Maandelijks archief: april 2020

Stephen Wolfram komt met een pad naar een Theorie van Alles

Geplaatst op door Arie Nouwen
5

Klik op de afbeelding voor een visualisatie van Wolfram’s theorie. Credit: Stephen Wolfram.

De bekende Britse informaticus en natuurkundige Stephen Wolfram, maker van het computerprogramma Mathematica en oprichter van Wolfram Research, is gekomen met een pad naar een Theorie van Alles (Engels: Theory of Everything, TOE), een unificatietheorie die alle grote theorieën uit de natuurkunde zou verenigen, de Relativiteitstheorie en de Kwantummechanika. In een lange blog zet hij z’n theorie uiteen, dat een voorstel lijkt te zijn tot unificatie van die theorieën. Ik ben nogal voorzichtig zoals je merkt in de bewoording met ‘een pad naar’ en ‘voorstel tot’ en dat komt omdat het tamelijk ingewikkelde kost is en op dit moment niet exact de status van Wolfram’s theorie duidelijk is. In de blog beschrijft hij het heelal met een set van regels die lijken op computeralgebra – een verzameling van abstracte relaties tussen abstracte elementen, wat hij hypergrafen noemt. Uit die regels komt de fysieke werkelijkheid van het heelal tevoorschijn (‘emerges’), de ruimte, de tijd, de natuurkrachten, de elementaire deeltjes, e=mc², … alles dus. In een 448 pagina’s tellend technisch document komt Wolfram, inmiddels 60 jaar, met de details van z’n theorie. En een nieuwe website over z’n ambitie, The Wolfram Physics Project, waar o.a. 430 uur (!) videomateriaal op komt te staan, maakt het plaatje helemaal compleet.

Credit: Hunter Langston

Nou zijn er meer theorieën die beweren dat ze de unificatie van Relativiteitstheorie en Kwantummechanika kunnen bereiken, zoals de snaartheorie en de loopkwantum-gravitatie, theorieën die tot nu toe niet in staat waren om meetbare voorspellingen te doen. De grote vraag is natuurlijk of Wolfram’s pad naar een Theorie van Alles wel zal leiden tot een echt bruikbare theorie, eentje die voorspellingen kan doen die gefalsifieerd of geverifieerd kunnen worden. Komende tijd maar even de natuurkundige blogosfeer volgen hoe z’n theorie daar beoordeeld wordt. Met de huidige quarantainemaatregelen moet er toch tijd genoeg zijn dat te kunnen doen. 😀 Bron: Stephen Wolfram.com.

Help de NASA komende week om de parallax van Wolf 359 te bepalen

Geplaatst op door Arie Nouwen
1

De ster Wolf 359 in het midden. Vanaf de New Horizons gezien zal ‘ie vermoedelijk in het groene cirkeltje staan. Credit: NASA/William Keel (University of Alabama, SARA Observatory).

De NASA vraagt iedereen wereldwijd om vanaf komende zaterdag 18 april tot maandag 27 april twee sterren te fotograferen, de ster Wolf 359 (jawel, bekend van Star Trek: The Next Generation), die op het noordelijk halfrond zichtbaar is, en Proxima Centauri, die op het zuidelijk halfrond zichtbaar is. Het gaat er bij deze actie om dat van de twee sterren de parallax gemeten wordt. Normaal gesproken doe je dat van nabije sterren door een foto te maken en dan een half jaar later weer – de positie van de aarde aan de andere kant van de zon zorgt dan voor een parallax van de ster, een kleine verschuiving ten opzichte van de achtergrondsterren. Met die verschuiving is de afstand van de ster tot de aarde te berekenen (zie afbeelding hieronder)

Credit: Bennett/Natuurkunde.nl

De basis van deze klassieke parallaxmeting is 300 miljoen km, twee keer de afstand aarde-zon. Komende week wil men een véél grotere basis gebruiken. De NASA wil namelijk die twee sterren ook volgende week fotograferen door de New Horizons ruimteverkenner, die eerder langs Pluto en Arrokoth vloog. Op 22 en 23 april gaat ‘ie beide sterren twee keer fotograferen en op dat moment staat de sonde 7,01 miljard km van de aarde, da’s 6,5 lichturen van ons vandaan. Als we dan tegelijk de foto’s op aarde maken van de twee sterren dan levert dat dus een basis van ruim zeven miljard km op, waarmee veel nauwkeuriger parallaxmetingen van de twee sterren te maken zijn. Daar komt bij dat de sterren in de ruimte ook een eigenbeweging hebben. De parallax met de aardbaan als basis wordt door die eigenbeweging vertroebeld. Maar bij gelijktijdige fotografie van de sterren door New Horizons en op aarde heb je geen last van die eigenbeweging.

