Druk, druk, druk… Yutu-2 buigt zich over maanstenen

De Chinese maanrover Yutu-2 (Jade Rabbit) heeft zich de afgelopen maanden als een bezige bij gestort op het onderzoek naar maanstenen aan de verre zijde van de maan. Komen deze stenen vanuit de ruimte of zijn ze inheems, was de vraag. De Yutu-2 rover heeft observaties gedaan voor wetenschappelijk onderzoek en route ploeterend door het stoffige en met stenen bezaaide landschap van de Von Kármán krater in het Aitken Bassin, een nog diepere krater, bij de zuidpool. Lees verder

Vannacht is de zomertijd weer ingevoerd – hoe lang houden we dat gedoe nog?

Afgelopen nacht is de zomertijd weer ingegaan. Om 02.00 uur ’s nachts gingen we naar 03.00 uur, van de MET naar de MEZT (Middeneuropese zomertijd). Dit was voor de 43e keer sinds de invoering van de zomertijd in 1977. Dat er al jaren discussie is over de zomer- en wintertijd hoef ik jullie niet meer te vertellen. Vorig jaar werd duidelijk dat de Europese Commissie van de zomer- en wintertijd af wil en dat ze één standaardtijd per land willen instellen. Dezse week bleek dat ook het Europees Parlement voor afschaffing is en wel per 2021. In dat jaar moet volgens EP de klok voor het laatst verzet worden. De EU-lidstaten hebben dan tot die tijd om gezamenlijk overeen te komen wat voor tijd zij willen aanhouden. Een mooi streven. Vraag is natuurlijk wel tijd dan de standaardtijd moet worden: de zomer- of wintertijd. Welnu, daar hebben de lezers van de Astroblogs vorig jaar middels een poll een duidelijke mening over gegeven: de wintertijd moet de standaardtijd worden. Hoppa, aftellen tot 2021. 😀

 

Fossielen ontdekt van het moment dat meteoriet einde maakte aan bestaan dinosauriërs 66 miljoen jaar geleden

Gefossilleerde vissen in het massagraf boven elkaar. Credit: Robert DePalma et al.

Onderzoekers hebben in de Amerikaanse staat Noord-Dakota een massagraf gevonden vol met fossielen van tal van levensvormen die om het leven zijn gekomen direct na de inslag van een grote meteoriet bij het huidige Mexicaanse schiereiland Yucatán drieduizend kilometer van de plek van het massagraf, 65,95 miljoen jaar geleden. Alle dieren in het graf kwamen om het leven doordat ze bedolven werden door een negen meter hoge tsunami in een rivierengebied onder een dikke laag modder. Tegelijk met die tsunami kwam er een regen van micro-tektieten: glasachtige bolletjes met een diameter van ongeveer een millimeter, die vanuit de lucht omlaag stortten met snelheden van ruim zevenhonderd kilometer per uur. Als de dieren niet door de tsunami om het leven kwamen, dan kwam het wel door die tektieten – de glazige steentjes kwamen vast te zitten in hun kieuwbogen en ze stikten. Na de micro-tektieten kwam er nog een regen van grotere tektieten, die zo hard neerkwamen dat ze zich centimeters diep in de bodem boorden. Mochten er nog plekken zijn die niet overstroomd waren door de tsunami, dan trof hun het volgende lot: de gloeiend hete tektieten veroorzaakten bosbranden.

Voorstelling van de tsunami. Credit: Robert DePalma.

Het massagraf werd als eerste ontdekt door een commerciële fossielenhandelaar, maar die zag er geen brood in omdat alle fossielen uit elkaar vielen als je ze opgroef. In 2013 werd het graf opgemerkt door de Amerikaanse paleontoloog Robert dePalma en die er samen met een internationaal team aardwetenschappers, waaronder emeritus hoogleraar geologie Jan Smit van de Vrije Universiteit Amsterdam, onderzoek naar doen. Zij zagen al snel het grote belang in van het massagraf, welke beschouwd kan worden als het ‘Pompeï’ van dino-inslag. in het graf trof men een veelheid aan diersoorten aan, vissen (allemaal met de staart in dezelfde richting), maar ook van dinosauriërs zoals de triceratops en de hadrosaurus.

