Zelfwisselwerkende donkere materie: een betere vernietiger van sterrenstelsels

Galaxy cluster MACS J0647.7+7015. Credit: NASA, ESA, and M. Postman and D. Coe (Space Telescope Science Institute), and the CLASH team

“De grootste structuren in het Universum worden niet geleidelijk groter. Eerder gebeurt dit op een epische wijze, waarbij sterrenstelsels of zelfs grotere clusters van sterrenstelsels heftig tegen elkaar botsen. Dit botsen beïnvloedt het sterrenstelsel enorm: er vindt een plotselinge golf van stervorming plaats waarna het sterrenstelsel voorgoed uitdooft, om nooit meer sterren te produceren. Interstellaire wind in de cluster blaast al het overgebleven gas het sterrenstelsel uit in een proces dat bekend staat als ‘ram-pressure stripping’. Ten slotte wordt de donkere materie van het sterrenstelsel langzaam weggetrokken (de ‘stripping’) en samengevoegd met de donkere materie van de cluster. Hierna is er niks meer over van het botsende sterrenstelsel, alle onderdelen zijn opgeslokt door de altijd hongerige en groeiende cluster.”

Het lijkt er nu op dat de zogeheten ‘zelfwisselwerkende donkere materie’ (Self-Interacting Dark Matter, SIDM) beter is in het vernietigen van sterrenstelsels dan koude donkere materie (Cold Dark Matter, CDM) volgens het Standaard Model. Meer daarover weten? Lees dan hier het hele artikel, dat oorspronkelijk geschreven is door Luna Zagorac voor de Astrobites en dat vertaald is door Iris van Gemeren en bewerkt door Matthijs van der Wild

Deel van de ‘ontbrekende materie’ blijkt te zitten in galactische winden

Credit: Johannes Zabl

Over de ontbrekende materie hebben we het hier vaker gehad. Nee, het gaat dan niet om donkere materie die we niet direct kunnen zien, maar om doodgewone materie, die bestaat uit wat men ‘baryonen’ noemt, waarvan de bekendste voorbeelden de protonen en neutronen zijn. Uit waarnemingen en berekeningen blijkt dat maar liefst 80% van de baryonische materie vermist wordt, Afgelopen jaren is al een deel ervan gevonden, o.a. in de vorm van waterstofsneeuw en in het kosmische web. En nu is weer een deel van de ontbrekende materie gevonden en wel in de zogeheten galactische winden. Een internationaal team van sterrenkundigen heeft met behulp van het MUSE [1]MUSE staat voor het Multi Unit Spectroscopic Explorer instrument, een 3D spectrograaf. verbonden aan de Very Large Telescopes (VLT) van de ESO in Chili gekeken naar het sterrenstelsel genaamd Gal 1. Dat stelsel staat vlakbij een quasar, die ‘m als ware het een vuurtoren fel verlicht, zodat alles wat er in en om Gal 1 gebeurt goed te zien is. Dankzij die exta belichting was men in staat om met MUSE goed de interactie te volgen tussen het stelsel Gal 1 en z’n directe omgeving, waar zich een grote intergalactische wolk van gas en stof bevindt. In het sterrenstelsels vinden supernovae plaats en die zorgen er voor dat er materie vanuit het sterrenstelsel naar buiten stroomt in de vorm van galactische winden. Die voeden op hun beurt de wolken buiten het sterrenstelsel. De wolk bij Gal 1 bleek magnesium uit te zenden én te absorberen en daar kon men een gedetailleerde kaart van maken (hierboven, de middelste foto in blauw). Uit het onderzoek komt naar voren dat maar liefst 80 tot 90% van de gewone, baryonische materie zich bevindt in intergalactische wolken zoals die bij Gal 1. De meeste baryonische materie zit dus buiten de sterrenstelsels, hetgeen je niet verwacht. Het gaat dan ook om zeer lichtzwakke materie, die alleen door foefjes van de natuur, zoals de verlichting door een nabije quasar, kan worden gedetecteerd. Hier is het vakartikel over het onderzoek aan Gal 1, verschenen in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: Science Daily.

