Doe mee met de Astro Top-25 | 2021

Uitgelicht

En daar is ‘ie weer: ook in het tweede achtereenvolgende coronajaar organiseren we de Astro Top-25, de achtste 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 (zodra die bekend is, deze week is nog het stemmen) en de vorige Astro-Top 25’s:

Maar je kunt uiteraard ook geheel andere nummers inbrengen, da’s qua creativiteit zelfs nog leuker. 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, vrijdag 31 december zullen we de uitslag van de Astro Top-25 2021 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.

Levensduur van het Higgs boson gemeten: 2,1 x 10-²² seconden

Het waargenomen verval van een Higgs boson in vier muonen. Credit: CERN

Natuurkundigen van het CMS-experiment, verbonden aan ’s werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) bij Genève in Zwitserland, zijn er in geslaagd om de levensduur van Higgs bosonen te meten. Higgs bosonen zijn het laatste elementaire deeltje van het Standaardmodel dat ontdekt is dat was in 2012) en ze zijn de drager van het Higgsveld, dat in het hele universum aanwezig is. Door de higgsbosonen krijgen alle andere deeltjes massa. Zijn massa is 125 GeV/c², iets wat niet door het Standaardmodel (SM) kan worden voorspeld. Wat die wel kan voorspellen is de levensduur van het Higgs boson. De Higgs bosonen, waarvan het bestaan in 1964 voorspeld werd o.a. door Peter Higgs, kunnen op verschillende manieren ontstaan en ze vervallen na zeer korte tijd weer in andere deeltjes – lees deze Astroblog van tien jaar terug daarover. SM voorspelt dat de levensduur van Higgs bosonen 1,6 x 10-²² seconde is, dat ze na die korte periode in andere deeltjes vervallen, pakweg een biljoenste van een miljardste van een seconde. Maar dat is de theorie. Hoe meet je dat in de praktijk? Hoe meet je iets dat in een biljoenste van een miljardste van een seconde vervalt?

CMS detector credits; CERN

Nou met de Compacte Muon Solenoïde (CMS) detector van de LHC, een gigantisch groot instrument van 21 meter lang, 15 meter doorsnede en een gewicht is ongeveer 14,000 ton, zijn ze daar wonderbaarlijk in geslaagd. Direct meten van de levensduur gaat niet, maar er is een indirecte manier om ‘m te meten en dat is met behulp van de zogeheten massabreedte [1]ook wel de Relativistische Breit–Wigner verdeling genoemd, de breedte van de piek van de hoeveelheid geproduceerde Higgs bosonen in relatie tot diens massa. De grafieken laten niet een dun streepje zien bij 125 GeV/c², maar ze hebben een bepaalde breedte, die te maken heeft met Heisenberg’s Onzekerheidsprincipe. Door dat laatste principe, één van de fundamenten van de kwantummechanica, kunnen Higgs bosonen vervallen rondom hun ‘nominale’ massa van 125 GeV/c² (de zogeheten On-shell peak opleverend), maar kunnen ze ook zwaarder zijn dan die 125 GeV/c² en dan in nog kortere tijd vervallen (het zogeheten Off-shell continuum opleverend). Zie de volgende grafiek die dat illustreert, waarbij het Higgs boson vervalt in twee Z bosonen, dat zijn dragers van de zwakke wisselwerking (H > ZZ).

Credit: CMS Collaboration.

Van belang is te weten dat de verhouding van de productiesnelheid in het massagebied buiten de schil tot die in het gebied op de schil evenredig is met de massabreedte van het Higgs-deeltje en die is weer gekoppeld aan de levensduur van het Higgs boson. Door nu de On-shell peak en het Off-shell continuum te meten wisten de mensen van het CMS-experiment op basis van de gegevens verzameld tijdens Run 2 van de LHC de levensduur te bepalen: 2,1 x 10-²² seconden, met een onzekerheid naar boven resp. naar beneden van (+2,3/-0,9) x 10-²² seconden, een waarde die goed overeenkomt met de voorspelde waarde volgens SM. Bron: Phys.org.