Impressie van de inslag van de meteoriet bij Chicxulub. Credit: NASA/Donald E. Davis.

Bij de inslag van de mega-meteoriet, die naar schatting zo’n 10 km in doorsnede moet zijn geweest en die de 180 km grote Chicxulubkrater deed ontstaan aan het einde van de geogelogische Krijtperiode, kwam zo’n 75% van alle diersoorten aan z’n einde. Alle aardlagen van 66 miljoen jaar geleden hebben een zogeheten K-T grens, die verrijkt is met het zeldzame element iridium. Ook het massagraf bij Tanis in Noord-Dakota ligt in die KT-grens. Volgende week verschijnt in het tijdschrift PNAS het artikel ‘Prelude to extinction: a seismically induced onshore surge deposit at the KPg boundary, North Dakota‘ over de ontdekking van het dino-massagraf. Bronnen: Volkskrant + Nemo + Berkeley.

Fossiel uit het vroege heelal ontdekt en nog wel in het hart van de Melkweg

HP1. Credit: Gemini Observatory/AURA/NSF; composite image produced by Mattia Libralato of Space Telescope Science Institute.

Gebruikmakend van adaptieve optiek met de Gemini South Telescoop in Chili zijn sterrenkundigen erin geslaagd om één van de oudste bolvormige sterrenhopen in de Melkweg te ontdekken. Het gaat om de bolhoop HP1, die gelegen is in de centrale verdikking van de Melkweg, het centrale verdichte deel van het Melkwegstelsel. De waarnemingen laten zien dat HP1 maar liefst 12,8 miljard jaar oud is, waarmee ‘ie dus al bestond toen het heelal nog maar één miljard jaar oud was. De leeftijd kon men schatten door te kijken naar het metaalgehalte van de bolhoop, dat wil zeggen de hoeveelheid elementen zwaarder dan helium – die worden door sterrenkundigen metalen genoemd, jawel, zuurstof is ook een metaal. 😀 Hp1 is gevormd uit de oerelementen waterstof en helium en bevat een zeer laag gehalte metalen.

Detailfoto’s van HP1. Credit: Gemini observatory /NSF /AURA /VISTA /Aladin /CDS.

De sterrenkundigen, die onder leiding staan van Leandro Kerber (Universidade de São Paulo + Universidade Estadual de Santa Cruz) denken dat bolhopen als HP1 de bouwstenen moeten hebben gevormd van de centrale verdikking van de Melkweg. Tot enkele jaren terug dacht men dat de oudere bolhopen alleen in een halo buíten de centrale verdikking voorkwamen en de jongere exemplaren dichterbij, maar met de vondst van bolhopen als HP1 is gebleken dat dat niet juist is. Bolhopen zoals HP1 zijn galactische fossielen, die gevormd zijn uit oerwolken van waterstof en helium, terwijl andere bolhopen vermoedelijk de overblijfselen zijn van dwergstelsels, die door interactie met de Melkweg uit elkaar getrokken zijn. Onderzoek aan bolhopen als HP1 moet meer duidelijkheid geven over het ontstaan en de evolutie van de Melkweg. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan HP1, dat volgende maand zal verschijnen in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Gemini.

Vanaf 1 april gaan LIGO en Virgo een jaar lang continu zwaartekrachtgolven jagen

Credit: LIGO/Virgo

De eerste metingen van de ruimtetijdtrillingen van twee botsende zwarte gaten in het heelal waren in 2015 nog wereldnieuws, maar binnenkort zijn zulke botsingen vermoedelijk wekelijks te meten. De zwaartekrachtsgolfdetectoren Virgo in Italië en LIGO in Washington en Louisiana beginnen 1 april – nee het is geen grap – aan een nieuwe meetcampagne die een vol jaar duurt. Sinds de vorige meetperiode zijn de drie detectoren voor zwaartekrachtsgolven technisch zodanig verbeterd dat vermoedelijk wekelijks een versmelting van twee zwarte gaten kan worden waargenomen.

