Vier van de ontdekte viervoudige quasars. De namen zijn verzonnen door Stern’s team. Credit: The GraL Collaboration
Een team van sterrenkundigen heeft gebruikmakend van kunstmatige intelligentie een dozijn quasars ontdekt, die door de werking van een zwaartekrachtlens tussen de quasar en de aarde in beeld verviervoudigd zijn. Afgelopen veertig jaar waren al een stuk of vijftig van die viervoudige quasars bekend, maar dat aantal is in slechts 1,5 jaar tijd met 20% toegenomen door een team sterrenkundigen onder leiding van Daniel Stern (Jet Propulsion Laboratory). Zijn team keek met een methode van machinaal leren, genaamd Centaurus’ Victory, naar gegevens die verzameld zijn door talloze instrumenten, zoals de Europese Gaia ruimtetelescoop en NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Dat leverde de ontdekking op van twaalf ‘quadruply-imaged quasars’ op, ook wel ‘quads’ genoemd. Het zijn niet echt vier quasars die vlak bij elkaar staan, maar het is slechts één quasar, waarvan het beeld door de zwaartekrachtwerking van een sterrenstelsel precies tussen de quasar en de aarde in vieren wordt gesplitst (zie de afbeelding hieronder).
Zo ontstaat een viervoudige quasar. Credit: R. Hurt (IPAC/Caltech)/The GraL Collaboration
Men wil de viervoudige quasars gaan gebruiken om meer te weten te komen over de snelheid waarmee het heelal uitdijt. Zoals bekend is er de zogeheten Hubble-spanning, waarbij er verschil is in de waarde van de snelheid waarmee het heelal uitdijt op basis van waarnemingen aan het vroege heelal en het huidige heelal. De quasars zitten tussen het vroege en huidige heelal in en kunnen daarmee mogelijk een brug slaan tussen de twee uiteenlopende waarden. Hier het vakartikel van Stern et al, at gepubliceerd gaat worden in the Astrophysical Journal. Bron: CalTech.
De Krabnevel met in het midden daarvan de Krabpulsar. Credit: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)
Onderzoek met NASA’s Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) een röntgentelescoop die aan het internationale ruimestation ISS is gekoppeld, heeft laten zien dat uitbarstingen van de Krabpulsar in röntgenstraling samenvallen met die van radiostraling. Het gaat bij die laatste vorm van straling om de zogeheten ‘giant radio pulses’, gigantische radiopulsen die mogelijk wel honderden keren zo krachtig zijn als eerst werd gedacht. Er zijn al meer dan 2800 pulsars bekend en allemaal zenden ze radiopulsen uit, die een bepaalde periode hebben afhankelijk van hun rotatiesnelheid. Maar enkele pulsars hebben sporadisch ook van de gigantisch sterke radiopulsen, die honderden tot duizenden keren zo krachtig zijn als de normale radiopulsen. Nu blijkt na onderzoek door een team sterrenkundigen onder leiding van Teruaki Enoto (RIKEN Cluster for Pioneering Research in Wako, Saitama, Japan) dat de Krabpulsar de enige is waarbij de gigantische radiopulsen samenvallen met een toegenomen hoeveelheid röntgenstraling. Die mix van radiostraling en röntgenstraling gedurende dertien minuten zie je in de animatie hieronder, zoals waargenomen door NICER en radiotelescopen in Japan.
Dubbelklikken voor de animatie. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center/Enoto et al. 2021
De Krabnevel (M1) en in zijn midden de Krabpulsar staan 6500 lichtjaar van de aarde, in het sterrenbeeld Stier. Ze zijn het resultaat van de supernova die in juli 1054 vanaf de aarde zichtbaar was (tijdelijk zelfs overdag). De pulsar (eigenlijk een neutronenster) draait dertig keer per seconde om z’n as. Uit de waarnemingen blijkt dat de hoeveelheid röntgenstraling met 4% toeneemt op het moment dat de gigantische radiopulsen plaatsvinden. Dit wijst erop dat de radiopulsen en röntgenstraling eenzelfde bron hebben. Men schat in dat de gigantische radiopulsen wel enkele tientallen tot honderden keren krachtiger zijn dan men eerst dacht. Verder onderzoek mioet duidelijk maken hoe dat mechanisme voor die verschillende soorten van straling precies werkt. Hieronder nog een grappige Manga-cartoon over de waarnemingen aan de Krabpulsar (de namen daarin verwijzen naar de 34-meter radioschotel van het Kashima Space Technology Center en de 64-meter schotel van het Usuda Deep Space Center in Japan).
