Het gangbare model voor het heelal is het ?CDM model, dat er van uit gaat dat slechts een klein deel (pakweg 5%) uit gewone materie bestaat en de rest uit donkere energie (? – de kosmologische constante) en donkere materie (CDM, cold dark matter). Probleem van het het ?CDM model: die 95% waar het heelal uit bestaat is vooralsnog onbekend en onvindbaar, ondanks de indirecte aanwijzingen die er voor zijn en ondanks de vele pogingen directe detectie ervan te doen. Vandaar dat vele wetenschappers komen met alternatieven. Laatste loot aan die alternatievenboom is de theorie van Jamie Farnes (Oxford e-Research Centre), die denkt dat donkere materie en donkere energie niet apart bestaan, maar dat ze deel uitmaken van een donker fluïdum dat ‘negatieve massa’ bezit – jawel, dat zou in theorie kunnen bestaan.
Bestaat dat, negatieve massa? Credit: http://www.gravitation3d.com
Als je tegen zo’n negatieve massa zou duwen dan zou het versneld naar je toekomen in plaats van dat ‘ie van je weg gaat, zoals bij gewone massa’s. Hier het vakartikel over dit interessante idee, dat overigens niet nieuw is – hypotheses over donkere vloeistoffen als combinatie van donkere materie en donkere energie waren er tien jaar geleden al. Van negatieve materie dacht men eerst dat die geen alternatief zou bieden voor donkere energie, omdat die materie zou verdunnen naarmate het heelal door de expansie steeds groter wordt. Maar Farnes komt men een oplossing daarvoor: hij komt met een ‘scheppingstensor’ die ervoor zorgt dat er voortdurend negatieve massa’s worden gecreëerd, iets wat erg lijkt op de Steady State theorie van Fred Hoyle, waarin ook continu materie werd gecreëerd. Farnes’ theorie doet ook een voorspelling voor de halo’s van donkere materie rondom sterrenstelsels: het is niet een onzichtbare halo van donkere materie die de sterrenstelsels bijeenhoudt en voorkomt dat ze uit elkaar worden getrokken. Nee, het is de afstotende kracht van het omringende donkere fluïdum dat de sterrenstelsels bijeenhoudt. En dat zou met toekomstige waarnemingen zoals met de Square Kilometre Array (SKA) radiotelescoop, die in Zuid-Afrika en Australië gebouwd wordt, kunnen worden gestaafd. Bron: Science Daily.
SPECULOOS tuurt in de nacht. Credit:ESO/ P. Horálek
Het SPECULOOS-project heeft zijn eerste waarnemingen gedaan vanaf de ESO-sterrenwacht op Paranal in het noorden van Chili. SPECULOOS zal zich richten op het detecteren van planeten ter grootte van de aarde die in banen om nabije uiterst koele sterren en bruine dwergen draaien.
Het SPECULOOS Southern Observatory (SSO) is met succes geïnstalleerd op de Paranal-sterrenwacht en heeft zijn eerste test- en kalibratie-opnamen gemaakt – een proces dat bekend staat als het ‘eerste licht’. Na het voltooien van deze inbedrijfstellingsfase, zal deze nieuwe opstelling van telescopen voor de exoplanetenjacht aan zijn wetenschappelijke programma beginnen, dat in januari 2019 serieus van start gaat.
Eerste licht voor het SPECULOOS Southern Observatory. Credit: SPECULOOS Team/E. Jehin/ESO
SSO is de kernfaciliteit van een nieuw project dat de Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars (SPECULOOS) heet [1]Speculoos is een traditionele Belgische koeksoort die verwant is aan het Nederlandse speculaas. De naam verwijst naar de Belgische oorsprong van het SPECULOOS-project. Ook het TRAPPIST-project is … Continue reading. Het bestaat uit vier telescopen die zijn uitgerust met hoofdspiegels van 1 meter. De telescopen – die Io, Europa, Ganymede en Callisto zijn gedoopt, naar de vier grootste manen van Jupiter – zullen profiteren van de ongerepte waarnemingsomstandigheden op de berg Paranal, waar ook ESO’s vlaggenschip, de Very Large Telescope (VLT), staat. Paranal is een welhaast perfecte locatie voor astronomisch onderzoek, met een donkere hemel en een stabiel, droog klimaat.