Credit: LIGO/Virgo

Nu zullen vermoedelijk ook nieuwe verschijnselen te zien zijn zoals de botsing van een zwart gat en een neutronenster. Het Europees-Amerikaanse meetnetwerk gaat bovendien snelle alarmeringen leveren zodat astronomen en fysici bij een zwaartekrachtsgolf meteen naar de bron aan de hemel kunnen uitkijken. Met nieuwe software is dat binnen enkele minuten mogelijk, zodat telescopen en neutrino-detectoren kunnen meekijken.

Virgo en LIGO zijn gebouwd om de trillingen in de ruimtetijd te detecteren die werden voorspeld door Einsteins Algemene Relativiteitstheorie in 1916. Bij heftige kosmische gebeurtenissen als botsingen van extreem compacte massa’s voorspelt de theorie trillingen in de ruimtetijd die meetbaar kunnen zijn tot grote afstand. Afstanden tussen objecten zullen daardoor afwisselend een fractie groter en kleiner worden als de trilling de aarde passeert.
De Virgo- en LIGO-detectoren gebruiken een techniek waarbij laserstralen de afstand tussen spiegels meten in twee kilometers lange tunnels die haaks op elkaar staan. Met dergelijke laserinterferometers zijn variaties van minder dan een protondiameter te meten, mits alle achtergrondruis uit de omgeving wordt weggefilterd. Tot augustus 2017 werden er meer dan tien zwaartekrachtsgolven waargenomen, van botsende zwarte gaten en ook van botsende neutronensterren. Sindsdien is intensief aan verbeteringen van het meetnetwerk gewerkt. Nikhef is nauw betrokken bij de Virgo-detector bij Pisa in Italië. Prof. Jo van den Brand van Nikhef en VU Amsterdam is spokesperson voor het project.

Credit: LIGO/Virgo

‘Met onze drie detectoren met aanzienlijk betere gevoeligheid verwachten we diverse nieuwe waarnemingen te kunnen doen’, zegt Van den Brand. ‘Bovendien wordt preciezere driehoeksmeting mogelijk zodat we bronnen aan de hemel kunnen aanwijzen. Dat is een grote stap in de multimessenger-astronomie.’
LIGO en Virgo beginnen na wekenlange tests volgens plannen op 1 april aan een nieuwe ononderbroken meetperiode van een jaar. Een grote uitdaging, zegt directeur prof. Stavros Katsanevas van het European Gravitational Observatory EGO, dat buiten Pisa de Virgo-detector huisvest. ‘Gedurende een jaar 24 uur per dag foutloos in bedrijf blijven is een nieuwe stap na de pioniersfase waarin we de eerste observaties deden. Maar ik heb vertrouwen dat dit lukt.’
Vergeleken met de voorgaande meetperiode O2 is de gevoeligheid van Virgo ongeveer verdubbeld. Die gevoeligheid wordt doorgaans uitgedrukt in de afstand dat de detector een versmelting van twee neutronensterren nog zal waarnemen. Dat was 88 miljoen lichtjaar en wordt nu het dubbele. Daarmee wordt het volume van het heelal dat ermee bekeken kan worden achtmaal zo groot. Gezien de eerdere waarnemingen kan dat betekenen dat eens in de week een signaal wordt gevonden.
De hogere gevoeligheid van Virgo is met een reeks verbeteringen bereikt. De zware spiegels in de laserinterferometer zijn niet langer opgehangen aan stalen kabels, maar aan glasvezels. Daardoor is er minder ruis in de lage frequenties en kunnen daar ruimtetijdtrillingen beter worden opgevangen. De bronlaser van Virgo is ook krachtiger dan in de eerdere meetronde.
Voor het eerst wordt in Virgo ook gebruik gemaakt van een techniek van het Albert Einstein-instituut in Hannover om het effect van het laserlicht zelf op de spiegels te onderdrukken, zogeheten vacuüm state squeezing. Daarbij worden de quantumeigenschappen van licht slim benut om de gevoeligheid bij hoge frequenties te verbeteren.