References[+]

References
1 ook wel de Relativistische Breit–Wigner verdeling genoemd

Nieuwe aanwijzigingen voor vulkanische activiteit van de Idunn Mons op Venus

Links radarbeelden van Idunn Mons en omgeving gemaakt met de Magellan sonde, rechts een eenvoudige geologische kaart van het gebied met legenda. Credit: DOI: 10.3847/PSJ/ac2258

Een internationaal team van onderzoekers heeft nieuwe aanwijzingen gevonden dat de 2,4 km hoge Idunn Mons op Venus vulkanische activiteit vertoont. Die berg ligt in de Imdr regio en hij heeft een oppervlak van zo’n 200 km². Eerder liet de Venus Express, die tussen 2006 en 2014 rond Venus vloog, met zijn Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) instrument al zien dat er rond Idunn Mons lavastromen lijken te zijn. De recente onderzoeken laten nu zien dat áls dat inderdaad lava is dan moet dat minder dan 1000 jaar oud zijn, want de afbraak van lava op het oppervlak van Venus, waar extreme weerssituaties gelden (o.a. een gemiddelde temperatuur van 464 °C, daar kan zelfs lava niet lang tegenop ), gaat erg snel. Bovendien zijn er op basis van VIRTIS waarnemingen aanwijzingen dat de wind rond Idunn Mons flink verstoord wordt, hetgeen veroorzaakt kan worden door hitte die vanuit de grond opstijgt. Conclusie van de onderzoekers (P. D’Incecco et al): “Our work suggests that Idunn Mons may be geologically both volcanically and tectonically active today.” Hier het vakartikel over het onderzoek aan Idunn Mons, verschenen in The Planetary Science Journal (2021). Bron: Phys.org.

Eerbetoon aan de Arecibotelescoop in documentaire ‘The Biggest Dream’ 

Aan alles komt een eind. De iconische Bill E. Gordon-radiotelescoop van het Arecibo- observatorium in Puerto Rico. stortte in 2020 volledig in elkaar na 57 trouwe dienstjaren. Een eerbetoon aan deze ooit ’s wereld krachtigste radiotelescoop is er nu in de vorm van de documentaire ‘The Biggest Dream’. De erfenis van de telescoop leeft voort in de herinnering van vele, fervente amateur- en professionele radioastronomen, en nu ook in deze gloednieuwe documentaire. De video toont de imposante impact van het bouwwerk, lokaal en nationaal voor de inwoners van Puerto Rico en wereldwijd. Weggestopt in een natuurlijk zinkgat, was de radiotelescoop van het Arecibo-observatorium een landmark met zijn 300 meter brede schotel, een trio van hoge torens, een fijnmazig kabelnetwerk en een platform dat wetenschappelijke instrumenten boven de schotel hield.

De Arecibo radiotelescoop in betere tijden. Credit: UCF.

Eind 2020 viel eerst één kabel uit, toen een tweede, en half november dat jaar besloot de eigenaar van de site, de Amerikaanse National Science Foundation (NSF), dat de telescoop te onstabiel was om te worden gerepareerd. Echter voordat er gesloopt kon worden, stortte het gevaarte op 1 december reeds ineen. De ineenstorting zorgde ervoor dat Arecibo’s toegewijde wetenschappelijke gemeenschap in onzekerheid bleef over het lot van Arecibo. De NSF heeft prioriteit gegeven aan het opruimen van de site boven het nemen van grote beslissingen over de toekomst van de faciliteit.

Een beschadigd Arecibo-observatorium Credits;  NSF.

