Er wordt wat afgedebatteerd zeg

Credit: Thommas68/Pixabay.

Vanwege de recente debatten over donkere materie en donkere energie heb ik eens opgezocht welke debatten afgelopen jaren de Astroblogs allemaal hebben gepasseerd. Ik kwam op het volgende lijstje uit – de links verwijzen naar de meest recente Astroblog die er over is verschenen.

Mmmmm, ben ik nog wat vergeten? Als toetje op dit best wel lange lijstje met debatten nog een boeiende video over het derde debat uit het rijtje, dat over de Hubble constante.

Radarbeelden tonen ondergronds meer aan Zuidpool Mars

De Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding instrument (MARSIS), onderdeel van ESA’s Mars Express, scande tot dieptes van 1,5 km de Mars bodem af  om zo de aanwezigheid van vloeibaar water aan te tonen bij de poolijskappen over een 20 km breed gebied in het zogeheten Planum Australe. Lees verder

Kersverse IAU-voorzitter Ewine van Dishoeck ontvangt Kavli-prijs voor Astrofysica

Ewine van Dishoeck. Credit foto: Elodie Burrillon

De Nederlandse astronoom Ewine van Dishoeck (hoogleraar Universiteit Leiden en wetenschappelijk directeur NOVA) heeft tijdens de driejaarlijkse Algemene Vergadering van de Internationale Astronomische Unie (IAU) in Wenen, Oostenrijk, de voorzittershamer overgenomen als 32ste president van de IAU. Komende dinsdag ontvangt zij uit handen van de Noorse koning de Kavli-prijs voor astrofysica.

De IAU, opgericht in 1919, is de wereldwijde organisatie voor astronomen, met meer dan 12.000 leden uit 100 landen. De doelstelling van de IAU is het bevorderen en waarborgen van alle aspecten van de sterrenkunde door internationale samenwerking. De kerntaken bestaan uit het organiseren van wetenschappelijke congressen, het stimuleren van sterrenkundig onderwijs en outreach, en het bevorderen van duurzame mondiale ontwikkeling. In 2019 viert de IAU haar 100-jarig bestaan met evenementen wereldwijd.

Kavli-prijslaureaat, Spinozapremiewinnaar en Akademiehoogleraar Van Dishoeck is al 25 jaar lang actief binnen de IAU, als (vice-)president van verschillende werkgroepen en commissies en divisies, en de laatste drie jaar als president-elect. Zij is de vijfde Nederlandse IAU-voorzitter in de geschiedenis van de IAU. Eerder werd deze functie bekleed door Willem de Sitter (1925 – 1928), Jan Hendrik Oort (1958 – 1961), Adriaan Blaauw (1976 – 1979) en Lodewijk Woltjer (1994 – 1997).

Kavli-prijs

Op dinsdag 4 september krijgt Van Dishoeck uit handen van koning Harald V van Noorwegen de Kavli-prijs voor Astrofysica, die bestaat uit een geldbedrag van een miljoen dollar en een gouden medaille.

De Kavli-prijs, in 2008 voor het eerst uitgereikt, gaat steeds naar wetenschappers die ‘ons begrip van het bestaan’ vergroten. Volgens de jury heeft Van Dishoecks onderzoek vrijwel ieder aspect van de astronomie veranderd. Van Dishoeck is hoogleraar moleculaire astrofysica. Ze onderzoekt hoe sterren en planeten ontstaan en of er leven mogelijk is buiten de aarde. Ze levert met theorie, waarnemingen, en experimenten een belangrijke bijdrage aan de kennis over interstellaire wolken, grote gas- en stofwolken die de geboorteplaatsen zijn van planeten en sterren. Ze liet zien hoe er in die interstellaire wolken moleculen ontstaan die zich verder ontwikkelen en samenklonteren tot de bouwstenen voor complete planetenstelsels zoals ons eigen zonnestelsel.

De Kavli-prijs, die ook wel de Nobelprijs voor de Sterrenkunde wordt genoemd, wordt iedere twee jaar uitgereikt door de Noorse Academie van Wetenschappen en Letteren aan winnaars in drie categorieën: astrofysica, nanowetenschappen en neurowetenschappen. Bron: Astronomie.nl.