In de LIGO-interferometers werd ook squeezing geïmplementeerd en werd het laservermogen verdubbeld. Ook zijn vijf van de acht spiegels vervangen. De laatste maanden werden de nieuwe systemen al uitgebreid getest tijdens zogeheten engineering runs. De huidige veertiende engineeringrun ER14 gaat maandag over in de echte meetperiode O3.
Inmiddels is in Japan de ondergrondse KAGRA-detector in voorbereiding. Die zou in de tweede helft van het komende meetjaar kunnen aanhaken bij LIGO-Virgo, zodat een echt wereldomspannend meetnetwerk wordt bereikt. Via driehoeksmeting is de bron van een zwaartekrachtsgolf dan nog veel exacter aan de hemel te lokaliseren. Bron: Nikhef.

NASA opent na 50 jaar Apollo maanbodem monsters voor onderzoek

In het kader van het Apollo Next-Generation Sample Analysis project heeft NASA aangekondigd maanoppervlakte- en bodemmonsters, meegenomen door de Apollo 15, 16 en 17 te gaan openen voor nieuw wetenschappelijk onderzoek. Dit materiaal is met opzet zo lang bewaard door NASA om met nieuwe technieken beter onderzoek te kunnen doen. Het materiaal dat vacuüm verzegeld vanaf de maan is meegenomen zal een nieuwe generatie wetenschappers de kans geven zich hierover te buigen. Er werden door NASA negen teams van onderzoekers geselecteerd welke bestaan uit vier NASA teams en vier teams afkomstig van universiteiten plus het Marine onderzoeksinstituut (US Naval Research laboratory), die gezamenlijk acht miljoen dollar te verdelen hebben.

Lees verder

Wat berichten van het donkere materiefront

In kleinere stelsels zoals je links ziet lijkt donkere materie niet erg samen te klonteren. Maar in grotere systemen zoals clusters is dat wel het geval. Hoe komt dat? Zie het vierde en laatste bericht hieronder. Credit: Kavli IPMU – Kavli IPMU, NASA, STScI)

Even wat nieuwsberichten van de laatste tijd die over donkere materie gaan en waar ik even niet aan toe gekomen was erover te schrijven:

  • Vers van de pers (vandaag) het bericht dat natuurkundigen van het MIT er niet in zijn geslaagd om axionen te detecteren, een hypothetisch licht deeltje, dat volgens bepaalde modellen (een deel van de) donkere materie zou kunnen vormen. Als ze bestaan dan zouden ze een miniem effect moeten hebben op electriciteit en magnetisme, maar dat effect is niet waargenomen. De metingen van het zogeheten ABRACADABRA onderzoek geven aan dat axionen in het massabereik tussen 0,31 en 8.3 nanoelectronvolt niet kunnen bestaan, da’s pakweg één kwintiljoenste deel van de massa van een proton. Ze bestaan dus niet óf de theoretische modellen over dat effect op electriciteit en magnetisme kloppen niet en dan moeten ze weer terug naar de tekentafel. Bron: Eurekalert.
  • Credit: ESO/WFI (OPTICAL), MPIFR/ESO/APEX/A. WEISS ET AL. (SUBMILLIMETER), NASA/CXC/CFA/R. KRAFT ET AL. (X-RAY)

    Dan is er weer een andere groep Russische, Finse en Amerikaanse onderzoekers, die gekeken hebben naar actieve kernen van sterrenstelsels, zoals Centaurus A (zie de afbeelding hierboven). Theoretische modellen van donkere materiedeeltjes geven aan dat ze een massa moeten hebben ergens tussen 10^-26 tot 10^14 keer de massa van het elektron, een enorm groot massabereik van maar liefst 40 ordes van grootte. De onderzoekers richten zich op de ultralichte deeltjes, die in zeer grote getale in het heelal moeten voorkomen áls ze de donkere materie vormen. De ultralichte deeltjes zouden zich dan als een veld moeten gedragen en dat zou met een bepaalde periode moeten oscilleren. Die oscillatie zou van invloed moeten zijn op het licht dat we van die actieve kernen zien, maar die invloed is dus niet waargenomen. Helaas pindakaas, alweer. Bron: Eurekalert.