Drieledig doel, film, trailer The Biggest Dream
De radiotelescoop begon in 1963 met waarnemen en was uniek omdat het een waardevol hulpmiddel was voor drie verschillende wetenschappelijke gebieden: de studie van de aardse atmosfeer, detectie van radiolicht uit het universum (evenals speuren naar  bsignalen van buitenaardse intelligenti (SETI), en het gebruik van een actief radarsysteem om het zonnestelsel te bestuderen, in het bijzonder asteroïden in de buurt van de aarde. In de loop van de decennia werd de telescoop ook een icoon van Puerto Rico, en ‘filmster’, dankzij ‘optredens’ in  ‘GoldenEye ‘ en ‘Contact’. Nu schittert de telescoop in een nieuwe film ‘The Biggest Dream’, een documentaire over Arecibo’s oorsprong, erfenis en verlies. De film ging op 1 december, in première in enkele theaters in Puerto Rico en zal volgend jaar internationaal worden vertoond, zie hier meer via de verklaring van de  University of Central Florida, die het Arecibo-observatorium beheert. Een trailer op YouTube biedt een glimp van de documentaire. om het verhaal van het Arecibo observatorium te vertellen. De producer en regisseur is Andre Hernandez, hij stelt: “Ik draag deze film op aan de grote dromers die besluiten te geloven dat ze positieve veranderingen in deze wereld kunnen brengen door anderen te inspireren.”

Opruimactie NSF

Ondertussen heeft de NSF in dit rapport van 17 november j.l. een update gegeven over het opruimen van de site. NSF stelt: “Het opruimteam heeft het grootste deel van de noodopruimactie voltooid. De volgende stappen zijn het voltooien van reparaties aan gebieden met beschadigd beton, het verwijderen van werkvoertuigen en apparatuur van de locatie, en het opslaan van geborgen items. In de afgelopen maanden hebben team ter plaatse gewerkt aan taken als het planten van groen om de grond op zijn plaats te houden, het testen van grondwater, het verwijderen van met olie verontreinigde grond en het verwijderen van twee grote stukken beton die van een van de drie ondersteunende torens afbraken. Ook heeft het team 38.000 beschadigde, metalen panelen verwijderd die meer dan een derde van het oppervlak van de schaal bedekken.’ De NSF gaat nu verder evalueren over hoe de site moet worden beheerd. Daarvoor treedt de NSF in overleg met het Puerto Rico State Historic Preservation Office. Ook overlegt de NSF met het ‘Salvage Survey Committee’, een panel experts bekend met de site moeten de objecten ervan schatten op de  potentiële wetenschappelijke, culturele of historische waarde en of en waar deze bewaard moeten worden. Bronnen: Space.com, University of Central Florida, Seti

Leo I, een dwergstelsel van de Melkweg, blijkt een heel zwaar zwart gat te hebben

Foto van het Melkwegstelsel en linksboven Leo I. Credit: ESA/Gaia/DPAC; SDSS (inset)

Sterrenkundigen van de Universiteit van Texas hebben ontdekt dat één van de begeleiders van het Melkwegstelsel, het dwergstelsel Leo I om precies te zijn, een heel zwaar zwart gat in zijn centrum heeft. Dat sterrenstelsels en ook dwergstelsels heel zware zwarte gaten in hun centrum hebben is al lang bekend, maar voor zijn omvang heeft Leo I wel een héél zwaar centraal zwart gat, want met een massa van zo’n 3,3 miljoen zonsmassa is dat zwarte gat bijna net zo zwaar als Sgr A*, het superzware zwarte gat van de Melkweg (die ruim vier miljoen keer zo zwaar als de zon is). En dat is best wel uitzonderlijk: dat het zwarte gat in zo’n klein stelsel als Leo I bijna net zoveel massa heeft als het zwarte gat in het veel grotere Melkwegstelsel. Leo I ligt 820.000 lichtjaar van ons vandaan en is zo’n dertig keer lichter dan de Melkweg.

De koepel van de Harlan J. Smith Telescope. Credit: Univ. Texas.

De onderzoekers, die onder leiding stonden van María José Bustamante, kwamen achter de massa van het zwarte gat door het zogeheten donkere materieprofiel van Leo I te meten, dat is de dichtheid van donkere materie in relatie tot de afstand tot het centrum. Donkere materie kan weliswaar niet direct worden gezien, maar de aanwezigheid van donkere materie kan wel worden gemeten door de snelheid van sterren te meten en die snelheid ook te relateren aan de zwaartekracht van de wel zichtbare materie. Om die metingen te doen hanteerden de sterrendigen het VIRUS-W instrument verbonden aan de 2,7-meter Harlan J. Smith Telescoop van het McDonald Observatorium in Texas.