The four telescopes of the SPECULOOS Southern Observatory operating at Cerro Paranal, Chile, preparing to search for potentially habitable Earth-sized planets surrounding ultra-cool stars or brown dwarfs. Credit:tau-tec GmbH
Deze telescopen staan voor een gedenkwaardige opgave: SPECULOOS moet gaan zoeken naar mogelijk leefbare planeten ter grootte van de aarde rond ‘ultra-koele’ sterren of bruine dwergen, die nog nauwelijks op de aanwezigheid van planeten zijn onderzocht. Er zijn nog maar een paar exoplaneten ontdekt die in banen om sterren van dit type cirkelen, en nog minder bevinden zich in de leefbare zone van hun moederster. Ook al zijn deze zwakke sterren moeilijk waarneembaar, ze zijn er in overvloed – ze omvatten ongeveer 15% van alle sterren in het nabije heelal. SPECULOOS is ontworpen om duizend van deze sterren, waaronder de dichtstbijzijnde, de helderste en de kleinste, te onderzoeken op de aanwezigheid van leefbare planeten ter grootte van de aarde.
‘SPECULOOS biedt ons het ongekende vermogen om aardse planeten te detecteren terwijl ze voor enkele van de kleinste en koelste nabije sterren langs schuiven’, aldus Michaël Gillon van de Universiteit van Luik, hoofdonderzoeker van het SPECULOOS-project. ‘Dit is een unieke kans om de details van deze nabije werelden te ontsluieren.’
‘Eerste licht’ voor de Europa-telescoop van het SPECULOOS Southern Observatory. Credit:SPECULOOS Team/E. Jehin/ESO
SPECULOOS zal gebruik maken van de zogeheten transitmethode [2]De transitmethode is een van de verschillende manieren waarop exoplaneten ontdekt kunnen worden. Verscheidene instrumenten, waaronder de HARPS-spectrograaf van de ESO-sterrenwacht op La Silla, jagen … Continue reading, naar het voorbeeld van zijn prototype – de TRAPPIST-South-telescoop van de ESO-sterrenwacht op La Silla . Deze telescoop is operationeel sinds 2011 en heeft het beroemde planetenstelsel TRAPPIST-1 ontdekt. Wanneer een planeet voor zijn ster langs schuift, houdt hij een deel van het licht van de ster tegen, wat resulteert in een subtiele maar waarneembare afname van de helderheid van de ster – in feite een gedeeltelijke ‘zonsverduistering’ in het klein. Exoplaneten met kleinere moedersterren houden tijdens zo’n planeetovergang relatief meer sterlicht tegen, waardoor deze periodieke verduisteringen veel gemakkelijker te detecteren zijn dan die bij grotere sterren.
Tot nu toe is slechts een klein deel van de exoplaneten die met deze methode zijn gedetecteerd van het formaat aarde of kleiner. Maar de combinatie van de kleine omvang van de SPECULOOS-doelsterren en de hoge gevoeligheid van de telescopen maakt de detectie van overgangen van planeten in de leefbare zone mogelijk. Deze planeten zijn bij uitstek geschikt voor vervolgwaarnemingen met grote telescopen op aarde of in de ruimte.
‘De telescopen zijn uitgerust met camera’s die zeer gevoelig zijn in het nabij-infrarood’, zegt Laetitia Delrez van het Cavendish Laboratory in Cambridge (VK) en co-onderzoeker in het SPECULOOS-team. ‘Deze straling ligt net buiten het bereik van het menselijk oog en is de belangrijkste vorm van straling van de zwakke sterren die SPECULOOS zal bekijken.’
De telescopen en hun felgekleurde monteringen zijn gebouwd door het Duitse bedrijf ASTELCO en worden beschermd door koepels van de Italiaanse fabrikant Gambato. Het project krijgt steun van de twee 60-cm TRAPPIST-telescopen – de ene op de LESO-sterrenwacht op La Silla, de andere in Marokko. Het project zal te zijner tijd ook de SPECULOOS Northern Observatory op Tenerife, Spanje, en SAINT-Ex in San Pedro Mártir, Mexico, omvatten.
Er bestaan ook mogelijkheden voor een spannende toekomstige samenwerking met de Extremely Large Telescope (ELT), het toekomstige vlaggenschip van ESO, die momenteel in aanbouw is op Cerro Armazones. De ELT zal planeten die door SPECULOOS zijn opgespoord ongekend gedetailleerd kunnen waarnemen en wellicht zelfs hun atmosferen kunnen analyseren.
‘Met deze nieuwe telescopen kunnen we aarde-achtige werelden in het nabije heelal gedetailleerder onderzoeken dan we ons tien jaar geleden konden inbeelden’, concludeert Gillon. ‘Dit zijn enorm spannende tijden voor het exoplanetenonderzoek.’ Bron: ESO.