Credit: NASA/JAXA.
Hieronder tenslotte nog een video over de waarnemingen aan de Krabpulsar.
Hier het vakartikel, dat vandaag verschenen is in Science. Bron: NASA.
Routekaart van ruimtewater van wolk tot planeet. Van linksboven naar rechtsonder: water in een koude interstellaire wolk, bij een jonge ster met straalstroom, in een protoplanetaire schijf, in een komeet en in de oceanen van een exoplaneet. De eerste drie stadia tonen het spectrum van waterdamp gemeten door het HIFI-instrument op de Herschel-ruimtetelescoop. De signalen van de koude interstellaire wolk en van de protoplanetaire schijf zijn in deze afbeelding overdreven met een factor 100 ten opzichte van die in het midden bij de jonge, vormende ster. (c) ESA/ALMA/NASA/L.E. Kristensen
De Nederlandse sterrenkundige Ewine van Dishoeck (Universiteit Leiden) heeft met een internationaal team van collega’s een overzichtsartikel geschreven over alles wat we dankzij ruimtetelescoop Herschel weten over water in de interstellaire ruimte. Het artikel in het vakblad Astronomy & Astrophysics zet bestaande kennis op een rij en bevat ook nieuwe informatie over waar het water op nieuwe, mogelijk leefbare werelden vandaan komt. De verwachting is dat het artikel de komende twintig jaar dient als naslagwerk.
Hoe en waar water wordt gevormd in de ruimte tussen de sterren en hoe dit water uiteindelijk op een planeet als de aarde terechtkomt, was tot tien jaar geleden niet overtuigend vastgesteld. Dat kwam onder andere doordat waarnemingen met telescopen vanaf de aarde verstoord worden door onze eigen waterrijke atmosfeer. In 2009 lanceerde ESA de ver-infrarode ruimtetelescoop Herschel die onderzoek aan water als een van zijn speerpunten had. Dat gebeurde vooral met het onder Nederlandse leiding gebouwde HIFI-instrument, ook wel de ‘moleculenjager’ genoemd. De telescoop deed tot 2013 dienst. In de afgelopen jaren verschenen er tientallen wetenschappelijke artikelen met losse Herschel-resultaten over water. Nu zijn deze resultaten op een rij gezet, gecombineerd en uitgebreid met nieuwe inzichten.
De nieuwe studie beschrijft de levensloop van water van de eerste tot de laatste fase van het stervormingsproces, inclusief de tussenliggende stadia die tot nu toe onderbelicht waren gebleven. Het artikel toont aan dat het merendeel van het water wordt gevormd als ijs op piepkleine stofdeeltjes in de koude en ijle interstellaire wolken. Als die wolk ineenstort tot nieuwe sterren en planeten, blijkt het water vrijwel onaangetast te blijven. Daarna wordt het gros van het water snel verankerd in stofdeeltjes zo groot als kiezelstenen. In de roterende schijf rond de jonge ster vormen die kiezelstenen dan de bouwstenen voor nieuwe planeten.
Verder hebben de onderzoekers uitgerekend dat vrijwel alle nieuwe zonnestelsels worden geboren met voldoende water om een paar duizend oceanen te vullen. Ewine van Dishoeck: “Het is fascinerend om je te realiseren dat als je een glas water drinkt, het merendeel van die moleculen al meer dan 4,5 miljard jaar geleden zijn gemaakt in de wolk waaruit onze zon en de planeten ontstonden.”