ISS: het lek(-je) is gedicht

De in juni aan het ISS gekoppelde Soyoez MS-09-capsule (links). © NASA/Roscosmos

Gisterochtend werd in de Sojoez MS-09 capsule, waarmee in juni nog drie astronauten naar het ISS werden gebracht, een lek geconstateerd. Sensoren bemerkten een verlaging van de luchtdruk en het wegvloeien van zuurstof. De zes astronauten in het internationale ruimtestation sliepen toen nog en de snelheid waarmee zuurstof uit de capsule verdween was zo laag dat de Mission Control Center – Moscow (MCC-M) en MMC-H (Houston) ze ok niet eerder wakker maakten. Pas toen de astronauten volgens normale tijd gewekt werden gingen ze het lek bekijken. Dat bleek een klein gaatje te zijn van 2 mm grootte, dat vermoedelijk veroorzaakt is door de inslag van een micrometeoriet. De snelheid waarmee de capsule zuurstof verloor was dusdanig dat de capsule na 18 dagen geen zuurstof meer zou hebben – geen direct gevaar dus voor de astronauten. In eerste instantie werd het lek gedicht met kapton tape.

De plek waar de MS-09 capsule aan het ISS verbonden is. © NASA/Roscosmos

Vervolgens was er een discussie tussen technici in Moskou en Houston én de astronauten aan boord wanneer het lek permanent moest worden gedicht, onmiddelijk of toch eerst even wachten en het lek verder onderzoeken. Uiteindelijk besloot men het lek direct goed te dichten en wel door het met kit dicht te smeren. Dat is nu aan het drogen en als dat klaar is gaat men er nog met een extra laag tape overheen. De bedoeling is dat met de capsule in december weer drie astronauten terug naar de aarde keren, Bij die drie hoort ook de Duitse ESA-astronaut Alexander Gerst, die gisteren het gaatje had bevestigd nadat hij er met zijn vinger overheen was gegaan en de luchtstroom voelde. Bron: NASA Spaceflight.

New Horizons heeft z’n doel in beeld: Ultima Thule

Credit; NASA/JHUAPL/SwRI

Het duurt nog vier maanden voordat ‘ie er langs zal scheren [1]Zet maar vast in je agenda: op 1 januari 2019 zal dat plaatsvinden, de meest nabije nadering die dag is om 07.33 uur Nederlandse tijd., maar NASA’s New Horizons ruimteverkenner heeft met zijn Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) z’n doel al in beeld kunnen brengen, het Kuipergordel object genaamd Ultima Thule, voorheen bekend als KBO 2014 MU69. Op 16 augustus jongstleden, toen de afstand tussen New Horizons en Ultima Thule nog 172 miljoen (!) km bedroeg kon de LORRI camera de 30 km grote ijskoude steenklomp met 48 opnames – elk met een belichtingstijd van ruim 27 seconden – vastleggen. Hierboven het resultaat, links een combi van de originele opnames, rechts een bewerkte versie waarop de omgevingssterren zijn ‘afgetrokken’ van de foto. Ultima Thule is goed te zien, precies op de plek van z’n voorspelde positie, welke met gele streepjes is aangegeven. New Horizons ligt goed op koers! Bron: NASA.

References[+]

References
1 Zet maar vast in je agenda: op 1 januari 2019 zal dat plaatsvinden, de meest nabije nadering die dag is om 07.33 uur Nederlandse tijd.

‘Warping harnesses’ voor extreem grote telescopen getest met Nederlandse technologie

ESO’s Extreme Large Telescope, in aanbouw in Chili en operationeel in 2024, maakt gebruik van Nederlandse technologie van het bedrijf Security& Technology Corporation. De technologie controleert de ‘warping harnesses’, een systeem op zeer grote telescopen met gesegmenteerde spiegels, dat periodieke correcties van de spiegelvorm realiseert. S[&]T’s testsystemen moeten aantonen dat de ‘warping harnesses’ voldoen aan de eisen. Lees verder

Grimmige sfeer in het debat donkere materie vs. alternatieve zwaartekracht

Credit: NASA, N. Benitez et al (STScI).