Links de heldere ster Regulus, rechts daarvan heel vaag het dwergstelsel leo I. Uiteraard staat Regulus véél dichterbij de aarde. Credit: Scott Antilla.

Uit de metingen kwam naar voren dat Leo I in z’n centrum maar weinig donkere materie bevat, maar dat het een heel zwaar zwart gat heeft. Als dwergstelsels, zoals Leo I, heel zware zwarte gaten kunnen bevatten dan kan dat verklaren hoe sterrenstelsels aan hun héél superzware zwarte gaten kunnen komen, zoals M87* in M87, dat 6,5 miljard keer zo zwaar als de zon is. Want als sterrenstelsels kleine dwergstelsels opslokken zullen de centrale zwarte gaten ook samensmelten en groeien en als die dwergstelsels zelf al superzware zwarte gaten bevatten dan gaat de aangroei van het zwarte gat in het grotere sterrenstelsel ook harder. Hier is het vakartikel over de waarnemingen aan Leo I. Bron: McDonald Observatorium.

NASA simulatie laat zien welke sterren wel en niet een nauwe passage langs een zwart gat overleven

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Taeho Ryu (MPA)

Dat er af en toe complete sterren in korte tijd verdwijnen in zwarte gaten is bekend, dergelijke extreme gebeurtenissen staan bekend als tidal disruption events (TDE’s) en zijn al meerdere keren waargenomen. De vraag is interessant wanneer een ster compleet uit elkaar wordt gerukt en verorberd door het zwarte gat en wanneer ze het toch weten te overleven. De NASA heeft onlangs door een team onder leiding van Taeho Ryu (Max Planck Institute for Astrophysics in Garching, Duitsland) een simulatie uitgevoerd om die vraag te kunnen beantwoorden en het antwoord is verrassend. Ze namen acht sterren bij de hand, die in massa varieerden van 0,15 zonsmassa tot 10 zonsmassa en die langs een superzwaar zwart gat vlogen dat één miljoen keer zo zwaar als de zon is. De kortste afstand van de sterren langs het zwarte gat is bijna 39 miljoen km, bijna 1/4e van de afstand tussen zon en aarde. Wat blijkt uit de simulaties, waarvan je hieronder kort de beelden ziet? Dat vier sterren de passage overleven en vier niet. De gelukkigen zijn de sterren met massa 0,15, 0,3, 0,7 en 1 zonsmassa (yes, de zon ook!) en de minder gelukkigen zijn die met 0,4, 0,5, 3 en 10 zonsmassa. Het verschil tussen overleven en opgepeuzeld worden blijkt niet gemaakt te worden door de massa of omvang van de ster, maar door… diens interne dichtheid. Die is kennelijk bij de helft van de sterren dusdanig dat ze daardoor overleven (al worden ze wel even flink door de mangel gehaald) en bij de andere helft desastreus.

Hier kan je alle simulaties bekijken. En hier het vakartikel voor de geïnteresseerden, verschenen in the Astrophysical Journal. Bron: NASA.

Spiraalstelsel ontdekt met onzichtbare tegengestelde spiraalarmen

Hubble-opname van NGC 7479 met daarop de contouren van radiostraling bij 20 cm door SOFIA gedetecteerd. De gele cirkels geven de grootte weer van het beeldveld van SOFIA’s FIFI-LS instrument. Credit: ESA/Hubble & NASA

