Dat is ‘m bij de streepjes, de kleine planetoïde 1998 KY26. Credit: NAOJ.
Met de Subaru telescoop op Hawaï hebben ze onlangs de planetoïde 1998 KY26. Die ruimterots van naar schatting slechts 30 meter doorsnede is samen met planetoïde 2001 CC21 het volgende doel van de Japanse ruimteverkenner Hayabusa 2. Eh… Hayabusa 2, heeft die niet rond de planetoïde Riyugu gewenteld en onlangs monsters van die kleine planetoïde op aarde gedropt? Klopt als een bus, dat heeft ‘ie inderdaad gedaan. Dat wil zeggen dat vanuit het moederschip van Hayabusa 2 op 5 december jongstleden een capsule met de monsters loskoppelde, die na een helse tocht door de atmosfeer uiteindelijk landde in de woestijn van Australië – de container in de capsule bleek zwart zand te bevatten. Maar dat moederschip is daarna doorgevlogen naar z’n volgende doel – een extended mission zoals dat wordt genoemd – en dat is die genoemde planetoïde 1998 KY26, die momenteel 0,47 AE (1AE is de afstand tussen de zon en de aarde, 149 miljoen km) van de aarde staat.
Mogelijke vorm van 1998 KY26, gemaakt in 1998 op basis van Radar waarnemingen. Credit: NASA /JPL.
Op 10 december kon de planetoïde worden gefotografeerd met de grote Subaru telescoop op Hawaï. En dat was best lastig, want 1998 KY26, die zeer snel rond z’n as draait, had een schijnbare helderheid van slechts 25,4 magnitude, da’s zeer lichtzwakke. De bedoeling is dat Hayabusa 2 in juli 2031 langs 1998 KY26 zal vliegen en van dichtbij waarnemingen zal verrichten. Vijf jaar daarvoor – yep, juli 2026 – zal Hayabusa 2 eerst nog een andere planetoïde bezoeken, 2001 CC21, die met een diameter van 710 meter veel groter is dan 1998 KY26. Bron: Eurekalert + Wikipedia.
Credit:NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), and the HUDF 2012 Team
Op basis van de op 3 december bekendgemaakte derde publicatie van de Gaia gegevens (EDR3) hebben sterrenkundigen een nieuwe schatting gemaakt van de snelheid waarmee het heelal uitdijt. Met Gaia, een Europese satelliet die al zes jaar de sterren in de Melkweg bestudeerd, is van maar liefst 1,3 miljard sterren in ons melkwegstelsels de parallax gemeten, de schijnbare beweging van de sterren als gevolg van de jaarlijkse beweging van de aarde om de zon. Tot die enorme groep sterren behoren ook 75 Cepheïden, veranderlijke sterren waarvan de periode van veranderlijkheid en absolute lichtsterkte aan elkaar verbonden zijn. Op basis van nieuwe berekeningen op grond van EDR3 hebben Nobelprijswinnaar Adam Riess en z’n team een nieuwe schatting gemaakt van de Hubble constante (H0), de constante die een maat is voor de snelheid waarmee het huidige heelal uitdijt. Die blijkt 73,0 +/- 1,4 km/s/Mpc te zijn, met een onzekerheid van 1,8%. H0=73,0 km/s/Mpc betekent dat een sterrenstelsel dat we op 1 Mpc afstand zien staan (dat is 3,26 miljoen lichtjaar) zich met een snelheid van 73 km/s van ons vandaan beweegt, op 2 Mpc afstand met 2 x 73 km/s, enzovoorts.
RS Puppis, een bekende Cepheïde. Credit: NASA/ESA.
Probleem bij deze waarde van H0: er is nog een andere schatting van deze constante en wel op basis van gegevens van het vroege heelal, met name de kosmische microgolf-achtergrondstraling. Die schatting bedraagt 67 km/s/Mpc, véél lager dan de waarde die Riess heeft gevonden. Dat verschil tussen de waarden van H0 van het huidige en vroege heelal lijkt onoverkomelijk te zijn. Ze hebben er niet voor niets een naam aan gegeven: de Hubble spanning. De statistische betrouwbaarheid van het verschil tussen de twee waarden is 4,2 sigma, dat wil zeggen dat het voor 99,999% zeker is dat het verschil géén statistische ruis is. Dat wijst er op dat er dus iets aan de hand is: of er zijn instrumentele fouten gemaakt óf er is iets met het kosmologische Lambda-CDM model aan de hand, het model dat er van uit gaat dat er behalve gewone materie ook donkere energie en donkere materie in het heelal is. Hier het vakartikel van Riess et al, te verschijnen in the Astrophysical Journal. Bron: Quanta Magazine.