Wolf 359

Wolf 359 (positie: RK: 10 56 23.665 Decl: + 06 59 58.48, sterrenbeeld Leeuw) is met 7,89 lichtjaar op het Alpha Centauri-stelsel en de Ster van Barnard na de dichtstbijzijnde ster tot de zon en de intrinsiek zwakste ster in de buurt van de zon (afgezien van de bruine dwergen Luhman 16 en WISE 0855-0714). Ondanks de kleine afstand is de ster veel te zwak om met het blote oog gezien te kunnen worden. De ster is zo klein en zwak (+13,5m) dat als hij in ons zonnestelsel op de plek van de zon zou staan een telescoop nodig zou zijn om goed te kunnen zien dat deze ster een schijfje is. Ook zou het daglicht niet meer bedragen dan tien keer het licht van de volle maan. Net als vele andere rode dwergen is Wolf 359 een vlamster wat wil zeggen dat de helderheid tijdelijk enorm kan toenemen.

Wolf 359, de oranje ster boven het midden. Credit: Klaus Hohmann.

Een hypothetische planeet die rond deze ster draait zou zich op een afstand van 0.0042 AU moeten bevinden om genoeg energie te ontvangen voor leven. Door deze afstand zou de planeet net als onze maan in een synchrone rotatie zijn waardoor één kant permanent naar de ster gekeerd is. Tijdens een flare zou er zoveel röntgenstraling vrijkomen dat dit een eventuele planeet zou steriliseren. Tot dusver zijn er echter geen aanwijzingen gevonden dat er planeten bij Wolf 359 aanwezig zijn. Bron: Wikipedia.

Om mee te doen heb je een telescoop nodig met een spiegel van minimaal 6 inch (15,2 cm) en een camera. De resultaten van de actie zullen in mei bekend worden gemaakt. Meer info over de actie vind je hier. Bron: Facebook/Astroforum.

Sterrenkundigen ontdekken de helderste supernova ooit waargenomen

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Impressie van SN2016aps. Credit: M. Weiss

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft een supernova ontdekt die de helderste is die ooit is waargenomen. Het gaat om de supernova SN2016aps, die al in 2016 met het Panoramic Survey Telescopes and Rapid Response System (Pan-STARRS) werd ontdekt. Nu pas blijkt na onderzoek dat het een zeer heldere supernova is geweest, die maar liefst tien keer zoveel energie uitstootte als bij een ‘normale’ supernova het geval is. Gewoonlijk komt bij een supernova in totaal zo’n 10^51 erg aan energie vrij en daarvan bestaat 1% uit zichtbaar licht. Niet bij SN2016aps: die braakte 10^52 erg aan energie uit, waarvan de helft bestond uit straling. Door dat laatste was SN2016aps maar liefst 500 keer zo helder als een normale supernova. De sterrenkundigen, die onder leiding stonden van Matt Nicholl (universiteit van Birmingham) denken dat SN2016aps een zogeheten “pulsational pair instability” supernova was, een variant van de pair instability supernovae. De ‘progenitor’, da’s de ster die explodeerde als supernova, moet waarschijnlijk minstens honderd keer zo zwaar als de zon zijn geweest. Maar zelfs dan zou ‘ie normaal gesproken niet zo helder moeten zijn geweest. Voordat ‘ie explodeerde moet de ster heel veel van z’n buitenlagen hebben weggeblazen door krachtige sterrenwinden. Toen de schokgolf van de supernova tegen die eerder weggeblazen gasschillen botste ontstond de extreem heldere lichtkracht van SN2016aps.