Speculoos is een traditionele Belgische koeksoort die verwant is aan het Nederlandse speculaas. De naam verwijst naar de Belgische oorsprong van het SPECULOOS-project. Ook het TRAPPIST-project is vernoemd naar een Belgisch product: het trappistenbier, dat veelal in België wordt gebrouwen.
De transitmethode is een van de verschillende manieren waarop exoplaneten ontdekt kunnen worden. Verscheidene instrumenten, waaronder de HARPS-spectrograaf van de ESO-sterrenwacht op La Silla, jagen op exoplaneten met behulp van de radialesnelheidsmethode, waarbij de veranderingen in de snelheid van een ster worden gemeten die het gevolg zijn van een daaromheen cirkelende exoplaneet.
Jupiter laat zich van zijn fraaiste kant zien in een reeks oogstrelende creatief bewerkte foto’s die in 2018 gepubliceerd zijn. Deze foto’s, waarvan het ruwe beeldmateriaal afkomstig is van de JunoCam, zijn het werk van technische en creatieve burgers die met het materiaal van de ruimtesonde’s camera aan de slag zijn gegaan. Lees verder →
De boodschap die ISS-commandant Alexander Gerst vanuit het 400 km boven ons hoofd vliegende ISS verkondigt tegen de deelnemers aan de COP24 klimaatconferentie in Katowice in Polen is glashelder: Er is geen planeet B!
‘Een goudmijn voor meer inzicht in de evolutie van exoplaneten’, aldus hoofd-onderzoeker Andrew P. Lincowsky over het TRAPPIST-1 stersysteem. Hij en zijn team van de Universiteit van Washington maakten een klimaat simulatie model van de zeven Aardachtige planeten die rondom de TRAPPIST moederster draaien. Lees verder →
Na een reis van meer dan twee jaar, waarbij een afstand van meer dan twee miljard km werd afgelegd, is vanavond rond 19.00 uur Nederlandse tijd de Amerikaanse OSIRIS-REx ruimteverkenner bij de planetoïde Bennu aangekomen – woehahaha, daarmee is het certificaat met mijn naam erop óók aangekomen bij Bennu. 😀 Hieronder een tweet van de NASA waarin de aankomst officiëel wordt bevestigd.
Achievement unlocked: “We have arrived!” Our @OSIRISREx mission reached asteroid Bennu, where it will spend almost a year mapping and studying to find a safe location to collect a sample. Watch: https://t.co/zI282xjLzcpic.twitter.com/VMPs7SIfSf
Als OSIRIS-REx (dat staat voor – hou je vast – de Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) in een definitieve baan om Bennu is gekomen zal een jaar beginnen waarin de 500 meter grote planetoïde met vijf instrumenten zal worden onderzocht. Doel van dat onderzoek is om een geschikte lokatie te vinden waar OSIRIS-REx middels een soort stofzuigerslang aan een uitschuifbare arm monsters (minstens 60 gram) kan verzamelen, die mee terug naar de aarde kunnen worden genomen. September 2023 moet de sonde dan met dat wetenschappelijk kostbare goedje bij de aarde terugkeren, waar het in laboratoria kan worden onderzocht. Hieronder een video over de aankomst.
De drie astronauten in de vandaag vanaf Bajkonour Cosmodrome in Kazachstan met een Sojoez FG draagraket gelanceerde Sojoez MS-11 capsule zijn aangekomen bij het internationale ruimtestation ISS en ze maken zich gereed voor het openmaken van de luiken. De astronauten – Anne McClain, David Saint-Jacques en Oleg Konenenko – zullen later vanavond verwelkomd worden door de drie astronauten die al aan boord van het ISS zijn, commandant Alexander Gerst, Serena Auñón-Chancellor en Sergey Prokopye. Met z’n zessen zullen zij ISS-expeditie 58 vormen. Gerst wist vanuit het ISS de lancering te volgen en fotograferen. Hij wijdde daar deze tweet met schitterende foto’s aan.
De lancering van de nieuwe bemanning in de Sojoez MS-11 was de eerste sinds de mislukte lancering met de Sojoez MS-10 capsule op 11 oktober. In tegenstelling tot die lancering, die gelukkig goed afliep voor de drie astronauten, ging de lancering vandaag vlekkeloos. Hieronder beelden van de lancering.