Onderzoekers van onder andere de Universiteit Utrecht en Nikhef publiceren vandaag in het toonaangevende tijdschrift Science een studie die ingaat op maar liefst twee essentiële vragen uit de astrofysica. Ten eerste geven ze een scherpe schatting van de grootte van een typische neutronenster, het restant van een ingestorte opgebrande ster met een paar keer de massa van de zon. Daarnaast hebben ze een nieuwe inschatting gemaakt van de snelheid waarmee het universum uitdijt. Die snelheid is momenteel onderwerp van scherpe wetenschappelijke discussies.
De onderzoekers vonden de twee antwoorden door allerlei waarnemingen van neutronensterren te combineren met radiotelescopen, telescopen en detectoren voor zwaartekrachtgolven.
Prof. Tim Dietrich, hoofdauteur van de publicatie, is een voormalige postdoc van Nikhef in Amsterdam en nu hoogleraar aan de Universiteit van Potsdam. Voor de studie werkt hij nauw samen met onder andere zwaartekrachtdeskundigen van de Universiteit Utrecht, waaronder Nikhef-promovendus Peter Pang.
Multi-messenger-astronomie
In de moderne astrofysica combineren wetenschappers verschillende soorten signalen uit de ruimte om fundamentele vragen over de kosmos te bestuderen, van licht en andere elektromagnetische straling tot kosmische deeltjes en sinds kort ook zwaartekrachtgolven. Deze zogenaamde multi-messenger-astronomie is een snelgroeiende tak van de wetenschap.
Een nieuw tijdperk van de multi-messenger-astronomie begon in 2017, toen wetenschappers de signalen van een botsing tussen twee neutronensterren in het heelal observeerden. Uit die gebeurtenis werden licht en andere straling opgevangen, evenals zwaartekrachtgolven: kleine meetbare rimpelingen van Einsteins ruimtetijd die ontstaan wanneer extreem compacte objecten elkaar opslokken. Zelfs toen al toonden de metingen aan dat dergelijke botsingen de plaats zijn waar zware chemische elementen als goud worden gesmeed.
Sindsdien zijn de zwaartekrachtgolven van een handvol van dergelijke botsingen met neutronensterren gemeten met detectoren in de VS en Europa, soms in combinatie met telescoopwaarnemingen. De detectoren pikken ook regelmatig de samensmelting van zwarte gaten op, een nog gewelddadiger proces waarbij alleen geen licht vrijkomt.
Onvoorstelbaar
De onderzoekers concluderen uit de analyses van deze metingen en andere waarnemingen van neutronensterren dat zo’n neutronenster een diameter van slechts 12 kilometer heeft. De massa van de kleine supercompacte neutronenbol is onvoorstelbaar groot: honderdduizenden keer zoveel als de massa van de aarde. Eén theelepel van het spul zou al miljoenen tonnen wegen.
Door de preciezere schatting van de omvang van een neutronenster kon het team sommige theorieën over kernkrachten weerleggen. Tim Dietrich: ‘De waarneming van botsende neutronensterren maakt het mogelijk om het gedrag van materie te begrijpen op een schaal kleiner dan het atoom. Onze studie reikt letterlijk van kosmische tot sub-atomaire schalen.’
Veel discussie
Met de waarnemingen heeft Dietrichs team ook een nieuwe en onafhankelijke schatting van de zogenaamde Hubble-constante gemaakt. “Dit is een maat voor de snelheid waarmee het universum zelf uitzet sinds de oerknal”, zegt Dietrich. “In de afgelopen jaren is er veel discussie geweest over deze constante, omdat er twee meetmethoden zijn die zeer verschillende resultaten geven.”
De waarde die nu is gevonden, ligt het dichtst bij de Hubble-constante die het resultaat is van precisiemetingen met satellieten van de kosmische achtergrondstraling, een overblijfsel van de Oerknal meer dan 14 miljard jaar geleden. Dit betekent ook steun voor de meest voorkomende modellen voor het verloop van de Big Bang, genaamd lambda-CDM. “Een milde voorkeur voor de vorige Kosmische Microgolf Achtergrondmeting”, aldus Peter Pang.
Publicatie
Multi-Messenger Astronomy Constrains Hubble Constant
Tim Dietrich, Michael W. Coughlin, Peter T. H. Pang, Mattia Bulla, Jack Heinzel, Lina Issa, Ingo Tews, Sarah Antier
Science, 18 november 2020, DOI 10.1126/science.abb4317
Woensdagavond 16 december om 19.59 uur Nederlandse tijd is de capsule van de Chinese Chang’e-5 maanmissie met een parachute geland op een besneeuwde vlakte in het gebied Siziwang Banner in Mongolië. Aan boord van die hitttebestendige capsule bevindt zich twee kilo aan maansteen, dat op 1 en 2 december door de maanlander van de missie verzameld werd in de vulkanische streek Mons Ruemker in de Oceaan der Stormen (Oceanus Procellarum) op de maan. Een bergingsteam van Chang’e-5 kon de doorgang van de capsule door de aardse atmosfeer over de Arabische Zee met infraroodcamera’s goed volgen en al snel per helicopter landen bij de plek waar de capsule neerkwam om de meegebrachte maanstenen veilig te stellen. China is hiermee het derde land na Rusland (eigenlijk de Sovjet-Unie) en de VS dat maanmonsters terug naar de aarde brengt.