Credit: A. Vigna-Gómez et al, from https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab1bdf

Verder blijkt uit onderzoek dat SN2016aps heel veel waterstof bevatte, ook al iets vreemd, want progenitors van dergelijke supernovae hebben hun waterstofvoorraad meestal al eerder verloren door de sterrenwind, ver voor de supernova. Dat wijst er op dat SN2016aps wellicht ontstaan is door de fusie van twee lichtere sterren, die langer hun waterstof kunnen vasthouden, een situatie die hierboven wordt weergegeven in het middelste scenario. In Nature verscheen een vakartikel over de ontdekking van de helderste supernova. Bron: CfA/Harvard.

NASA steunt ontwerp voorstel waarbij een maankrater omgebouwd wordt tot radiotelescoop

Geplaatst op door Angele van Oosterom
11

De ‘Lunar Crater Radio-Telescope’ afgekort LCRT is een concept radiotelescoop ontworpen in het kader van het NASA Innovative Advanced Concepts programma (NIAC). Uit het NIAC programma worden de meest innovatieve ingediende voorstellen gekozen en vervolgens gesteund door NASA. Het team dat de LCRT ontwerpt is recent geselecteerd (fase I) en heeft van NASA negen maanden de tijd en 125.000 USD gekregen om het concept verder uit te werken. De radiotelescoop zou gestationeerd moeten worden aan de achterkant van de maan in een grote krater. Mocht de telescoop daadwerkelijk gebouwd worden dan zou deze, met een diameter van 1 km, de grootste parabolische radioschotel worden in het zonnestelsel. Lees verder →

Voor het eerst methaanijs gemaakt op aarde onder ruimtecondities

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Het apparaat Surfreside-3 van de Universiteit Leiden. Hiermee maakten de onderzoekers methaanijs op een oppervlak bij condities die gelden in interstellaire moleculaire wolken: min 263 graden Celsius en een ultra-hoog vacuüm. (c) LfA/Leiden Observatory.

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft in een laboratorium van de Universiteit Leiden laten zien dat methaan kan ontstaan op ijzige stofdeeltjes in de ruimte. Het vermoeden dat dit kon, bestond al langer, maar doordat de omstandigheden in de ruimte lastig zijn na te bootsen, was het nog nooit gelukt om dit te bewijzen. De onderzoekers publiceren hun bevindingen maandagavond in het tijdschrift Nature Astronomy.

Methaan, bij ons bekend als de hoofdcomponent van aardgas, is een van de eenvoudigste koolwaterstoffen. Het bestaat uit een koolstofatoom met vier waterstofatomen: CH4. Op aarde kennen we methaan vooral als een brandbaar gas dat ontstaat uit vergane resten van organisch materiaal. Ook in de ruimte is methaan voorhanden. Neptunus en Uranus bevatten bijvoorbeeld naast waterstof en helium vooral methaangas. Op Saturnusmaan Titan, de enige maan in ons zonnestelsel met een dichte atmosfeer, regent het niet water maar vloeibaar methaan. Buiten ons zonnestelsel, in de interstellaire ruimte, is methaanijs een van de tien meest voorkomende ijsvormen.

De heersende mening over hoe methaanijs in de ruimte ontstaat, is dat er eerst CH gevormd wordt, dan CH2, vervolgens CH3 en uiteindelijk CH4. In de gasfase is deze reactie langzaam. Maar op een ijzig stofdeeltje verloopt de reactie sneller. Dat komt onder andere doordat ijzige stofdeeltjes een ‘hangplek’ vormen voor atomen en moleculen. Daardoor wordt het waarschijnlijker dat deze elkaar vinden. Bovendien vangen de stofdeeltjes de energie op die vrijkomt bij de reactie. Ze voorkomen daarmee dat het net gevormde methaan weer uit elkaar valt.

In de gasfase is deze reactie niet efficiënt, omdat de ruimte nogal leeg is. Echter op stofdeeltjes kunnen laagjes ijs groeien, waardoor atomen en moleculen elkaar gemakkelijker vinden. Bovendien kunnen stofdeeltjes de energie absorberen die vrijkomt bij de reacties. Daardoor gaan de reacties sneller.