Sterrenkundigen hebben ontdekt dat het balkspiraalstelsel NGC 7479, ook wel bekend als Caldwell 44, naast zijn twee zichtbare spiraalarmen nog twee spiraalarmen heeft, twee armen die niet alleen onzichtbaar zijn in visueel licht, maar die ook de andere kant uitwijzen als de zichtbare armen. De ontdekking werd gedaan met NASA’s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), een Boeing vliegtuig met een infraroodtelescoop aan boord, en de bevestiging kwam van de ALMA submillimeter telescoop in Chili en gearchiveerde gegevens van de röntgen-ruimtetelescoop Chandra. Met SOFIA keek men naar de straling van geïoniseerde koolstof in NGC 7479 en dat bevestigde wat radiowaarnemingen eerder al hadden laten zien: dat NGC 7479 naast twee gewone spiraalarmen ook twee tegengestelde armen heeft, ‘counter arms’ in het Engels. De waarnemingen die Chandra eerder aan NGC 7479 had gedaan lieten zien dat de tegengestelde armen ook röntgenstraling uitzenden, iets waardoor men een verband kon leggen met de hoogenergetische straalstromen, die vanuit de kern van NGC 7479, waar een superzwaar zwart gat huist, de ruimte in spuwen. Men denkt dat de oorsprong van de ’tegenarmen verband houdt met die straalstromen én met de centrale balk van NGC 7479: als de straalstromen de dichte moleculaire wolken langs de balk naderen, wordt een deel van hun momentum geabsorbeerd door de wolken, waardoor de straalstromen afbuigen in de richting tegengesteld aan de rotatie van zichtbare’armen.

NASA’s SOFIA observatorium. Credit: NASA.

Door vervolgens de röntgenstraling van de straalstromen te vergelijken met de verhouding tussen geïoniseerde koolstof- en kooldioxide-emissies uit hetzelfde gebied – die beide worden beschouwd als indicatoren voor stervorming – ontdekten de onderzoekers een anomalie, een afwijking. Bepaalde hotspots in de tegenarmen bevatten te veel geïoniseerde koolstof, wat betekent dat de röntgenstraling niet volledig kan worden verklaard door stervorming. Met SOFIA ging men daarna kijken of de geïoniseerde koolstof daadwerkelijk wordt geproduceerd door stervorming of dat er een extra bron is die kan komen van de energie vanuit de actieve galactische kern. Dat laatste bleek het geval te zijn. Hier het vakartikel over het onderzoek aan NGC 7479, te verschijnen in the Astrophysical Journal. Bron: USRA.

Je verwacht ’t niet: mogelijk dat de zon een belangrijke bron van het water op aarde is

Impressie van de zon, de zonnewind en planetoïde Itokawa. Credit: Curtin Universiteit.

Dat we op aarde veel water (H2O) hebben is bekend en al tientallen jaren is de grote vraag waar dat water allemaal vandaan is gekomen. Vergeleken met de andere rotsachtige planeten in het zonnestelsel heeft de aarde heel veel water – maar liefst 70% van het oppervlak is bedekt met water. Lang werd gedacht dat een bepaald type van planetoïden – de zogeheten C-klasse van planetoïden, die veel koolstof bevatten – in de beginfase van de vorming van het zonnestelsel het water naar de aarde hebben gebracht. Probleem van deze theorie: een deel van het water op aarde is isotopisch anders dan het water in de C-planetoïden. Ergo: er moet nog een andere bron zijn.

Recent onderzoek gedaan door een internationaal team onder leiding van de Universiteit van Glasgow laat nu mogelijk een nieuwe en onverwachte bron van het water zien: de zon! Ehhh…. wacht even, de zon die aan de buitenkant bijna 6000 K heet is en in de kern 15 miljoen K, die zou een belangrijke bron van het water op aarde kunnen zijn? Yep, die zon. Phil Bland en z’n team hebben onderzoek gedaan aan monsters die afkomstig zijn van Itokawa, een S-type planetoïde (die veel silicium bevatten), en die verzameld zijn door de Japanse sonde Hayabusa, die de monsters in 2010 terug naar de aarde bracht.

De planetoïde Itokawa. Credit: JAXA.

