzmash dat erbij ligt  (in 1954 opgesplitst) kent een lange, rijke historie. Lees verder

Enorme conglomeraten van sterrenstelsels-in-wording in het vroege heelal ontdekt

Artist’s impression van een oeroude megafusie van sterrenstelsels. Credit:
ESO/M. Kornmesser

De telescopen ALMA en APEX hebben diep de ruimte in gekeken – terug naar de tijd dat het heelal nog maar een tiende van zijn huidige leeftijd had. Daarbij zagen ze het begin van reusachtige kosmische opeenhopingen: aanstaande botsingen tussen jonge ‘starburststelsels’. Astronomen dachten dat deze gebeurtenissen pas ongeveer drie miljard jaar na de oerknal hadden plaatsgevonden. De verrassing was dus groot toen nieuwe waarnemingen lieten zien dat deze al optraden toen het heelal nog maar half zo oud was! Vermoed wordt dat deze oude samenscholingen van sterrenstelsels bezig zijn om de grootste en zwaarste structuren in het bekende heelal te vormen: clusters.

Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en het Atacama Pathfinder Experiment (APEX), hebben twee internationale teams van wetenschappers, onder leiding van Tim Miller van de Dalhousie-universiteit in Canada en de Yale-universiteit in de VS en Iván Oteo van de Universiteit van Edinburgh (VK), verrassend dichte concentraties van sterrenstelsels opgespoord die op het punt staan om samen te smelten. Ze vormen de kernen van wat uiteindelijk kolossale sterrenstelsels zullen worden.

Op 90% van de afstand tot de grens van het waarneembare heelal heeft het team van Miller een protocluster waargenomen die SPT2349-56 wordt genoemd. Het licht van dit object begon naar ons toe te reizen toen het heelal ongeveer een tiende van zijn huidige leeftijd had bereikt.

Beelden van een protocluster van sterrenstelsels, gemaakt met SPT, APEX en ALMA. Credit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Miller et al.

Dit hechte kosmische conglomeraat bestaat uit starburststelsels. De hierin optredende stervorming vertoont een hevigheid die nooit eerder in het jonge heelal is waargenomen. Jaarlijks worden hier duizenden sterren geboren, tegen slechts één in ons eigen Melkwegstelsel.

Eerder had het team van Oteo met ALMA en APEX al een soortgelijke megafusie van tien stofrijke, sterren-vormende stelsels ontdekt, die vanwege zijn zeer rode kleur de bijnaam ‘stoffige rode kern’ kreeg.

Iván Oteo legt uit waarom deze objecten onvoorzien waren: ‘Vermoed werd dat de levensduur van stofrijke starbursts relatief kort zou zijn, omdat zij hun gasvoorraad er in hoog tempo doorheen jagen. Op elk moment, en in alle hoeken van het heelal, zijn deze sterrenstelsels doorgaans in de minderheid. Daarom is deze ontdekking van talrijke stofrijke starbursts rond dezelfde tijd zo raadselachtig. Dit is iets dat we echt nog moeten uitpluizen.’

Het bestaan van de beide clusters-in-wording werd voor het eerst opgemerkt met behulp van de South Pole Telescope en de infraroodsatelliet Herschel, die hen als zwakke lichtplekken registreerden. Vervolgwaarnemingen met ALMA en APEX toonden aan dat ze een ongewone structuur hadden en bevestigden dat hun licht veel vroeger dan verwacht is ontstaan – slechts 1,5 miljard jaar na de oerknal.

Nieuwe hoge-resolutiewaarnemingen met ALMA brachten uiteindelijk aan het licht dat de zwakke gloed die met APEX en Herschel was waargenomen niet afkomstig was van slechts twee verschillende objecten. In werkelijkheid betreft het twee groepen van respectievelijk veertien en tien massarijke sterrenstelsels, met een straal die vergelijkbaar is met de afstand tussen ons Melkwegstelsel en de naburige Magelhaense Wolken.

‘Deze ontdekkingen door ALMA vormen slechts het topje van de ijsberg. Aanvullende waarnemingen met de APEX-telescoop laten zien dat het werkelijke aantal sterren-vormende stelsels waarschijnlijk zelfs drie keer zo groot is. Ook bij lopende waarnemingen met het MUSE-instrument van ESO’s Very Large Telescope worden extra sterrenstelsels opgemerkt’, aldus ESO-astronoom Carlos De Breuck.

De huidige theoretische en computermodellen suggereren dat de vorming van protoclusters van deze omvang veel langer zou moeten hebben geduurd. Gegevens van ALMA, met diens superieure resolutie en gevoeligheid, kunnen nu worden gebruikt als input voor geavanceerde computersimulaties. Op die manier zouden de onderzoekers in staat moeten zijn om meer te weten te komen over de evolutie van clusters minder dan 1,5 miljard jaar na de oerknal:

‘Hoe deze samenscholing van sterrenstelsels zo snel zo groot is geworden, is een mysterie. Ze is niet geleidelijk, in de loop van miljarden jaren, opgebouwd, zoals astronomen hadden verwacht. Deze ontdekking biedt een geweldige kans om te onderzoeken hoe massarijke sterrenstelsels bijeenkwamen om enorme clusters te vormen’, zegt Tim Miller, promovendus aan de Yale-universiteit en hoofdauteur van een van de twee onderzoeksartikelen, deze en deze. Bron: ESO.