Ruim een week geleden vertelde ik jullie over de flinke discussie die gaande is in de wereld der snaartheoretici tussen de natuurkundigen die denken dat de donkere energie, die zorgt voor de versnelde uitdijing van het heelal, gevormd wordt door de Kosmologische Constante Λ en de natuurkundigen die denken dat die donkere energie langzaam afneemt, de theorie van de kwintessens. Welnu, zo’n ‘flinke discussie’ is ook gaande in de wereld der sterrenkundigen en die discussie heeft een nogal grimmig karakter. Het gaat over het debat tussen de sterrenkundigen die er van uit gaan dat de meeste materie in het heelal bestaat uit donkere materie (DM, conform het ΛCDM model van het heelal) en de sterrenkundigen die uitgaan van alternatieve zwaartekrachtswetten, zoals MOND. Dat die twee ‘kampen’ er zijn is niets nieuws, met regelmaat schrijf ik er over, zoals vorige week nog over de mogelijke opwarming van DM. Wat wel nieuw is dat is dat het debat zich lijkt te verharden, waarbij naast inhoudelijke argumenten voor en tegen ook persoonlijke aanvallen gehanteerd worden (zie deze en deze tweets als voorbeelden).

De vlakke rotatiecurve van het sterrenstelsel M33. Credit: Mario de Leo / Wikipedia.

Het debat van afgelopen tijd begon met een artikel van Sabine Hossenfelder en Stacy McGaugh deze maand in Scientific American getiteld ‘Is Dark Matter real?‘, waarin zij vraagtekens zetten bij het model van DM en zeggen dat de waargenomen rotatiecurves van sterrenstelsels en de Tully–Fisher relatie beter verklaard kunnen worden met de alternatieve zwaartekracht, zoals de MOND-theorie. In reactie op dat artikel kwam blogger en sterrenkundige Ethan Siegel met een blog, waarin hij Hossenfelder en McGaugh beschuldigde van het vervalsen van de discussie door het gebruik van verkeerde argumenten. Naar aanleiding van die artikelen (en de vele tweets die daarop volgden) heeft de website Gizmodo onder 13 sterren- en natuurkundigen een soort mini-onderzoek gehouden om te kijken hoe zij aankijken tegen het debat donkere materie vs. alternatieve zwaartekracht. Duidelijk is dat de meesten wel denken dat het DM-model het juiste is. Alleen zou op ‘kleine schaal’, dat wil zeggen de schaal van de sterrenstelsels, de situatie toch anders kunnen zijn. Allen pleiten er voor dat de twee kampen daarom open staan voor elkaar en kijken op welke de wijze de waarnemingen het beste geïnterpreteerd kunnen worden. In die zin was deze tweet van Erik Verlinde van gisteren ook bedoeld, een soort van handreiking tussen de twee kampen:

Een oproep waar ik mij van harte achter schaar! Bron: Gizmodo.

Hoge sterproductie in monsterstelsel COSMOS-AzTEC-1 door ALMA onderzocht

Links de gaswolken in COSMOS-AzTEC-1, rechts de stofwolken. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tadaki et al.

Hij ligt op 12,4 miljard lichtjaar afstand van ons en hij kent een productie van nieuwe sterren die duizend maal hoger ligt als die van ons eigen Melkwegstelsel: het ‘monsterstelsel’ COSMOS-AzTEC-1. Hij was al in 2007 ontdekt met de James Clerk Maxwell Telescoop op Hawaï, maar nu is ‘ie met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili bestudeerd en daaruit blijkt dat er buiten het centrum van het sterrenstelsel twee enorme moleculaire gaswolken en stofwolken zijn, die uiterst instabiel zijn – zie de afbeelding hierboven. Dat leidt tot die ‘runaway starformation’. Die instabiliteit van de gaswolken is vreemd. Normaal gesproken is er een evenwicht tussen de zwaartekracht en de druk van het gas, waarbij perioden waarin de zwaartekracht sterker is en er sterren ontstaan worden afgewisseld door perioden als sterren met hun sterrenwind en supernovae met hun schokgolven de tegendruk weer verhogen en de sterproductie afneemt. Maar in COSMOS-AzTEC-1 is dat evenwicht zoek, de zwaartekracht heeft er sterk de overhand.