Het is onderzoekers van het laboratorium voor astrofysica van de Sterrewacht Leiden (Universiteit Leiden) nu voor het eerst gelukt om onder ruimtecondities methaan te maken. Ze lieten daarvoor bij min 263 graden Celsius en in ultra-hoog vacuüm waterstofatomen en koolstofatomen botsen op een ijskoud oppervlak.

Eerder was het de onderzoekers al gelukt om op een vergelijkbare manier water (H2O) en ammoniak (NH3) te maken. Ze deden dat toen door zuurstof en stikstofatomen met waterstofatomen te laten reageren. Maar reacties met koolstofatomen waren tot nu toe een uitdaging. Dat komt omdat koolstof erg plakkerig is. Dat maakt ermee experimenteren bijzonder lastig. Danna Qasim, promovenda aan de Leidse Sterrewacht en eerste auteur van de wetenschappelijke publicatie in Nature Astronomy, voegt toe: “Het is moeilijk om een experiment met koolstofatomen uit te voeren. Koolstof is plakkerig, dus het is een uitdaging om een gecontroleerde bundel pure koolstofatomen te maken. En tegelijkertijd wil je natuurlijk niet dat je opstelling na een experiment helemaal onder het koolstof zit.”

De onderzoekers konden in hun experimenten de omstandigheden variëren. Zo konden ze precies onderzoeken hoe en hoe efficiënt methaan kan worden gevormd door inwerking van koolstof- en waterstofatomen.

Het blijkt dat methaanijs beter wordt gevormd in een waterrijke omgeving. Dit is in overeenstemming met astronomische waarnemingen die laten zien dat methaan- en waterijs gelijktijdig voorkomen in de ruimte.

De processen die de onderzoekers in het laboratorium hebben onderzocht, bootsen de omstandigheden na zoals die in de ruimte heersen voordat nieuwe sterren en planeten ontstaan. Het onderzoek onderschrijft het idee dat het methaan dat we planeten zoals Uranus en Neptunus aantreffen waarschijnlijk al voorhanden was lang voordat ons zonnestelsel werd gevormd. Bron: Astronomie.nl.

Haarscherpe foto’s van de zon onthullen draadachtige strengen van heet plasma

Geplaatst op door Arie Nouwen
8

Credit: UCLAN/NASA

Nieuwe haarscherpe foto’s van de zon hebben ‘aan het licht gebracht’ dat er in de atmosfeer van de zon zeer fijne, draadachtige magnetische strengen van zeer heet plasma zijn, gas dat wel een miljoen graden warm kan zijn. Onderzoekers van de Universiteit van Central Lancashire en NASA’s Marshall Space Flight Centre (MSFC) hebben de foto’s gemaakt met de High-Resolution Coronal Imager (kortweg Hi-C), een camera die aan boord zat van een sondeerraket, een raket ontworpen om onderzoek te doen gedurende een suborbitale ruimtevlucht. De raket werd op 29 mei 2018 gelanceerd vanaf White Sands Missile Range in de VS. Op foto’s van de zon, die met andere instrumenten leeg leken te zijn, zijn nu strengen te zien die ongeveer 500 km breed zijn. Met Hi-C kunnen details van wel 70 km worden gezien, dat is slechts 0,01% de grootte van de zon.

In de uitvergroting de ontdekte strengen. Dat vierkant op de achtergrond zal vast een instrumenteel artefact zijn, schat ik zo in (voordat conspiracy-believers er weer bovenop duiken 😀 ). Rechtsboven de aarde ter vergelijking. Credit: UCLAN/NASA

Hoe de strengen precies ontstaan is nog niet bekend. Bij een volgende vlucht met een sondeerraket willen ze de Hi-C gegevens combineren met die van NASA’s Parker Solar Probe en ESA’s Solar Orbiter (SolO) en dan willen ze meer te weten komen over de wijze waarop de strengen ontstaan.

In The Astrophysical Journal werd dit vakartikel erover gepubliceerd. Hier zijn nog meer foto’s te zien die met Hi-C van de zon zijn gemaakt. Bron: UCLAN.

Nabije aarde passage van asteroïde 52768 op 29 april a.s.