Deze animated gif van komeet 67p/Churyumov-Gerasimenko is super

Op 1 juni 2016 – pakweg twee jaar geleden dus – nam Rosetta’s Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System (OSIRIS) een serie foto’s van 67P/Churyumov-Gerasimenko, de komeet waar ‘ie sinds 2014 omheen cirkelde. Die foto’s belandden in dit archief en toen twitteraar landru79 het daar tegenkwam heeft ‘ie er een super animated gif van weten te maken, hoe kort ‘ie ook is. Je ziet de komeet (horizontale verschillen tikkeltje overdreven als je ’t mij vraagt), veel opdwarrelend stof van de komeet en vaag op de achtergrond sterren van het sterrenbeeld Grote Hond (Canis Major) – is dat groepje sterren linksboven soms M41?

Data-archief van ontdekkingsmachine Gaia geopend voor de wetenschap

Nieuwe ‘kaart’ van de Melkweg, gebaseerd op de tweede data release van de Gaia-missie. (Credit: ESA)

Vandaag heeft het Europese ruimteagentschap ESA het data-archief van de ‘one billion starmapper’ Gaia geopend voor de sterrenkundige gemeenschap. De dataset (de tweede na 22 maanden van waarnemingen) die vandaag online is gekomen blijkt een schatkamer voor astronomen te zijn, waarin vele nieuwe ontdekkingen liggen verscholen. De set bevat de 3D-posities, 2D-bewegingen, de helderheid en de kleur van meer dan 1,3 miljard sterren.

De Nederlandse astronomen Anthony Brown en Amina Helmi zijn nauw betrokken bij de missie. Brown (Sterrewacht Leiden) is voorzitter van het consortium (DPAC) dat de datacenters van Gaia bestuurt. Helmi (Kapteyn Instituut Rijksuniversiteit Groningen), die met haar groep ook bij DPAC is betrokken, heeft als een van de eerste astronomen al een voorproefje gekregen en in de gegevens diverse nieuwe ontdekkingen gedaan. Deze eerste analyses waren nodig om de dataset van Gaia te testen. Er is immers geen vergelijkingsmateriaal. De resultaten verschijnen vandaag in zes papers in Astronomy and Astrophysics.

De galactische telling krijgt vorm: de totale helderheid en kleur van sterren (boven), de totale dichtheid van sterren (midden) en het interstellaire gas tussen de sterren (onder). Credit: ESA/Gaia/DPAC; Maps: CC BY-SA 3.0 IGO

Gaia is een unieke missie omdat hij alle gebieden van de astrofysica beslaat: van planeten, sterren en sterrenstelsels tot kosmologie. Gaia maakt een 3D-kaart van de Melkweg (ons sterrenstelsel) en de onmiddellijke nabijheid daarvan. Gaia meet onder meer hoe objecten door de ruimte heen bewegen. Het meten van bewegingen is een uitdaging omdat ze maar heel klein zijn, althans als je ze van grote afstand bekijkt. Gaia heeft de gevoeligheid om zelfs de groei van een mensenhaar te meten op de maan.

Het bekende Hertzsprung-Russell diagram op basis van de metingen van Gaia. Credit: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

De Gaia-gegevens kunnen veel geheimen die onze Melkweg nog bevat prijsgeven. Zo onderzocht Amina Helmi met haar groep in Groningen de al 20 jaar onbeantwoorde vraag of de dwergsterrenstelsels rond de Melkweg in hetzelfde vlak bewegen. Omdat de data van zo’n hoge kwaliteit zijn, had Helmi al heel snel resultaten in de vandaag gepubliceerde eerste analyse: de dwergsterrenstelsels rond de Melkweg blijken wel allemaal een sterk gehelde baan te hebben maar bewegen niet in hetzelfde vlak, hoewel sommige zich in groepjes lijken op te houden. Helmi heeft nu voor het eerst ook ‘gezien’ hoe coherent het rotatiepatroon is van de Grote en de Kleine Magelhaense Wolk, twee satellietstelsels van onze Melkweg. Verder is de rotatie van zeker vijf bolhopen gedetecteerd, waarvan de herkomst tot nu toe onbekend is. “Het is ongelofelijk wat de Gaia-data nu al, in deze eerste en relatief snelle en oppervlakkige analyse aan nieuwe kennis en inzichten hebben opgeleverd. Zelfs op een van de plaatjes die we voor de pers hebben gemaakt, zag ik ineens een volstrekt nieuw detail dat we niet wisten, namelijk dat sommige bolvormige sterrenhopen rond de Melkweg in groepjes bewegen.”

Gaia heeft op vele schalen in de kosmos ontdekken gedaan. Credit: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Anthony Brown is als voorzitter van Gaia’s Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) nauw betrokken bij het ontsluiten van de immense hoeveelheid gegevens die Gaia oplevert. Hij was vandaag in Berlijn aanwezig bij de officiële opening van het archief. Brown: “Astronomen kunnen met ons archief nieuwe wetenschap gaan doen, dingen ontdekken waar we nu nog niets van weten. Dat is het revolutionaire aan deze ontdekkingsmachine. Ik verwacht dat astronomen gaan spreken over de periode vóór en ná deze tweede datarelease.” Brown is niet bang voor een run op de data en al te veel concurrentie. “De dataset is zo rijk, hier gaan we nog jarenlang uit putten.”

Bron: Astronomie.nl.