  • We kenden al DF2, het ultradiffuse dat géén donkere materie lijkt te bevatten, gelegen vlakbij het elliptische stelsel NGC 1052. Maar nou is er een tweede ultradiffuus stelsel gevonden dat óók geen donkere materie bevat en het ligt ook nog eens in de buurt van DF2. Hoe ‘ie heet? DF4 (dat DF staat voor de Dragonfly Telescope Array, waarmee ze zijn waargenomen). Ik schreef er eerlijk gezegd al ruim twee maanden geleden over, maar vorige week verschenen er twee artikelen over in The Astrophysical Journal Letters – deze en deze en daarom heeft het weer de aandacht. Hieronder een foto waarop je DF2, DF2 en NGC 1052 ziet.

    Credit: P. VAN DOKKUM (YALE UNIVERSITY)/STScI/ACS

    Bron: Keck Observatorium.

  • Dan het laatste DM-bericht van vandaag: onderzoekers uit Japan, Duitsland en Oostenrijk hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het feit dat donkere materie niet goed samenklontert in kleine sterrenstelsels, terwijl grote systemen zoals clusters van sterrenstelsels juist sterke concentraties van donkere materie vertonen. Het zou wel eens te maken kunnen hebben met… de snelheid van de deeltjes donkere materie. In de meeste gevallen reageren de deeltjes niet op elkaar, maar bij een bepaalde snelheid zou dat wel kunnen, dan zouden ze resoneren en heel even bij elkaar blijven. In de dwergstelsels zou hun snelheid zo laag zijn dat ze afketsen, verstrooien en niet samenklonteren, maar in zware systemen als clusters zou hun snelheid hoog genoeg zijn om te te laten resoneren en dan zouden ze een grotere dichtheid hebben, zoals ook waargenomen. Met de nog te bouwen Prime Focus Spectrograph, die gekoppeld zal gaan worden aan de Subaru telescoop  op Hawaï, willen ze idee in de toekomst gaan meten. Bron: Kavli.

Hubble ziet hoe planetoïde Gault aan het uiteenvallen is

Planetoìde 6478 Gault. Credit± NASA, ESA, K. Meech and J. Kleyna (University of Hawaii), O. Hainaut (European Southern Observatory)

Met de Hubble ruimtetelescoop heeft men kunnen waarnemen dat een planetoïde in meerdere brokstukken aan het uiteenvallen is. Het gaat om de planetoïde 6478 Gault, die zo’n 4 tot 9 km in doorsnede is eh…. was. Hubble heeft fotografisch vastgelegd hoe de planetoïde, die in 1988 is ontdekt, in een actieve fase verkeert, waarbij ‘ie zich als een komeet gedraagt. Het blijkt dat hij twee dunne staarten heeft, die goed op de foto hierboven te zien zijn. Gault staat op dit moment 344 miljoen km van ons vandaan, ergens tussen de banen van Mars en Jupiter – yep, midden in de planetoïdengordel. Sterrenkundigen vermoeden dat Gault aan het desintegreren is door het zogeheten YORP-effect, waarbij zonlicht de planetoïde verwarmt en deze infraroodstraling uitstraalt, waarbij ook warmte en impulsmoment worden meegezonden. De planetoïde gaat daardoor sneller roteren en dat zorgt ervoor dat de kans op uiteenvallen groter is.