Dat onderzoek laat zien dat de stofkorrels op het oppervlak van Itokawa heel veel water bevatten, opgeteld maar liefst 20 liter per kubieke meter rots. De stofkorrels, die zelf al zuurstrof bevatten, hebben op hun beurt dat water gekregen door de interactie met de zonnewind, die vooral uit waterstof (H) bestaat, yep de interactie H en O levert H2O op. Dat water is isotopisch gezien lichter dan het water van de C-planetoïden (die deuterium bevatten, waterstof met een extra neutron, da’s zwaarder dan H). Men denkt dat het water op aarde dus twee bronnen heeft: de C-klasse en S-klasse planetoïden, waarvan die laatste het water weer via de interactie met de zonnewind heeft geproduceerd. Afijn, lees het allemaal nog maar eens na in dit vakartikel, verschenen in Nature Astronomy. Bron: Curtin Universiteit.

ESO-telescoop ontdekt meest nabije paar superzware zwarte gaten tot nu toe

Close-up en overzichtsfoto van het meest nabije paar superzware zwarte gaten. Credit: ESO/Voggel et al.; ESO/VST ATLAS team.

Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) hebben astronomen het meest nabije paar superzware zwarte gaten opgespoord dat ooit is waargenomen. De twee objecten bevinden zich ook veel dichter bij elkaar dan alle andere paren superzware zwarte gaten die ooit zijn waargenomen, en zullen uiteindelijk samensmelten tot één groot zwart gat.

De twee zwarte gaten bevinden zich in het sterrenstelsel NGC 7727 in het sterrenbeeld Waterman en zijn ongeveer 89 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd. Dat lijkt misschien ver weg, maar het is veel dichterbij dan de vorige recordhouders, die zich op een afstand van 470 miljoen lichtjaar bevinden.

Close-up van het meest nabije paar superzware zwarte gaten. Credit:
ESO/Voggel et al.

Superzware zwarte gaten houden zich schuil in het centrum van zware sterrenstelsels en wanneer twee van zulke stelsels samensmelten, komen de zwarte gaten op ramkoers te liggen. Het tweetal in NGC 7727 is aan de hemel gezien slechts 1600 lichtjaar van elkaar verwijderd en heeft daarmee tevens het record voor de kleinste onderlinge afstand tussen twee superzware zwarte gaten gebroken. ‘Het is voor het eerst dat we twee superzware zwarte gaten hebben ontdekt die zo dicht bij elkaar staan – hun onderlinge afstand is meer dan tweemaal zo klein als die van de vorige recordhouder,’ zegt Karina Voggel, astronoom aan de Sterrenwacht van Straatsburg in Frankrijk en hoofdauteur van de studie die vandaag online is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.

‘De geringe onderlinge afstand en snelheid van de twee zwarte gaten wijzen erop dat ze waarschijnlijk al binnen 250 miljoen jaar zullen samensmelten tot één monsterlijk zwart gat,’ voegt medeauteur Holger Baumgardt, professor aan de Universiteit van Queensland, Australië, toe. Het samensmelten van zwarte gaten als deze zou kunnen verklaren hoe de allerzwaarste zwarte gaten in het heelal ontstaan.

Kosmische botsingen – NGC 7727, 89 miljoen lichtjaar van de aarde verwijderd in het sterrenbeeld Waterman. Credit: ESO/VST ATLAS team.

Voggel en haar team konden de massa’s van de beide objecten bepalen door te onderzoeken hoe hun zwaartekracht de beweging van de hen omringende sterren beïnvloedt. Het grootste van de twee, dat zich precies in het hart van NGC 7727 bevindt, bleek bijna 154 miljoen keer zoveel massa te hebben als de zon, terwijl de massa van zijn metgezel 6,3 miljoen zonsmassa’s bedraagt.

Het is voor het eerst dat de massa’s van een tweetal superzware zwarte gaten op deze manier zijn gemeten. Dit kunststukje was mogelijk dankzij de nabijheid van het sterrenstelsel tot de aarde en de nauwkeurige waarnemingen die het team heeft kunnen doen op de Paranal-sterrenwacht in Chili. Daarbij hebben de astronomen gebruikgemaakt van de Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) van ESO’s VLT, een instrument waarmee Voggel tijdens haar studententijd bij ESO heeft leren werken. Door de massa’s met MUSE te meten en aanvullende gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop van NASA en ESA te gebruiken, kon het team bevestigen dat de objecten in NGC 7727 inderdaad superzware zwarte gaten zijn.