Mons Ruemker is waarschijnlijk zo’n 1,2 miljard jaar geleden ontstaan door vulkanische activiteit op de maan. Men denkt dat de meegebrachte maanstenen de jongste zijn die van de maan naar de aarde zijn gebracht. Het is meer dan veertig jaar geleden dat maanstenen terug naar de aarde zijn gebracht.
Ehhh… nu we het toch hebben over door capsules meegebrachte monsters van andere hemellichamen: eerder vertelden we hier dat de capsule van de Japanse Hayabusa 2 missie met monsters van de planetoïde Ryugu veilig was geland in Australië. De Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA heeft inmiddels laten weten dat die capsule in het laboratorium is geopend en dat ze er zwart ‘zand’ in hebben aangetroffen, stofkorrels die zwart lijken te zijn. Hieronder een foto daarvan.
Credit: JAXA.
Het zwarte zand zit in de buitenste schil van de container. In de binnenste schil, die nog niet geopend is, denken ze nog meer gruis van de planetoïde Ryugu aan te treffen. Bron 1 over Chang’e 5: Universe Today en bron 2 over Hayabusa-2: Phys.org.
De Raptor is een herbruikbare, methaan-aangedreven raketmotor vervaardigd door én voor SpaceX. De Raptor is ontwikkeld voor de Starship en Super Heavy raketsystemen. De Raptor, officieel onthuld in 2016, moest volgens Elon Musk de effectiefste raketmotor ooit worden met de gunstigste stuwkracht per kilogram brandstof verhouding. Wat maakt deze motor zo uniek? Hoe verhoudt zich de Raptor tot andere gangbare raketmotoren? Volgend artikel is een ingekorte versie (deel I van II) van Everyday Astronaut’s Tim Dodd over de Raptor. De bijzonderheid van de Raptor zit hem deels in de verbrandingscyclus, de motor bezit een zogeheten ‘full-flow staged combustioncycle’ of ‘gefaseerde verbrandingscyclus met volledige doorstroming’ (de derde ooit ontwikkeld) en gebruikt daarbij ook nog eens cryogeen vloeibaar methaan en vloeibare zuurstof (LOX) als brandstof (geen RP-1 zoals bij SpaceX’ Merlin en Kestrilmotoren.). Geen enkele orbitale raket heeft eerder methaan gebruikt. Hieronder zal ik een overzicht Raptor versus andere gangbare raketmotoren, als o.a. de Merlin, de RS-25 (Spaceshuttle/SLS), de RD-180, Blue Origin’s BE-4 en de F-1-motor. Waarom koos SpaceX voor deze unieke combinatie? Ik hoop met dit artikel duidelijk te maken waarom ze tot deze keuze zijn gekomen en waarom misschien de Raptor in de toekomst wel het beste paard in de stal der raketmotoren kan worden…
Jawel, daar is ‘ie weer: ook in het gedenkwaardige coronajaar 2020 organiseren we de Astro Top-25, de zevende keer dat we ‘m doen! Vanaf 2014 hebben we ieder jaar in december de Astro Top-25, een top 25 van muzieknummers die op de een of andere manier iets te maken hebben met astronomie of ruimtevaart. Het kan zijn dat er in de titel een verwijzing is naar bijvoorbeeld de zon, planeten of sterren of dat de band of de zanger(-es) een link heeft met astronomie of ruimtevaart. We vragen hierbij aan alle lezers van de Astroblogs om een persoonlijke top-5 in te vullen van hun favoriete astronomische muzieknummers. Dat kan door vijf artiesten en de titel van het nummer in te vullen en onderaan op de zendknop te drukken.
Je kunt voor inspiratie gebruik maken van de nummers uit de Top-2000 en de Astro Top-25 van 2015, Astro Top-25 2016 en Astro Top-25 2017, Astro Top-25 2018 en de Astro Top-25 2019, maar je kunt ook geheel andere nummers inbrengen. Als de link met astronomie of ruimtevaart niet uit de titel blijkt wil ik je vragen je keuze eronder toe te lichten – bij #6. Het indienen van je top-5 kan tot en met Tweede Kerstdag, 26 december a.s. om 24.00 uur. Op oudjaarsdag, donderdag 31 december zullen we de uitslag van de Astro Top-25 2020 bekendmaken, samengesteld op basis van de door jullie ingediende top-5’s! Let op: je moet vijf verschillende nummers invullen. Dezelfde artiest mag wel. Let ook op de puntentelling: ieders nummer 1 krijgt 5 punten, nummer 2 4 punten, nummer 3 krijgt 3 punten, enzovoorts. Zet dus op jouw nummer 1 het nummer dat je het mooist vindt, dat voor jou letterlijk tot de sterren reikt. Succes ermee! De klok gaat nu in.