De Herschel IR ruimtelescoop. Credit: ESA/AOES Medialab/NASA/ESA/STScI
Veel van de eerdere Herschel-resultaten gingen over de warme waterdamp die bij vormende sterren prominent aanwezig is en in grote hoeveelheden wordt geproduceerd. Maar dat water wordt door de straalstroom van de jonge ster de ruimte in ‘gespoten’ en gaat verloren. Bij het schrijven van het overzicht kregen de onderzoekers steeds meer inzicht in de chemie van het koude water en het ijs. Zo konden ze onder andere aantonen dat interstellair ijs laag voor laag op stofdeeltjes aangroeit. Ze deden dat aan de hand van de zwakke signalen van zwaar water (HDO en D2O in plaats van H2O).
In de toekomst hopen de onderzoekers meer water in het heelal te bestuderen en dan met name in zich vormende planeetstelsels. Maar dat kan nog wel even duren. Een met Herschel vergelijkbare ruimtetelescoop staat namelijk op z’n vroegst rond 2040 gepland. Ewine van Dishoeck: “Er was een kans dat er rond 2030 een ‘watertelescoop’ de ruimte in zou gaan, maar dat project is afgelast. Dat is jammer, maar het was voor mij en mijn team een extra reden om het wateroverzicht te maken. Zo hebben we een collectief geheugen voor als er een nieuwe missie komt.”
Overigens gaat eind 2021 de James Webb ruimtetelescoop de lucht in. Daarop zit het mede in Nederland gebouwde MIRI-instrument dat juist een onderdeel van de waterkaart kan ophelderen dat tot nu toe buiten bereik bleef. MIRI kan namelijk de warme waterdamp zien in de binnenste zones van stofschijven. Medeauteur Michiel Hogerheijde (Universiteit Leiden en Universiteit van Amsterdam): “Herschel heeft al laten zien dat planeetvormende schijven rijk zijn aan waterijs. Met MIRI kunnen we nu dat spoor volgen tot in de gebieden waar aardachtige planeten worden gevormd.”
Met de ALMA-schotels in Chili kan vanaf de grond naar waterdamp worden gekeken. Dan gaat het vooral ook om water in heel verre sterrenstelsels. Daarvan zijn de waterlijnen zo ver verschoven dat het water in de aardse atmosfeer niet meer stoort. Medeauteur Lars Kristensen (University of Copenhagen, Denemarken) vult aan: “Dankzij de nalatenschap van Herschel kunnen we die gegevens van ALMA veel beter interpreteren.”
Over de Herschel-ruimtetelescoop
Herschel was een ruimtetelescoop van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA in samenwerking met de Amerikaanse NASA. Voor het wateronderzoek werd gebruik gemaakt van het HIFI-instrument en het PACS-instrument op de telescoop. HIFI was ontworpen en gebouwd door een consortium van instituten en universiteiten uit Europa, Canada en de Verenigde Staten onder leiding van het Nederlandse instituut voor ruimteonderzoek SRON. Het PACS-instrument was ontwikkeld door een consortium onder leiding van het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Duitsland. Ewine van Dishoeck leidde het wateronderzoek in het WISH-programma.