Overzichtsfoto van het hemelgebied rond NGC 7727. Credit:
ESO/Digitized Sky Survey 2.

Astronomen vermoedden al dat zich in het sterrenstelsel twee zwarte gaten bevonden, maar hadden hun bestaan tot nu toe niet kunnen bevestigen, omdat we geen grote hoeveelheden hoogenergetische straling uit hun directe omgeving waarnemen, die hun bestaan zou hebben verraden. ‘Onze ontdekking impliceert dat er veel meer van deze overblijfselen van samensmeltende sterrenstelsels kunnen bestaan, waarin zich zware zwarte gaten schuilhouden die op ontdekking wachten,’ zegt Voggel. ‘Het totale aantal superzware zwarte gaten dat in het lokale heelal bekend is, zou hierdoor met dertig procent kunnen toenemen.”

De zoektocht naar zulke verborgen superzware zwarte gaten zal naar verwachting een enorme vlucht nemen met ESO’s Extremely Large Telescope (ELT), die later dit decennium in de Chileense Atacama-woestijn in gebruik zal worden genomen. ‘Deze detectie van een tweetal superzware zwarte gaten is nog maar het begin,’ zegt medeauteur Steffen Mieske, astronoom bij ESO in Chili en hoofd van ESO’s Paranal Science Operations. ‘Met het HARMONI-instrument van de ELT zijn detecties als deze tot op aanzienlijk grotere afstanden mogelijk dan nu. ESO’s ELT zal een belangrijke rol spelen bij het begrijpen van deze objecten.’ Bron: ESO.

Groen licht voor Africa Millimetre Telescope door garantstelling Radboud Universiteit

Impressie van de Africa Millimetre Telescope. Credit: Radboud Universty.

De allereerste foto van een zwart gat in 2019 kon alleen gemaakt worden met een wereldwijd netwerk van telescopen, de Event Horizon Telescope (EHT). Om toekomstige metingen te verbeteren en een film van zwarte gaten te kunnen maken, is de toevoeging van een radiotelescoop in Afrika nodig. Dankzij een garantstelling van de Radboud Universiteit, is er nu groen licht voor de start van het Africa Millimetre Telescope (AMT). Het project heeft als doel een radiotelescoop in Namibië te bouwen. Daarnaast garandeert de Radboud Universiteit een wetenschappelijke en technische bijdrage aan het EHT-consortium voor de komende tien jaar.

Africa Millimetre Telescope
De AMT wordt de eerste radiotelescoop in Afrika die gevoelig is voor millimeter golflengte straling, en maakt deel uit van een groot samenwerkingsproject tussen de Radboud Universiteit en de University of Namibia (UNAM). Hoofddoel van het project is om met een radiotelescoop in Namibië het telescopennetwerk van de Event Horizon Telescope uit te breiden.

“Door de toevoeging van de AMT aan het netwerk van EHT zijn er meer verbindingen tussen de telescopen mogelijk, zodat betere afbeeldingen en video’s van het zwarte gat in ons eigen sterrenstelsel gemaakt kunnen worden. Wij kunnen hierdoor onze theorieën van zwarte gaten nog beter testen, en begrijpen hoe ze enorme hoeveelheden energie kunnen opwekken”, zegt Heino Falcke, bedenker en wetenschappelijk leider van het project.

Video: Het EHT netwerk met de AMT (in rood), gezien vanaf het zwarte gat M87*

De AMT werkt ook als standalone telescoop, de enige van zijn soort in heel Afrika. De telescoop kan variaties in helderheid van grote en kleine zwarte gaten gaan monitoren – ook in samenwerking met optische telescopen of gammastralen telescopen zoals de H.E.S.S. in Namibië en de CTA in Chili.