References[+]

References
1 MUSE staat voor het Multi Unit Spectroscopic Explorer instrument, een 3D spectrograaf.

Signaal XENON1T-experiment kwam mogelijk niet van donkere materie maar van… donkere energie

Credit: University of Cambridge

Vorig jaar juni was het even wereldnieuws: in de periode 2016-2018 hadden natuurkundigen met het donkere materie-experiment XENON1T een onverklaarbaar signaal waargenomen (zie de grafiek hieronder), dat mogelijk werd veroorzaakt door axionen, hypothetische ultralichte deeltjes die een kandidaat-donkere materiedeeltje zijn. Het signaal wacht nog op bevestiging door andere experimenten (zoals daar zijn LUX-Zeplin en PandaX-xT), maar er is ook het probleem dat de axionen – áls ze bestaan – de evolutie van zware sterren drastisch veranderen, hetgeen in strijd is met waarnemingen aan die sterren. Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge zijn nu met een nieuwe verklaring gekomen van het signaal: het zou veroorzaakt worden door donkere energiedeeltjes geproduceerd in de zon. Dat is in meerdere opzichten een opvallende verklaring. Ten eerste omdat ze spreken van ‘deeltjes’ donkere energie, hetgeen anders is dan de gangbare gedachte, namelijk dat donkere energie een soort van eigenschap is van de ruimte zelf, een soort van vacuümenergie van de ruimte. Ten tweede omdat donkere materie net als gewone materie door z’n zwaartekrachtswerking aantrekkend werkt, terwijl donkere energie juist afstotend werkt – niet voor niets is donkere energie dé verklaring voor de versnelde uitdijing van het heelal. En tenslotte omdat het XENON1T experiment, dat zich kilometers onder het Gran Sassogebergte in Italië afspeelt, ontworpen is om donkere materie te detecteren en je niet verwacht dat het dat andere mysterieuze goedje uit het heelal vindt, namelijk donkere energie.

Het waargenomen spectrum door XENON1T. De lintjes links die omhoog i.p.v. omlaag gaan zijn het onverklaarbare signaal. Credit: E. Aprile et al.

De natuurkundigen denken dat het bestaan van donkere energie verklaard kan worden door een vijfde natuurkracht, een extra kracht bovenop de vier bekende natuurkrachten (sterke, zwakke en electromagnetische wisselwerking en de zwaartekracht). Deze vijfde kracht zou op kleine schaal onzichtbaar zijn door zogeheten ‘screening mechanisms’ (vertaald: filtermechanismen), zodat wij er in ons lokale heelal niets van merken. Alleen op de allergrootste schaal van het heelal zou de vijfde kracht meerkbaar zijn en wel door de versnelde uitdijing van het heelal. Eén van die mechanismes is wat ze ‘kameleon filtering’ noemen en die zorgt er voor dat de productie van deeltjes donkere energie in de zon, die een relatief hoge dichtheid heeft, gefilterd wordt.

Schematische voorstelling van het binnenste van de zon, met daarin aangegeven waar de tachocline zich bevindt. Credit: Kelvinsong/CC BY-SA 3.0.

Alleen een regio in de zon waar de magnetische velden erg sterk zijn en die de tachocline (zie hierboven) wordt genoemd, zou de deeltjes wel kunnen produceren en het zijn die deeltjes die vervolgens voor het XENON1T signaal hebben gezorgd. Hier is het vakartikel over het onderzoek aan én verklaring van het XENON1T-signaal, verschenen in Physical Review D. Bron: Universiteit van Cambridge.