Impressie van COSMOS-AzTEC-1. Credit: National Astronomical Observatory of Japan

Dat betekent dat in dit tempo COSMOS-AzTEC-1 in ‘slechts 100 miljoen jaar door z;n gasvoorraad heen is, da’s tien keer zo snel als normaal in sterrenstelsels met een hoge sterproductie. De vraag is nu wat die hoge instabiliteit heeft veroorzaakt. Het zou een botsing met een ander sterrenstelsel kunnen zijn, maar daar zijn weer geen aanwijzingen voor gevonden. Sterrenkundigen denken dat sterrenstelsels met een hoge sterformatie, de extreme starburst galaxies, de voorlopers zijn van de elliptische reuzenstelsels, dat zijn de grootste sterrenstelsels in het huidige heelal.  Hier het vakartikel over de waarnemingen aan het monsterstelsel, dat vandaag in Nature zal verschijnen. Bron: ALMA.

VISTA bekijkt de Carinanevel – een van de grootste nevels van de Melkweg – in het infrarood

De Carinanevel in het infrarood. Credit:
ESO/J. Emerson/M. Irwin/J. Lewis.

De Carinanevel, een van de grootste en helderste nevels aan de nachthemel, is fraai in beeld gebracht door de VISTA-telescoop van de ESO-sterrenwacht op Paranal in Chili. Door waarnemingen te doen in het infrarood heeft VISTA door het hete gas en het donkere stof van de nevel heen gekeken, en zo ontelbare sterren zichtbaar gemaakt – zowel pasgeboren als stervende.

Op ongeveer 7500 lichtjaar afstand, in het sterrenbeeld Carina (Kiel), bevindt zich een nevel waarbinnen geboorte en dood hand in hand gaan. Door deze dramatische gebeurtenissen heeft de Carinanevel zich ontwikkeld tot een dynamische wolk van dun verspreid interstellair gas en stof.

Een breder overzicht van de Carinanevel. Credit:ESO/J. Emerson/M. Irwin/J. Lewis

De zware sterren in het inwendige van deze kosmische bubbel zenden intense straling uit die het omliggende gas tot gloeien heeft gebracht. In schril contrast hiermee vertonen andere delen van de nevel donkere zuilen van stof die pasgeboren sterren aan het zicht onttrekken. In de Carinanevel woedt een strijd tussen sterren en stof, en de pas gevormde sterren zijn aan de winnende hand: ze produceren energierijke straling en sterrenwinden die hun stofrijke stellaire kraamkamers doen verdampen en uiteendrijven.

De Carinanevel, die zich over meer dan 300 lichtjaar uitstrekt, is een van de grootste stervormingsgebieden van de Melkweg en bij donkere hemel gemakkelijk waarneembaar met het blote oog. Helaas voor diegenen onder ons die ver boven de evenaar wonen staat de nevel 60 graden onder de hemelequator, waardoor hij alleen waarneembaar is vanaf het zuidelijk halfrond.

Het meest bijzondere object in deze intrigerende nevel is Eta Carinae. Deze stellaire kolos – een merkwaardige dubbelster – is het meest actieve stersysteem in deze regio en was in de jaren 1830 een van de helderste sterren aan de hemel. Sindsdien is de ster dramatisch zwakker geworden. Hij nadert het einde van zijn bestaan, maar behoort nog steeds tot de zwaarste en helderste stersystemen van de Melkweg.

Digitized Sky Survey-opname van de Eta Carinae-nevel. Credit:ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin.

Op deze foto is Eta Carinae te zien als onderdeel van de heldere lichtvlek net boven de punt van het ‘V’-vormige complex van stofwolken. Direct rechts van Eta Carinae bevindt zich de relatief kleine Sleutelgatnevel – een kleine, dichte wolk van koude moleculen en gas in de Carinanevel – die diverse zware sterren herbergt en waarvan het uiterlijk de afgelopen eeuwen drastisch is veranderd.