De telescoop, met een doorsnee van 15m, wordt gebouwd naar een beproefd ontwerp en wordt uitgerust met de nieuwste generatie instrumenten. Soortgelijke telescopen staan al bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) in Chili en bij het Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM) op de Plateau de Bure in de Franse Alpen. De AMT wordt op een duurzame manier aangedreven, door het gebruik van zonnestroom en wellicht waterstof.

Garantstelling
De Radboud Universiteit staat garant voor 1 miljoen per jaar voor beheer en gebruik van de telescoop en deelname aan de Event Horizon Telescope. Deze garantstelling geldt voor een periode van tien jaar en wordt in fasen toegekend, op basis van projectvoortgang en het verwerven van externe fondsen en middelen. Daarnaast staat de Radboud Universiteit garant voor een investering van 1,9 miljoen euro in de AMT telescoop zelf. De garantstellingen van de Radboud Universiteit vormen een goede basis voor het aanvragen van verdere subsidies en investeringen.

Han van Krieken, Rector Magnificus van de Radboud Universiteit: “Het gaat om aansprekend fundamenteel onderzoek dat alleen kan plaatsvinden met grote investeringen en langdurende internationale samenwerking. Onderzoekers van de Radboud Universiteit kunnen daar de komende jaren aan blijven bijdragen en een voortrekkersrol blijven spelen.”

Namibië
De University of Namibia (UNAM) is, samen met lokale bedrijven, mede-verantwoordelijk voor de realisatie en het beheer van de telescoop. Dit biedt unieke kansen voor de sterrenkunde in Namibië om eigen onderzoek uit te voeren en hun positie in de wetenschap te versterken.
Om de volgende generatie Namibiërs klaar te stomen voor de AMT, kent het project een eigen educatie- en outreachprogramma(verwijst naar een andere website), en wordt er actief samengewerkt met partners uit de lokale industrie. Zo start in januari 2022 de eerste Namibische PhD-student van de AMT Fellowship Programme en reist vanaf zomer 2022 een mobiel planetarium naar basisscholen door heel Namibië.

Vice-Chancellor UNAM, Prof. Kenneth Matengu: “In veel Afrikaanse gemeenschappen heeft de ruimte een symbolische betekenis. De AMT dient als light house-project voor de volgende generatie Namibische technici en wetenschappers in het algemeen. Het geeft UNAM in het bijzonder de unieke kans om deel uit te maken van vooruitstrevende, internationale projecten die de wetenschap naar grotere hoogten kunnen brengen. Ik kijk uit naar spannende tijden.”

Het Radboud Radio Lab voert de technische aspecten van het project uit. Directeur Marc Klein Wolt: “Met deze bijzondere ondersteuning van de Radboud Universiteit is de realisatie van de AMT-telescoop in 5 jaar van nu een realiteit geworden. De AMT is topwetenschap in Namibië, met Namibië. Wij zijn heel dankbaar voor de goede samenwerking met het land.”

Internationale samenwerking
Het AMT project is een toonbeeld van internationale samenwerking: al in 2015 tekenden partners als de Rössing Foundation, Walvis Bay Corridor Group, en KLM een support statement. Het onderzoeksprogramma voor de AMT wordt voorbereid door wetenschappers van onder meer Radboud Universiteit, Universiteit van Amsterdam, MIT, ESO, Oxford University, University of Turku, Aalto University, het Joint Institute for VLBI-Eric (JIVE) en UNAM. Er wordt ook met andere partijen onderhandeld over een deelname aan het project.
Binnen de EHT werkt de Radboud Universiteit al samen met Europese stakeholders als de Max Planck Gesellschaft, Goethe Universität Frankfurt en Institut de Radioastronomie Millimétrique.

Huib Jan van Langevelde, directeur van EHT (JIVE Dwingeloo / Universiteit Leiden), is enthousiast over de toekenning en onderschrijft het belang van de garantstelling van de Radboud Universiteit voor het AMT-project: “De AMT is vanuit Europa een essentiële uitbreiding aan het wereldwijde netwerk, en een belangrijke stap voorwaarts in het verbeteren van de toekomstige wetenschap met de Event Horizon Telescope.” Bron: Radboud Universiteit.