Zweden heeft recent een streep gezet door SCoPEx, het solar geo-engineering experiment waarbij een chemische substantie in de aardse atmosfeer zal worden geïnjecteerd met als ultiem doel de opwarming van de aarde verder tegen te gaan. Op 2 april j.l. bracht de Swedisch Space Corporation een verklaring uit waarin gesteld werd dat er over SCoPEx binnen de wetenschappelijke gemeenschap teveel verdeeldheid bestaat over het plan en de eerste fase, een testvlucht, niet door kan gaan.* Het plan SCoPEx, of ‘Stratospheric Controlled Perturbation Experiment’, is een experiment waarbij een chemische substantie in de aardse atmosfeer geïnjecteerd zal worden met als doel onder meer reductie van CO2 en andere broeikasgassen om globale opwarming tegen te gaan. De eerste fase bestaat uit het plaatsen van een ballon op 20 km hoogte voor het testen van instrumenten stond voor medio juni a.s. gepland vanaf Kiruna. De tweede fase betreft de injectie in de atmosfeer van stralings-reflecterende aërosolen (i.d. calciumcarbonaat) voor het meten van veranderingen in de chemie van de atmosfeer. Maar nu is er dus een streep gezet door dit even ambitieuze als controversiële plan. De verklaring van het SSC, is getiteld ‘No technical testflight for SCoPEx from Esrange’, en stelt: “The scientific community is divided regarding geoengineering, including any related technology tests such as the planned technical balloon test flight from Esrange this summer.” Men kwam tot deze conclusie na overleg met experts: “SSC has had dialogues this spring with both leading experts on geoengineering and with other stakeholders, as well as with the SCoPEx Advisory Board.” Op basis van dit overleg gaat men dus niet over tot de testvlucht, gepland voor juni a.s. vanaf Esrange Space Center te Kiruna in het hoge noorden van Zweden. “As a result of these dialogues and in agreement with Harvard, SSC has decided not to conduct the technical test flight planned for this summer.”Lees verder →
Gisteren eind van de middag kregen we vanuit de VS de resultaten door van de eerste run van Fermilab’s Muon g-2 experiment, dat tot doel had (en heeft) om het magnetische moment van het muon te meten. De hoop was dat de experimenten de eerder door Brookhaven National Laboraties (BNL) gemeten anomalie zou bevestigen en wel met een nog hogere betrouwbaarheid. Dát is op zich inderdaad gebeurd, de metingen van BNL en Fermilab (FNAL) samen geven a=(g -2)/2=0,00116592061 (41), waarbij de statistische betrouwbaarheid omhoog ging van 3,7σ naar 4,2σ, d.w.z. dat de kans dat het resultaat statistische ruis is bedraagt 1 op 40.000. Nog altijd minder dan de magische vijf σ (kans 1 op 3,5 miljoen), maar toch goed op weg. Díe uitkomst zou op zich reden genoeg zijn om een feesje te geven, ware het niet dat er dezelfde dag – woensdag 7 april anno 2021 – óók nieuws was uit het andere kamp, het theoretische kamp. Zondag schetste ik in mijn blog nog de waarde volgens Standaard Model van a=0,00116591810 (43), het vigerende model dat de fysici sinds de jaren zeventig hanteren als hét model van de elementaire deeltjes en de natuurkrachten daartussen. Maar wat bleek gisteren: een groep theoretisch natuurkundigen die de BMW Lattice Collaboration heet kwam met nieuwe berekeningen [1]Over de timing van de publicatie om het dezelfde dag te publiceren als de presentatie van Muon g-2 zei blogger Jester zojuist: “The lattice paper first appeared a year ago but only yesterday … Continue reading van de waarde van het magnetisch moment van het muon volgens SM, waarvan de resultaten in Nature verschenen. Probleem bij die berekeningen is dat het erg moeilijk is om van de wolk van virtuele deeltjes om een muon exact te bepalen welk soort deeltje welke bijdrage levert aan de afwijking van het magnetische moment. Elementaire deeltjes worden beschreven door Quantum Elektrodynamica (QED) en Quantum Chromodynamica (QCD) en het is met name voor die laatste lastig te bepalen welk aandeel de hadronen (alle deeltjes die uit quarks bestaan) hebben in de anomalie van het magnetische moment van het muon.
The paper of the BMW lattice collaboration published today in Nature claims (g-2)_SM = 0.00116591954(55), if my additions are correct. This is only 1.6 sigma away from the experimental value announced today https://t.co/8aVwNj6Lhc
Wat zegt nu de BMW-groep: a=0,00116591954(55), geen 4,2σ, maar slechts 1,6σ verwijderd van de experimentele waarde van BNL en Fermilab! En daarmee zagen we gisteren best wel iets bijzonders: overeenstemming in het experimentele kamp, waarbij de eerder gemeten anomalie uit 2001 en 2006 bevestigd werd, maar ‘gedoe’ in het theoretische kamp, waarbij de eerdere SM-waarde nu gecorrigeerd wordt. Afijn, dit zal vast nog wel vervolgd worden. Sowieso krijgen we komende jaren nog nieuws uit het experimentele kamp, want van het Muon g-2 experiment is bij run 1 nog maar 6% geanalyseerd van de gegevens die ze bij het gehele experiment willen verzamelen – de analyse van run 2 is gaande en run 3 volgt nog. En vanuit dat theoretische kamp zal het laatste nog niet gezegd zijn over de waarde van de anomalie van het magnetische moment van het muon. Voor de liefhebbers hieronder nog de video met de integrale presentatie van de resultaten van Muon g-2, welke gisteren via Zoom was te volgen, daaronder twee van de vier vakartikelen over de resultaten (als ik de andere twee ook heb zal ik die er bij zetten).