Geplaatst op door Angele van Oosterom
17

NASA en vele observatoria wereldwijd houden deze dagen de asteroïde 52768 (1998 OR2) extra goed in de gaten daar deze koers zet in de richting van de aarde en een forse afmeting heeft, namelijk 1,8 bij 4,1 km. De aardscheerder zal op 29 april a.s. binnen de 6,29 miljoen km afstand van de aarde passeren. Dit is ongeveer 12 keer de afstand aarde – maan. Uit trajectanalyse is gebleken dat de asteroïde niet een direct gevaar voor de aarde zal vormen. De asteroïde staat bij NASA’s Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) geregistreerd. Professionele astronomie observatoria als het Arecibo observatorium in Puerto Rico hebben hun telescopen reeds op de aardscheerder gericht. Maar ook zou de asteroïde zichtbaar moeten zijn met meer basic materiaal. Zie voor meer details EarthSky*. Lees verder →

Pasen en de Maan

Geplaatst op door Arie Nouwen
Beantwoorden

Credit: Nel Bhota/Pixabay.

Het is Paasweekend. In tegenstelling tot Kerstmis valt Pasen niet altijd op dezelfde datum en welke dat in een bepaald jaar is hangt van de maan af. De regel zoals ooit bepaald op het het concilie van Nicea [1]Waarom altijd die wisselende data van Pasen en niet zoals met Kerstmis vaste dagen? De reden is dat de paasdata afhankelijk zijn van de omloop van de Zon én van de Maan. En dat komt weer omdat Pasen … Continue reading is simpel: Pasen is de zondag na de eerste Volle Maan nadat de lente is gestart. De lente begon dit jaar op vrijdag 20 maart, het moment dat het middelpunt van de zonneschijf door het lentepunt op de ecliptica gaat, lengte 0°00’00”. En op woensdag 8 april om 04.35 uur was het ‘Paasmaan’,  de eerste Volle Maan na de lente-equinox. Dat was ook gelijk een supermaan, omdat de Volle maan toen samenviel met perihelium. Er zijn dus twee variabelen: het begin van de lente, welke ergens tussen 19 en 21 maart valt, en de omloop van de maan om de aarde, die ruim 27 dagen duurt. Om deze reden kan de datum van Pasen variëren tussen 22 maart en 25 april. Hieronder de exacte regels die gevolgd worden om de paasdatum te berekenen. Fijn paasweekend!

  1. Bereken het gulden getal van het jaar, dit is de rest die we overhouden als we het nummer van het jaar door 19 delen (het aantal jaren in een maanjaar cyclus), en deze rest wordt met 1 vermeerderd. Het gulden getal van 1900 is dus 1, en het gulden getal van 1983 is 8.
  2. Bereken de correctie die aangebracht moet worden vanwege schrikkeljaren. Eerst tellen we het aantal voorafgaande eeuwen (inclusief de eeuw zelf) waarin een schrikkeldag werd weggelaten, voor 1900 tot 2099 is dat 15. Daarna tellen we de weggelaten dagen in schrikkeljaren van het maanjaar. Dit soort schrikkeljaren komen in een periode van 2500 jaar 8 maal voor, namelijk het eerste jaar, het 301-ste jaar, enzovoorts tot en met het 2101-ste jaar. Het eerste zodanige jaar was 1800 en dit was tevens het begin van een cyclus, de volgende keer dat zo een jaar voorkomt is dus 2100. Voor 1800 tot 2099 is dat dus 1 daarna tot 2399 is dat 2, enzovoorts. Trek het aantal zo gevonden maanschrikkeldagen af van het aantal zonschrikkeldagen.
  3. Nu gaan we de epacta berekenen, dat is de ouderdom van de maan op 1 januari van het jaar. Hiertoe vermenigvuldigen we eerst het gulden getal met 11 (een maanjaar is 11 dagen korter dan een zonnejaar, vandaar), hiervan trekken we het getal gevonden onder 2 af (correctie voor schrikkeldagen). Hierbij tellen we dan 2 op (om in de pas te komen). Van dit resultaat nemen we de rest na deling door 30. Zo gaat de berekening voor 1983 als volgt: gulden getal is 8, aantal zonneschrikkeldagen is 15, aantal maanschrikkeldagen is 1, verschil 14. Gulden getal maal 11 is 88, trek af schrikkeldagen (14) het resultaat is 74 en tel hier 2 bij op: 76. Hiervan nemen we de rest na deling door 30: 16 en dit is de epacta van 1983.
  4. Nu moeten we nog de volle manen van een jaar berekenen. De maanmaanden hebben in principe afwisselend 30 en 29 dagen, waarbij de maanmaand waarin 1 januari valt 30 dagen heeft, en de daaropvolgende maanmaand 29 dagen. Verder komt een volle maan 13 dagen na nieuwe maan. Uitgaande van dit gegeven vinden we een volle maan op 31-epacta+13 maart in een niet schrikkeljaar, en 1 dag eerder in een schrikkeljaar. Valt deze datum na 31 maart, dan gaan we uiteraard over op de maand april. Voor 1983 is de zo gevonden datum 28 maart. Pasen valt nu op de daaropvolgende zondag. Het kan gebeuren dat de zo gevonden datum van de volle maan voor of op 21 maart valt, in dat geval moeten we de daarop volgende volle maan nemen. Hiertoe dienen we de lengte van de maanmaand te kennen, de volgende regels zijn hierop van toepassing:a. De kritische epacta is 26 in jaren met een gulden getal groter dan 11, in andere jaren is deze epacta 25. b. Is de berekende epacta kleiner dan de kritische epacta, dan is de lengte van de maand 29 dagen, anders is dat 30 dagen.