Waarnemingen aan Gault eind vorig jaar laten zien dat ‘ie ééns per twee uur om z’n as roteert, een erg korte rotatieperiode. Kennelijk zo kort dat Gault in twee delen aan het uiteenvallen is. Er zijn op dit moment zo’n 800.000 bekende planetoïden. Men schat in dat per jaar ongeveer één planetoïde door het YORP-effect uiteenvalt. Eind 2013 zag men ook al zo’n uiteenvallende planetoïde met Hubble, dat was planetoïde P/2013 R3. Een vakartikel over de waarnemingen aan Gault verscheen onlangs in het vakblad The Astrophysical Journal Letters.

Tot laat in z’n natte fase telde Mars honderden grote rivieren

Credit: NASA/JPL/Univ. Arizona/UChicago

Onderzoek van oude rivierbeddingen aan de hand van foto’s gemaakt met de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) van de NASA, die om Mars heen draait, laat zien dat de Rode Planeet tot het allerlaatste moment in z’n natte periode honderden rivieren moet hebben gehad. Die rivieren waren krachtig en breed en daardoor erodeerden ze diepe geulen, die nu nog op de foto’s te zien zijn en die onderzocht zijn door wetenschappers van de Universiteit van Chicago. Hierboven zie je zo’n voorbeeld van een voormalige meanderende rivier, waarvan je in de animatie hieronder ziet hoe het water gestroomd moet hebben.

via GIPHY. Credit: NASA/JPL/Univ. Arizona/UChicago

Foto’s van de MRO én foto’s van de Marsrover Curiosity van gladde kiezelstenen (zoals de foto in de tweet hieronder) laten zien dat Mars rivieren moet hebben gehad, maar nu blijkt dat die tot laat in de ‘natte periode’ van Mars, die ongeveer een miljard jaar duurde, gestroomd moeten hebben en niet geleidelijk in kracht afnamen. Ze werden wel korter, maar bleven krachtig.

Gisteren verscheen er in Science een artikel over het onderzoek aan de voormalige rivieren op Mars. Aan de hand van onderzoek zoals deze proberen de wetenschappers meer te weten te komen over het klimaat vroeger op aarde. Ook kijken ze daarbij naar het klimaat op aarde, of ze lessen kunnen trekken uit de geschiedenis van dat klimaat. Bron: Universiteit van Chicago.

EU-subsidie voor ETpathfinder definitief goedgekeurd

Credit: Einstein Telescope / Nikhef

De realisatie van R&D-lab ETpathfinder in Limburg is een stap dichterbij. Op 26 maart maakte het Interreg-programma Vlaanderen-Nederland bekend dat de aanvraag voor het project definitief is goedgekeurd. ETpathfinder wordt een proeftuin voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor de Einstein Telescope.

Bij ETpathfinder zijn al 15 kennisinstellingen betrokken in Nederland, België en Duitsland. Het consortium wordt geleid door Nikhef, met een grote rol voor de Universiteit Maastricht. De kennisinstellingen gaan voor ETpathfinder samenwerken met bedrijven. Naar verwachting levert dit niet alleen nieuwe en betere technologieën op voor zwaartekrachtsgolfdetectoren. Het zorgt ook voor kennis die breder toepasbaar is en leidt mogelijk tot innovatieve producten.

Afgelopen september kreeg het project ‘R&D- Field Lab ETpathfinder’ al groen licht van het Interreg-programma om het voorstel verder uit te werken. In totaal zal de faciliteit zo’n 14,5 miljoen euro gaan kosten.

Over ETpathfinder

ETpathfinder wordt een R&D-lab in Zuid-Limburg, waarmee nieuwe technologieën voor de Einstein Telescope ontwikkeld kunnen worden. Denk hierbij aan vacuüminstallaties, koeling, spiegels, trillingsdempers en software. Hoewel het gaat om technologie voor zwaartekrachtsgolfmetingen, zal dit lab nieuwe kennis opleveren die breder toepasbaar is. Bron: Einstein Telescope.