Vakartikelen resultaten FNAL Muon g-2 experiment
B. Abi et al, Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.46 ppm, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.141801
T. Albahri et al. Magnetic-field measurement and analysis for the Muon g?2 Experiment at Fermilab, Physical Review A (2021). DOI: 10.1103/PhysRevA.103.042208
Tenslotte nog deze schitterende tweet van blogger Jester:
Over de timing van de publicatie om het dezelfde dag te publiceren als de presentatie van Muon g-2 zei blogger Jester zojuist: “The lattice paper first appeared a year ago but only yesterday was published in Nature in a well-timed move that can be compared to an ex crashing a wedding party.” 😀
Zojuist zijn door Aida El-Khadra (University of Illinois) en Chris Polly (FNAL) de resultaten bekendgemaakt van Run 1 [1]Run 2 wordt op dit moment geanalyseerd en Run 3 is gaande. van het Muon g-2 experiment, dat bij het Amerikaanse Fermilab is uitgevoerd. Bij het experiment heeft men gekeken of de eerder met Brookhaven National Laboratories (BNL) waargenomen anomalie in het magnetische moment van het muon, het 207 keer zo zware broertje van het elektron, echt is of dat het eerder een statistische ruis is geweest. De uitkomst is dat de eerder waargenomen anomalie, die een statistische betrouwbaarheid van 3,7σ had, opnieuw is waargenomen en wel met een nog hogere betrouwbaarheid van 4,2σ (lees: de kans dat het signaal ruis is die is 1 op 40.000, zie grafiek hieronder), eentje die mooi op de route ligt naar vijf σ, de grens om te kunnen spreken van een bewijs!
Credit: FNAL
Op zich zou dat kunnen wijzen op nieuwe natuurkunde, die niet past in het vigerende Standaard Model (SM) van de elementaire deeltjes en de nastuurkrachten daartussen. Maar… vandaag is ook een nieuw artikel verschenen in Nature, waarin de SM van het magnetische moment van het muon door het ‘BMW-team’ onder leiding van Zoltan Fodor (Penn State University) opnieuw is berekend. En wat blijkt: de eerder berekende waarde van het magnetische moment van het muon volgens SM is niet helemaal juist en de nieuwe, juiste waarde is in overeenstemming met de nu gevonden waarde door Fermilab’s experiment. Kortom, de eerder met BNL gevonden anomalie is bevestigd, maar de waarde die nu gevonden is blijkt toch in overeenstemming te zijn met Standaard Model! Wordt vervolgd…. Bron: Quanta Magazine + Phys.org.
Bijgaande afbeelding toont de ‘diepste’ LOFAR-opname die ooit is gemaakt. Hij bestrijkt het hemelgebied ‘Elais-N1’ – een van de drie ‘velden’ die in het kader van deze diepe radiosurvey zijn onderzocht. Voor de opname is LOFAR herhaaldelijk en in totaal 164 uur op dit hemelgebied gericht. Meer dan 80.000 radiobronnen zijn daarbij gedetecteerd, waaronder enkele spectaculaire grootschalige emissies afkomstig van superzware zwarte gaten. De meeste bronnen zijn echter verre sterrenstelsels zoals de Melkweg, die bezig zijn om sterren te vormen. Credit: Philip Best & Jose Sabater, University of Edinburgh.