Bron: Sterrengids 2020 + Beleven.org.

References[+]

References
↑1 Waarom altijd die wisselende data van Pasen en niet zoals met Kerstmis vaste dagen? De reden is dat de paasdata afhankelijk zijn van de omloop van de Zon én van de Maan. En dat komt weer omdat Pasen een mix is van zowel het Joodse paasfeest, dat de Exodus van het Joodse volk uit Egypte herdenkt, en het Christelijke paasfeest, dat de dood en herrijzenis van Jezus herdenkt. Het Joodse paasfeest is gebaseerd op de maankalender. Het joodse jaar bestaat soms uit 12 en soms uit 13 maanden volgens een schema waarbij de eerste maand van het jaar, Nisan, altijd begint op de nieuwe maan die het dichtst bij het begin van de lente ligt. Nisan is dus de eerste lentemaand. Volgens dit kalendersysteem valt de Volle Maan altijd op 15 Nisan en dat is dan ook precies de datum waarop de Joden de Exodus herdenken onder de naam Pascha of Pesach, wat overgang betekent. Jezus zou op de dag van het Joodse paasfeest, vrijdag 15 Nisan, aan het kruis gestorven zijn en de zondag erop weer opgestaan. Dat wordt dus in het Christelijke paasfeest herdacht. Op het Concilie van Nicea werd door de kerkleiders besloten om de datum van dit paasfeest officieel vast te stellen als de eerste zondag ná de dag van de eerste volle maan óp of ná de eerste dag van de lente. Dit om te voorkomen dat het Joodse en Christelijke paasfeest samen zouden vallen. Maar probleem was dat voor het vaststellen van deze paasdata de Maan in de gaten moest worden gehouden en die bleek in de praktijk in z’n bewegingen nogal schommelend. Anno nu weten we dat dat komt door de invloed van grote hemellichamen zoals de Zon en Jupiter. Daarom besloot men gebruik te maken van de Juliaanse kalender, die weer op de zonnestand is gebaseerd. Uiteindelijk was het de monnik Dionysius Exiguus die in 525 op basis van de Juliaanse zonnekalender mét diverse maanelementen erbij in z’n Liber Paschalis dé methode ontdekte om de juiste paasdatum uit te rekenen.