De Carinanevel in het sterrenbeeld Kiel. Credit:ESO, IAU and Sky & Telescope

De Carinanevel werd in de jaren 1750 vanaf de Kaap de Goede Hoop ontdekt door Nicolas Louis de Lacaille. Hij is al talloze malen gefotografeerd, maar VISTA– de Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy – heeft er nu een ongekend detailrijke groothoekopname aan toegevoegd. VISTA’s infraroodblik is uitermate geschikt om de verzamelingen van jonge sterren te onthullen die schuilgaan in het stofrijke materiaal dat door de Carinanevel kronkelt. In 2014 zijn met VISTA bijna vijf miljoen afzonderlijke bronnen van infraroodlicht in deze nevel gelokaliseerd, wat de enorme omvang van deze stellaire kraamkamer aantoonde. VISTA is de grootste infraroodtelescoop voor surveys ter wereld en zijn grote spiegel, brede gezichtsveld en uiterst gevoelige detectoren stellen astronomen [1]Hoofdonderzoeker van het onderzoeksvoorstel dat deze spectaculaire opname heeft opgeleverd was Jim Emerson (School of Physics & Astronomy, Queen Mary University of London, VK). Zijn medewerkers … Continue reading letterlijk in staat om de zuidelijke hemel te ontsluieren.

Bron: ESO.

References[+]

References
1 Hoofdonderzoeker van het onderzoeksvoorstel dat deze spectaculaire opname heeft opgeleverd was Jim Emerson (School of Physics & Astronomy, Queen Mary University of London, VK). Zijn medewerkers waren Simon Hodgkin en Mike Irwin (Cambridge Astronomical Survey Unit, Cambridge University, VK). De datareductie is uitgevoerd dooor Mike Irwin en Jim Lewis (Cambridge Astronomical Survey Unit, Cambridge University, VK).

LHC heeft eindelijk het meest favoriete verval van Higgs bosonen waargenomen

Credit: CERN/ATLAS Collaboration

Vandaag hebben natuurkundigen van de twee grote detectoren ATLAS en CMS verbonden aan de Large Hadron Collider, ’s werelds grootste deeltjesversneller van CERN bij Genève in Zwitserland, bekendgemaakt dat men met die twee detectoren het meest favoriete vervalkanaal van het Higgs boson heeft waargenomen. Volgens het Standaard Model (SM) van de elementaire deeltjes en natuurkrachten vervalt een Higgs boson in 60% van de gevallen na zeer korte tijd in een paar bottom quarks, het één na zwaarste quark dat er bestaat, na het zware top quark. Het Higgs boson werd zes jaar geleden ontdekt met de LHC, maar nu pas heeft men genoeg waarnemingen van zo’n verval gezien om te kunnen zeggen dat het ook daadwerkelijk gebeurt – de statistische betrouwbaarheid van de waarnemingen is 5,4?. In de 27 km lange LHC worden protonen tot bijna de lichtsnelheid versneld en op de plekken van de detectoren komen ze met elkaar in botsing.

Credit: CERN/CMS Collaboration

Dat leidt tot de productie van Higgs bosonen, die na zeer korte tijd weer vervallen. Op de bovenste afbeelding zie je zo’n verval door ATLAS vastgelegd, waarbij een Higgs boson vervalt in twee bottom quarks en een begeleidend W boson in een ? (muon) en ? (neutrino) vervalt. De afbeelding eronder toont een verval zoals waargenomen door CMS, waarbij de protonenbotsing (pp) leidt tot het ontstaan van een Z boson en Higgs boson (H), waarbij het Z vervalt in een positron-electron paar en H in een paar bottom quarks. Grote vraag is natuurlijk waarom het zes jaar heeft geduurd voordat dit vervalkanaal, dat zoals gezegd het meest favoriete kanaal van het Higgs boson is om in te vervallen, is waargenomen. De reden is dat er heel veel manieren zijn om Higgs bosonen bij protonenbotsingen te produceren en die dan weer in bottom quarks te laten vervallen. Door die overvloed aan manieren is het erg lastig om het signaal boven de achtergrondruis uit te laten komen. Een veel minder vaak voorkomend vervalkanaal, zoals het verval in paren fotonen, is daarom veel vaker waargenomen.

Het Higgs deeltje is een manifestatie van het alomaanwezige Higgs veld. Dat veld geeft niet alleen massa aan de elementaire deeltjes, maar in theorie zou het ook kunnen reageren op donkere materie, iets dat buiten SM valt. Door onderzoek zoals nu gebeurt door ATLAS en CMS hoopt men daar meer te weten over te komen. Bron: CERN.