Een internationaal team van astronomen heeft de meest gevoelige beelden van het heelal gepubliceerd die ooit op lage radiofrequenties zijn verkregen. Ze zijn gemaakt met de international Low Frequency Array (LOFAR). Door dezelfde hemelgebieden steeds opnieuw waar te nemen, en de verzamelde data tot één zeer lang belichte opname te combineren, heeft het team in tienduizenden sterrenstelsels tot in de verste uithoeken van het heelal de zwakke radiogloed gedetecteerd van sterren die als supernova’s exploderen. Aan de veertien artikelen die deze beelden beschrijven en de eerste wetenschappelijke resultaten die ze hebben opgeleverd is een speciale uitgave van het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics gewijd.
Kosmische stervorming
Philip Best, Universiteit van Edinburgh (VK), die leidinggaf aan deze deep survey (hemelverkenning), legt uit: ‘Wanneer we met een radiotelescoop naar de hemel kijken, zijn de helderste objecten die we zien de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels. Maar onze opnamen zijn zo gevoelig dat de meeste vastgelegde objecten sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zijn. Deze stelsels zenden zwakke radiogolven uit die hun oorsprong vinden in het gestage stervormingsproces dat zich binnen hen afspeelt.’
‘Dankzij de combinatie van de hoge gevoeligheid van LOFAR en het grote hemelgebied dat onze survey bestrijkt – 300 keer de grootte van de volle maan – hebben we tienduizenden sterrenstelsels als onze Melkweg kunnen detecteren, tot ver in het heelal. Het licht van deze sterrenstelsels heeft er miljarden jaren over gedaan om de aarde te bereiken. Dat betekent dat we deze stelsels zien zoals ze er miljarden jaren geleden uitzagen, toen ze hun meeste sterren aan het vormen waren.’
Isabella Prandoni, INAF Bologna (Italië), voegt daaraantoe: ‘Stervorming vindt gewoonlijk plaats in wolken van gas en stof die het zicht belemmeren als we er door een optische telescoop naar kijken. Maar radiogolven gaan door dat stof heen, dus met LOFAR kunnen we een compleet beeld van de stervorming in de verre stelsels verkrijgen.’ De diepe LOFAR-opnamen hebben geresulteerd in een nieuwe relatie tussen de radio-emissies van sterrenstelsels en het tempo waarin deze sterren produceren, en in nauwkeurigere metingen van de aantallen nieuwe sterren die in het jonge heelal werden gevormd.
Exotische objecten
De rijke dataset heeft een breed scala aan aanvullende wetenschappelijke onderzoeken mogelijk gemaakt, variërend van de aard van de spectaculaire ‘jets’ van radio-emissie die door kolossale zwarte gaten worden geproduceerd tot de radio-emissies die ontstaan bij botsingen tussen enorme clusters van sterrenstelsels. Dat heeft ook onverwachte resultaten opgeleverd. Door achtereenvolgende waarnemingen met elkaar te vergelijken, hebben de onderzoekers bijvoorbeeld naar objecten gezocht die in ‘radio-helderheid’ variëren. Dit heeft geresulteerd in de detectie van de rode dwergster CR Draconis. Joe Callingham, Universiteit Leiden en ASTRON, merkte op dat ‘CR Draconis radio-uitbarstingen vertoont die sterke overeenkomsten vertonen met die van Jupiter, en mogelijk worden veroorzaakt door de interactie tussen de extreem snel ronddraaiende ster en een niet eerder opgemerkte planeet.’
Enorme hoeveelheden data
LOFAR produceert geen directe afbeeldingen van de hemel: de meer dan 70.000 antennes registreren signalen die vervolgens met elkaar moeten worden gecombineerd. Bij het vastleggen van de nieuwe beelden is meer dan 4 petabyte aan ruwe data verzameld en verwerkt – het equivalent van ongeveer een miljoen dvd’s. ‘De diepe radiobeelden van ons heelal zitten diep verscholen in de enorme berg aan gegevens die LOFAR heeft verzameld,’ zegt Cyril Tasse, Sterrenwacht Parijs, Universiteit PSL (Frankrijk). ‘Recente rekenkundige ontwikkelingen hebben het mogelijk gemaakt om deze waarnemingen met behulp van grote clusters van computers aan de data te onttrekken.’