Dat er water op Mars is weten we al een tijd, meestal komt het er voor in de vorm van waterijs. Dit jaar nog werden drie ondergrondse meren ontdekt. Nu kan daar weer een nieuw hoofdstuk aan worden toegevoegd, want een team van onderzoekers onder leiding van Dan Berman heeft met behulp van het Shallow Radar (SHARAD) instrument aan boord van NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter zogeheten Viscous Flow Features (VFF’s) op Mars in kaart gebracht, kenmerken in het landschap die wijzen op stromen van ijs. De onderzoekers vonden die kenmerken in het gebied genaamd Nereidum Montes, dat zich bevindt aan de noordelijke rand van het Argyre bekken op het zuidelijk halfrond van Mars (zie afbeelding bovenaan en hieronder).
In dit vakartikel van Berman et al, dat in februari 2021 zal worden gepubliceerd in Icarus, zeggen ze in dat gebied een grote hoeveelheid ijsrijke afzettingen te hebben gevonden. Het gebied is buiten de poolstreek gelegen en ze denken dat dit het grootste reservoir van waterijs is buiten de zuidelijke pool van Mars. Analyse van de radarbeelden van het gebied laat zien dat het ijs op sommige plekken wel 500 meter dik is en dat het voor bijna 100% uit waterijs bestaat. Bron: PSI.
De gevonden emissielijnen in het spectrum van GN-z11. Het stelsel is op de foto met een blauwe pijl aangegeven. Credit: Kashikawa et al.
Het sterrenstelsel GN-z11 blijkt inderdaad het verst verwijderde en oudste sterrenstelsel in het heelal te zijn, voor zover bekend. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Nobunari Kashikawa (Universiteit van Tokio) heeft GN-z11, gelegen in het sterrenbeeld Grote Beer, met behulp van de Keck I telescoop op Hawaï bestudeerd en dat heeft deze bevestiging opgeleverd. Eerdere studies uit 2016 (toen met Hubble) lieten al zien dat GN-z11 op de ongelofelijke afstand van 13,4 miljard lichtjaar van de aarde ligt [1]Zeg 134.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km – ding dong! Het heelal is 13,8 miljard jaar oud, dus GN-z11 bestond al een paar honderd miljoen jaar na de oerknal.
Artistieke impressie van GN-z11. Credit: Pablo Carlos Budassi – Wikipedia.
De sterrenkundigen wisten met de MOSFIRE spectrograaf verbonden aan de Keck telescoop emissielijnen in het ultraviolette deel van het spectrum van GN-z11 te identificeren (zie afbeelding bovenaan) en aan de hand daarvan konden ze de roodverschuiving van de lijnen meten (z=10,957 – eerder leek het 11,09 te zijn), hetgeen hun de afstand opleverde, 13,4 miljard lichtjaar (=32 miljard lichtjaar als ‘proper distance’ – zie deze Astroblog daarover). GN-z11 is veel kleiner dan de Melkweg, ongeveer 1/25ste in diameter. Het stelsel bevat 100x minder massa dan de Melkweg, maar nieuwe sterren worden 20x sneller geboren. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan GN-z11, verschenen in Nature. Bron: Universiteit van Tokio.
Gistermiddag vond er in Zuid-Amerika een totale zonsverduistering plaats, welke zichtbaar was in het zuiden van Chili en Argentinië, nou ja zolang het er niet regende (zoals in Chili het geval was – je zou er maar in deze coronatijd naar toe zijn gegaan). Met de Advanced Baseline Imager (ABI) aan boord van de Geostationary Operational Environmental Satellite 16 (GOES-16) werd de schaduw van de zonsverduistering – feitelijk de schaduw van de maan – die over de aarde trok, gefotografeerd en alle foto’s daarvan hebben het onderstaande, korte maar indrukwekkende filmpje opgeleverd.
Vanmiddag zal er in het zuiden van Zuid-Amerika een totale zonsverduistering te zien zijn. Het eerste contact T1 is om 15.41 uur Nederlandse tijd, het maximum is om 17.03 uur en het laatste contact T4 is om 18.31 uur. De eclips is via deze webcasts live te volgen – dank aan Daniel Fischer voor de info!