In blauw bovenaan alle gedetecteerde ‘mergers’ van zwarte gaten. In geel onderaan in het midden de ‘merger’ van neutronensterren. Credit: LIGO/Virgo
De zwaartekrachtsgolfdetectoren LIGO in de VS en Virgo in Italië hebben in een alomvattende analyse van alle metingen sinds 2015 signalen van nog eens vier botsingen van zwarte gaten in het heelal geïdentificeerd. Het totaal aantal gemeten zwaartekrachtsgolven komt daarmee nu op elf. Tien daarvan kwamen van botsende zwarte gaten, één van twee botsende neutronensterren.
Bij de vier nieuwe metingen zit ook het verste signaal van elkaar opslokkende zwarte gaten dat ooit is gemeten. Dat komt van een botsing op circa vijf miljard lichtjaar afstand van de aarde tussen het zwaarste paar zwarte gaten dat tot nog toe is gezien: 85 maal de massa van de zon. Bij die botsing werd de energie van vijf zonsmassa’s omgezet in trillingen van ruimte en tijd. Op 29 juli 2017 bereikten die rimpelingen de ultragevoelige laserdetectoren op aarde (zwaartekrachtgolf GW170729 – zie de afbeelding hieronder).
GW170729. Credit: LIGO.
De meetresultaten zijn zaterdag bekend gemaakt op een conferentie in Maryland, en maandag 3-12 online gepubliceerd. Fysici en astronomen van het Nederlands instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) en de universiteiten van Nijmegen (Radboud) en Amsterdam (UvA en VU) hebben aan de analyses bijgedragen. Nikhef heeft meegebouwd aan de Virgo-detector bij Pisa in Italië, die sinds 2017 met de twee Amerikaanse LIGO-detectoren in Livingstone en Hanford samenwerkt.
‘Dit resultaat laat zien dat we met LIGO/Virgo nu gemiddeld aan ongeveer een registratie in de vijftien dagen meetwerk zitten’, zegt astrofysicus Patricia Schmidt van de Radboud Universiteit, een van leidende auteurs van de nieuwe publicatie, enthousiast. ‘Bijna een dozijn waarnemingen nu al is echt fantastisch, het laat zien dat gravitatiegolven van iets unieks een gewoon kosmisch signaal beginnen te worden. En vier nieuwe events. Beter hadden we niet kunnen wensen.’
Volgend jaar begint een nieuwe meetperiode van de Amerikaanse en Europese detectoren, waarbij mogelijk ook nog een nieuwe detector in Japan gaat aansluiten. Door de verspreiding van detectoren over de aardbol wordt het mogelijk om de bron van een signaal aan de hemel preciezer aan te wijzen. Astronomen kunnen op die plaatsen met hun telescopen speuren naar eventuele oplichtende bronnen.
Zwaartekrachtsgolven werden in 1915 voorspeld als een gevolg van de Algemene Relativiteitstheorie van Albert Einstein. Die stelt ruimte en tijd voor als een flexibel geheel, de ruimtetijd, waarvan de vervorming de zwaartekracht geeft. Heftige gebeurtenissen zoals paren versmeltende zwarte gaten kunnen in het weefsel van ruimtetijd golven teweegbrengen die lichtjaren verderop nog meetbaar zijn, als de rimpelingen in een vijver.
Bij een botsing draaien twee zwarte gaten in theorie eerst in een steeds nauwere spiraal steeds sneller om elkaar heen, tot ze contact maken en versmelten tot een nieuw zwart gat, dat daarna nog korte tijd natrilt. Bij de versmelting wordt een deel van de massa van de zwarte gaten omgezet in golven in de omliggende ruimtetijd.
Virgo-detector bij Pisa, Italië. Credit: Virgo.
Detectoren als LIGO en Virgo meten zulke golven als tijdelijke en periodieke lengteverschillen in twee haaks op elkaar geplaatste kilometers lange laseropstellingen. De trillingen zijn miniem en alleen met extreem nauwkeurige metingen aan te tonen. In de vorm en frequenties van het signaal zijn niettemin de spiralisatie en de versmelting goed af te lezen.
In 2015 registreerde de toen nieuwe LIGO-detectoren in Washington en Louisiana voor het eerst zo’n karakteristieke zwaartekrachtsgolf, een eeuw na Einsteins theorie. In augustus 2017 deed ook de toen nieuwe Virgo-detector in Italië enkele weken mee met de metingen. Drie van de vier nieuwe registraties stammen uit die korte gezamenlijke periode.
Een van de waarnemingen kwam een dag na een zwaartekrachtgolf die al eerder in de publiciteit werd gebracht, omdat die kwam van twee botsende neutronensterren. Anders dan zwarte gaten geven neutronensterren licht en ontstaat ook een energieflits bij de versmelting. Astronomen konden daardoor in 2017 na alarmering door LIGO-Virgo de exacte bron van de zwaartekrachtsgolf aan de hemel vinden in een ver sterrenstelsel.