Vergelijking met andere golflengten
Even belangrijk bij het extraheren van de wetenschappelijke data was de vergelijking van de radiobeelden met gegevens die op andere golflengten zijn verkregen. ‘De door ons gekozen hemelgebieden zijn de best onderzochte van de noordelijke hemel’, legt Philip Best uit. Hierdoor kon het team ook optische, nabij-infrarode, ver-infrarode en sub-millimeter-gegevens over de door LOFAR ontdekte sterrenstelsels verzamelen. Dat was cruciaal voor de interpretatie van de LOFAR-resultaten.
LOFAR
LOFAR is de belangrijkste telescoop in zijn soort ter wereld. Hij wordt beheerd door ASTRON, het Nederlands Instituut voor Radioastronomie, en gecoördineerd door een samenwerkingsverband van negen Europese landen: Duitsland, Frankrijk, Ierland, Italië, Letland, Nederland, Polen, het Verenigd Koninkrijk en Zweden. In zijn ‘hoge band’-configuratie doet LOFAR waarnemingen op frequenties rond de 150 MHz – tussen de radiobanden van FM en DAB. ‘LOFAR heeft het unieke vermogen om hemelopnamen van hoge kwaliteit te maken op metergolflengten’, zegt Huub Röttgering, Universiteit Leiden, die de leiding heeft over de hele reeks LOFAR-surveys. ‘Deze diepe opnamen zijn een bewijs van de mogelijkheden en een rijke bron van informatie voor toekomstige ontdekkingen. Bron: ASTRON.
Een nieuwe analyse van gegevens verzameld in het eerste jaar van de Dark Energy Survey (DES), welke sinds 2013 uitgevoerd wordt met de 4-meter Victor M. Blanco Telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatorium (CTIO) in Chil, heeft sterrenkundigen meer informatie gegeven over de gemiddelde dichtheid en klonterigheid van materie in het heelal. Het is met die informatie dat men meer te weten wil komen over donkere materie en energie in het heelal. Met de start van DES acht jaar terug was het doel om van vier zaken in het heelal meer te weten te komen: afstanden tot type Ia supernovae, de verdeling van materie, de verdeling van sterrenstelsels en de verdeling van clusters van sterrenstelsels in het heelal. Probleem was dat van die laatste drie alles verweven met elkaar was en dat het lastig was om iedere verdeling afzonderlijk te beschouwen. Elisabeth Krause (Universiteit van Arizona) en haar collega’s hebben nu een nieuw analysemodel opgesteld, waarmee die vier zaken wel apart te bekijken zijn en dat model hebben ze toegepast op de gegevens van DES-jaar 1. Dat heeft informatie opgeleverd over de gemiddelde dichtheid (Ωm) en klonterigheid (σ-8 [1]Die klonterigheid is een maat voor de homogeniteit van materie in het heelal. De zwaartekracht van de materie in het heelal zorgt voor een minder homogene verdeling; gebieden met een beetje meer … Continue reading ) van materie in het heelal. Het resultaat daarvan zie je in de afbeelding hierboven en -onder.
Kaart met de verdeling van sterrenstelsels, materie en clusters van stelsels in de strook aan de hemel die door DES is bestudeerd. Rode gebieden hebben een hogere dichtheid dan blauwe gebieden. Credit: Chun-Hao To/Stanford University, SLAC
Uit de analyse komen de volgende resultaten naar voren: Ωm=0,305 (het aandeel van (donkere) materie in het heelal) en σ-8=0,783. Die laatste zit tussen de twee waarden in die eerder waren bepaald, 0,74 (via de ‘Kilo-Degree Survey‘ (KiDS) en de ‘VISTA Kilo-Degree Infrared Galaxy Survey‘ (VIKING)) en 0,81 (via de Planck satelliet). Men wil nu het nieuwe analysemodel gaan toepassen op de gegevens van de eerste drie jaren van DES. Hier het vakartikel over de analyse van DES-jaar 1, verschenen in Physical Review Letters. Bron: Science Daily.