Botsing met ijsreus moet Uranus z’n bijzondere eigenschappen hebben gegeven

Geplaatst op door Arie Nouwen
4

CREDIT: LAWRENCE SROMOVSKY, UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON/W.W. KECK OBSERVATORY/NASA

Uranus is een ijsreus in ons zonnestelsel met bijzondere eigenschappen: alle planeten in het zonnestelsel hebben een rotatieas die haaks staat op het baanvlak waarin ze om de zon draaien, behalve Uranus. Diens rotatieas is 98° gekanteld en is daarmee ongeveer evenwijdig aan dat baanvlak – één van z’n polen wijst richting de zon! En niet alleen Uranus, ook al z’n manen (27 stuks voor zover we weten) draaien zo om Uranus, dus haaks op het baanvlak. Al langer denken sterrenkundigen dat die vreemde ligging veroorzaakt is door een botsing die Uranus lang geleden moet hebben gehad met een groot object. Dat vermoeden lijkt nu te zijn bevestigd door Japanse onderzoekers, die onder leiding stonden van  Shigeru Ida (Earth-Life Science Institute (ELSI) at Tokyo Institute of Technology). Uit hun computerberekeningen blijkt dat Uranus in het vroege zonnestelsel in botsing moet zijn gekomen met een andere kleine ijsreus, eentje met een massa van 1 tot 3 aardmassa’s. Die zorgde er niet alleen voor dat Uranus kantelde, maar gaf ‘m ook een snellere rotatiesnelheid (nu één omwenteling per 17 uur). Het meeste van het gas dat door de botsing verdampte en in een schijf in het equatoriale vlak van Uranus terecht kwam viel weer terug naar Uranus, de rest kwam in de relatief kleine manen terecht. Die volgden de rotatie van Uranus, dus haaks op het baanvlak om de zon. Hier is het vakartikel, verschenen in Nature. Bron: Eurekalert.

Licht waargenomen dat teruggekaatst is van de accretieschijf van een zwart gat

Geplaatst op door Arie Nouwen
2

Met de gestippelde lijnen wordt de weerkaatste straling van de accretieschijf weergegeven, die voor het eerst is waargenomen. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)/R. Connors (Caltech).

Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd om licht waar te nemen dat teruggekaatst is van de accretieschijf van een zwart gat. Het gaat om het zwarte gat genaamd XTE J1550-564, gelegen in het zuidelijke sterrenbeeld Winkelhaak (Norma), welke waargenomen is door de Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) satelliet van de NASA. Die satelliet is al sinds 2012 niet meer werkzaam, dus die waarnemingen dateren al van lang geleden.

De positie van XTE J1550-564 aan de hemel. Credit: Science@NASA.

Van fotonen (lichtdeeltjes) vlakbij een zwart gat weten we dat die deels terechtkomen binnen de waarnemingshorizon van het zwarte gat, waarna ontsnappen niet meer mogelijk is, deels naar ‘oneindig’ verdwijnen (soms na meerdere rondjes om de waarnemingshorizon, zoals bij M87* gebeurde), de ruimte ingaan en na een lange reis de buis van een aardse telescoop inschieten. In de jaren zeventig was er een theorie dat er nog iets mogelijk zou kunnen zijn, namelijk dat fotonen niet de ruimte in verdwijnen, maar dat ze spiraalsgewijs terugkomen naar het zwarte gat door diens enorme zwaartekracht en dat ze dan vervolgens óf alsnog roemloos in het zwarte gat verdwijnen óf terug worden gekaatst de ruimte in. Die laatste mogelijkheid is nu daadwerkelijk waargenomen, zo blijkt uit een recente analyse van die oude waarnemingen van de RXTE aan XTE J1550-564.

Credit: Melissa Weiss, CXC, NASA

Dat is eigenlijk een dubbelster, bestaande uit een zwart gat en een gewone ster, te zien in de illustratie hierboven. Vanuit de ster vloeit er materiaal naar het zwarte gat. Analyse van de RXTE-gegevens laat nu zien een een klein deel van het röntgenlicht komt van fotonen die teruggebogen zijn naar de accretieschijf en dan vervolgens teruggekaatst zijn, alsof die schijf zelf straling heeft weerkaatst. De sterrenkundigen (o.l.v. Riley Connors, CalTech) denken dat ze door verdere waarnemingen aan teruggekaatst licht kunnen bepalen wat de rotatiesnelheid van het zwarte gat is. Hier voor de liefhebbers het vakartikel over de ontdekking van teruggekaatst licht van zwarte gaten:

Riley M. T. Connors et al. Evidence for Returning Disk Radiation in the Black Hole X-Ray Binary XTE J1550–564, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/ab7afc

Bron: Phys.org.