Mysterie van de Chinese supernova van AD 1181 lijkt opgelost te zijn

Opnames van Pa 30. Credit: University of Manchester

Afgelopen duizend jaar zijn er vijf heldere supernovae in ons Melkwegstelsel te zien geweest, helaas voor ons allemaal in het tijdperk vóór de telescoop. Eentje daarvan was de ‘gastster’, die in 1181 Anno Domini door Chinezen en Japanners werd waargenomen en die maar liefst zes maanden lang (185 dagen om precies te zijn) te zien was aan de hemel. Volgens de bronnen was de supernova zo helder als de planeet Saturnus. Van de vier andere supernova van dit millenium hebben we de overblijfselen teruggevonden, zoals Messier 1 als restant van de supernova van 1054, maar alleen van SN 1181 was er geen overblijfsel gevonden, ondanks het feit dat de historische bronnen wel aangeven waar de supernova ongeveer aan de hemel plaatsvond, ergens tussen de Chinese sterrenbeelden Chuanshe en Huagai (zie de afbeelding hieronder)

Kaart met in rood Chinese sterrenbeelden waar SN 1181 ongeveer verscheen. Credit: Universiteit van Hongkong.

Maar nu lijkt dat mysterie opgelost te zijn, want een internationaal team van sterrenkundigen heeft het mogelijke restant van de supernova gevonden: de zwakke, snel uitdijende nevel genaamd Pa30, die zich bevindt rondom één van de heetste sterren van de Melkweg, de ster van Parker. De sterrenkundigen, waartoe ook Albert Zijlstra (Universiteit van Manchester) behoort, onderzochten Pa 30 en zagen dat de nevel met maar liefst 1100 km/s uitdijt (da’s de snelheid waarmee je in vijf minuten de maan kunt bereiken). Die snelheid duidt op een leeftijd van 1000 jaar, wat aansluit bij de datum van SN 1181. Ook Parker’s ster sluit goed aan bij het profiel dat van de supernova is opgesteld, vermoedelijk het resultaat van een botsing van twee witte dwergen. Dergelijke botsingen leiden tot het zeldzame Type Iax supernova, die niet heel helder zijn, maar wel lang zichtbaar. Hier is het vakartikel over het onderzoek aan Pa 30 en Parker’s ster, verschenen in The Astrophysical Journal Letters. Bron: Phys.org.

Supernova Requiem zagen we drie keer in 2016 en in 2037 zien we ‘m vermoedelijk weer

Links in de cirkels de drie beeldjes van supernova Requiem in 2016. Recht in de gele cirkel bovenin de plek waar de supernova in 2037 vermoedelijk te zien zal zijn. Credits: IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI)

Ze noemen ‘m supernova Requiem, de supernova die in 2016 door Hubble ontdekt werd in de cluster van sterrenstelsels MACS J0138.0-2155, vier miljard lichtjaar van ons vandaan. De supernova zelf bevindt zich nog verder van de aarde, die staat op maar liefst tien miljard lichtjaar, vanaf de aarde gezien recht achter die cluster. Ik heb er eerder over geschreven, maar toen had de supernova nog geen officiële naam, behalve de catalogusnaam AT2016jka. Nu dus wel, genoemd naar het Hubble programma REsolved QUIEscent Magnified Galaxies (REQUIEM), dat bedoeld is om ver verwijderde sterrenstelsels te bestuderen, waarvan het licht door middel van zwaartekrachtlenzen van tussenliggende (clusters van) sterrenstelsels versterkt en verbogen wordt. Hieronder wat ik eerder over de supernova schreef.

Het gaat hier om supernova AT2016jka, die in 2016 door de Hubble telescoop werd ontdekt. Deze supernova vond plaats in MRG-M0138, een sterrenstelsel dat ‘quadruply lensed’ is, dat wil zeggen dat ‘ie door een tussen de aarde en het sterrenstelsel staande cluster van sterrenstelsels in maar liefst vier verschillende beelden is vervormd. MRG-M0138 zien we vier keer, omdat de ruimte door massa van de cluster genaamd MAC J0138.02155 verbogen wordt en daardoor wordt het licht van MRG-M0138, dat áchter MAC J0138.02155 gelegen is, maar liefst in vier verschillende beelden gesplitst, vier kleine geelgekleurde boogjes van licht – zie de afbeelding hieronder voor hoe dat in principe ontstaat en de foto bovenaan hoe dat er in werkelijkheid uitziet.