Die klonterigheid is een maat voor de homogeniteit van materie in het heelal. De zwaartekracht van de materie in het heelal zorgt voor een minder homogene verdeling; gebieden met een beetje meer massa dan gemiddeld trekken materie aan uit hun omgeving en zorgen voor meer contrast. Maar de uitdijing van het heelal gaat deze groei juist tegen. Deze beide processen worden aangestuurd door de zwaartekracht en zijn daarom van groot belang voor het testen van het kosmologisch standaardmodel (Λ-CDM), dat vrij nauwkeurig voorspelt hoe de dichtheidsvariaties toenemen met de leeftijd van het heelal.
Impressie van de twee botsende quasars. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Sterrenkundigen hebben in het verre heelal twee paar quasars ontdekt, waarvan de superzware zwarte gaten in hun centrum op korte afstand van elkaar staan. De dubbele quasars werden in eerste instantie ontdekt met de Hubble en Gaia ruimtetelescopen, die een oorspronkelijke groslijst van 15 quasars wisten terug te brengen tot twee paar quasars. De ruimtetelescopen waren echter niet in staat om de afzonderlijke quasars in de paren te scheiden van elkaar. Het was pas door de inzet van de Gemini North telescoop op Hawaï dat men in staat was de quasars spectroscopisch van elkaar te scheiden. Dat deed men met de Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS). In beide paren staan de twee superzware zwarte gaten op slechts 10.000 lichtjaar afstand van elkaar, de kortste afstand die tot nu toe bij paren botstende quasars gevonden is. De paren quasars staan op zo’n tien miljard lichtjaar afstand. De sterrenkundigen schatten in dat ongeveer 1 op de duizend quasars dubbel is. Quasars zijn feitelijk sterrenstelsels die een actief superzwaar zwart gat in hun centrum hebben, actief doordat het zwarte gat materie aantrekt. Doordat het zwarte gat (middels z’n accretieschijf) intense hoeveelheid straling uitzendt wordt de rest van het sterrenstelsel geheel overstraald en zien we vanaf de aarde alleen de heldere kern, die als een puntbron oogt.
Gelabelde versie van de impressie van de dubbele quasar. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Hier is het vakartikel over de ontdekking van de twee paren quasars, verschenen in Nature Astronomy. Hieronder tenslotte een video over de ontdekking.
Afgelopen zaterdag is de mini-helikopter Ingenuity door de Perseverance Marsrover ‘losgelaten’ en was ‘ie vanaf dat moment op zijn eigen stroomvoorziening aangewezen. De nachten op Mars kunnen erg koud zijn (tot wel -90 °C) en de elektronische componenten van de helikopter zijn daar zonder bescherming niet tegen bestand. Vandaar dat het verwarmingselement van Ingenuity ervoor moet zorgen dat het binnenin niet kouder wordt dan een graad of 9. Dat blijkt goed te zijn gegaan. De verwarming, die gevoed wordt door de eigen zonnepanelen van Ingenuity, heeft goed gewerkt en de mini-helikopter heeft z’n eerste nacht overleefd, aldus de NASA.
Infografiek over Ingenuity. Credit: NASA/JPL.
Komende tijd gaat men de 1,8 kg wegende Ingenuity nog uitgebreid testen, voordat ‘ie daadwerkelijk zijn eerste vlucht gaat maken. Zo zullen onder andere de rotorbladen en de motor worden getest. Men verwacht dat de ‘maiden flight’ niet eerder dan 11 april zal gaan plaatsvinden. Het zou leuk zijn als het op 12 april zou gebeuren, want dan zou het precies samenvallen met de zestigste ‘verjaardag’ van de eerste reis van een mens om de aarde, welke Yuri Gagarin in 1961 deed, en de veertigste verjaardag van de eerste vlucht van een space shuttle, die van Columbia in 1981. Bij die eerste vlucht zal de Ingenuity met een snelheid van een meter per seconde een hoogte van drie meter gaan halen en daarna weer landen, een vlucht die bij elkaar slechts dertig seconden zal duren. In de dertig Marsdagen daarna zijn meerdere vluchten gepland, die steeds hoger en verder reiken.