Impressie van botsende zwarte gaten. Credit: SXS/NASA
Aan de nieuwe analyse is anderhalf jaar intensief gewerkt door een groot team van zowel LIGO als Virgo. Daarbij zijn alle metingen sinds 2015, eerst van LIGO en later samen met die van Virgo, zoveel mogelijk van ruis en achtergrondsignalen ontdaan. Met dergelijke data-cleaning zijn ook relatief zwakke signalen te vinden, die niet direct zijn opgemerkt.
Bovendien zijn off-line veel meer details van de trillingen te bestuderen, zegt Nikhef-onderzoeker Chris Van den Broeck. ‘Hoe de zwarte gaten naar elkaar toe spiraliseren en hoe na de fatale versmelting het nieuwe zwarte gat natrilt, is daar allemaal aan af te lezen.’ Van Den Broeck is een van de leiders van de data-analyse in de LIGO-Virgo samenwerking.
Een van de ‘hot topics’ bij de analyses van zwaartekrachtsgolven is de vraag of er aanwijzingen zijn dat de zwarte gaten zelf ook om hun as draaien. In een van de nieuwe metingen is voor het eerst direct bewijs gevonden voor spin van in ieder geval een van beide zwarte gaten, zegt Nikhef-onderzoeker Sarah Caudill, een specialist in draaiende zwarte gaten.
De lokaties aan de hemel van alle gedetecteerde zwaartekrachtgolven. Credit: LIGO.
Caudill was de drijvende kracht bij de identificatie van het nieuwe event GW170818 door de drie detectoren van LIGO/Virgo gezamenlijk. Om statistische redenen leek het signaal daarvan aanvankelijk te onbeduidend. Combinatie van alle meetsignalen leverde vervolgens toch een van de fraaiste observaties van de versmelting van twee verre zwarte gaten, waarvan de positie nauwkeurig aan de hemel kon worden aangewezen. ‘Een huzarenstukje’, zegt Van Den Broeck over haar werk.
De LIGO/Virgo-publicatie op arxiv.org staat hier, een tweede publicatie staat hier.
De meteorologische winter is gestart en dat is ook te merken aan het aantal Orion-gerelateerde foto’s dat op internet gepubliceerd wordt. Orion, de jager, is hét wintersterrenbeeld bij uitstek. Ik ga er lekker aan mee doen.
De fotonen van deze foto van Orion heb ik verzameld afgelopen oktober in de Provence tijdens de Astrovacance van vereniging Christiaan Huygens. Het was in de laatste nacht, vóór we weer de 1200 kilometer terug gingen rijden. Het slaaptekort moest daarom beperkt worden en na de belichtingsserie te hebben gestart ben ik onder de wol gekropen. Ik zou wel zien of het wat werd. Helemaal een succes was het niet, want toen ik de resultaten thuis bekeek bleek dat er door de onderste helft van de opnames steeds wat sluierbewolking was getrokken, terwijl de bovenste helft perfect was. Hm. Misschien de hele boel weg mikken en later opnieuw proberen. Maar, met wat digitaal gepruts in PixInsight is het na een paar mislukte pogingen toch gelukt om de gradiënt op een bevredigende manier weg te werken.
De totale belichtingstijd is ruim twee-en-half uur en dan zie je wat een belachelijk groot aantal sterren je dan op de gevoelige chip kan vastleggen. Ook grote structuren zoals Barnard’s loop en Sharpless 264 (ook Lamda Orionis Ring genoemd) worden zichtbaar gemaakt. Samen met bekende objecten zoals de Orionnevel en de Paardekopnevel maakt dit allemaal deel uit van de ‘Grand Molular Cloud Complex’, oftewel de GMCC van Orion. Dit complex van wolken van moleculair gas bevindt zich 1000 tot 1400 lichtjaar van ons vandaan en heeft een doorsnee van honderden lichtjaren. Het is één van de meest actieve regionen met stervorming. Als iemand zegt ‘A Star is Born’, grote kans dat dat in de Orion-GMCC is. 🙂
De festiviteiten rondom de 50ste verjaardag van de Apollo 8 maanmissie zijn afgelopen weekend bij NASA van start gegaan. Vandaag op 2 december zijn er in het Goddard Space Flight Center ter herdenking aan deze epische Apollo 8 maanreis allerlei activiteiten georganiseerd, zoals fototentoonstellingen en de expositie van een replica van de commando/servicemodule. Lees verder →