Zo werkt een zwaartekrachtlens. Credit: NASA and ESA

In drie van de vier boogjes zagen sterrenkundigen dus in 2016 een supernova (zie afbeelding helemaal bovenaan, SN1 t/m 3, bij SN4 is niets te zien), net zoals sterrenkundigen in 2014 én 2015 ook vijf keer supernova Refsdal zagen. Na SN Refsdal is nog zo’n meervoudig gelensde supernova gezien, dus AT2016jka is de derde in z’n soort. En nou dus de voorspelling: een team van sterrenkundigen onder leiding van Steven Rodney (University of South Carolina) en Gabriel Brammer (University of Copenhagen) heeft berekend dat het licht in de vierde boog van MRG-M0138 er wat langer over doet om de aarde te bereiken en dat ergens rond 2037 (± enkele jaren) het licht van AT2016jka bij ons zal arriveren, ruim twintig jaar nadat het licht van de andere bogen met AT2016jka ons bereikten

Over die tweede toemomstige wederverschijning van SN Requiem is inmiddels ook meer bekend. Dat zal vermoedelijk in 2042 gebeuren. Maar Rodney en Brammer denken dat die zo zwak zal zijn dat ze ‘m niet kunnen zien. De marge over de verschijning in 2037 is ± 2 jaar. Gisteren is er een artikel verschenen over SN Requiem in Nature Astronomy. Bron: NASA

Door Perseverance verzamelde monsters met gruis bevatten mogelijk oerwater van Mars

De steen Rochette met de twee boorgaten, links voor Montagnac (7 september geboord), rechts voor Montdenier (1 sept. geboord). Credit: NASA/JPL-Caltech.

Vorige week is de Marsrover Perseverance er twee keer in geslaagd om in één steen (genaamd Rochette, bij de bergkam La Citadelle) twee keer te boren en het gruis daarvan te stoppen in een kleine buis van titanium. Ze hebben die buisjes met inhoud zelfs namen gegeven, buisje #266 heet nu Montdenier en een ander buisje, waarvan ik het nummer even nergens kan vinden, hebben ze Montagnac genoemd. Rochette, Citadelle, Montdenier, Montagnac – jullie merken het, ze zijn op de Franse tour bij de NASA. Grondige analyse van die monters met gruis moet over een aantal jaren op aarde plaatsvinden, als de buisjes zijn opgehaald door een speciale daarvoor te ontwikkelen Marsrover, de zogeheten Sample Fetch Rover, een soort van interplanetaire DHL-koerier, die in 2026 gelanceerd moet worden.

Maar Perseverance heeft met zijn instrumenten ook al kunnen kijken naar die monsters en daar komt uit naar voren dat ze basaltachtig van samenstelling zijn en dat ze vermoedelijk een vulkanische oorsprong hebben, dat ze gevormd zijn door stolling van lava. Eerder heeft men op Mars al zouten aangetroffen in vulkanische rotsen. Als die ook zitten in Montdenier en Montagnac dan zou het kunnen dat de mineralen in die zouten ingekapselde belletjes met oerwater van Mars bevatten, want dergelijke zouten ontstaan vermoedelijk door verdampend water of de beweging van grondwater in de tijd dat Mars vulkanisch actief was. Die microscopisch kleine belletjes met water zouden ware tijdscapsules zijn, die ons meer kunnen vertellen over de natte tijd van Mars en de eventuele aanwezigheid van primitief leven, toen de Jezerokrater nog vol met water stond.

Impressie van de Jezerokrater, toen die miljarden jaren geleden nog gevuld was met water. Credit: NASA/JPL-Caltech.

Bron: NASA Spaceflight.

Zwarte gaten kunnen druk uitoefenen op hun omgeving

Credit: CC0 Public Domain

Twee natuurkundigen van de Universiteit van Sussex hebben ontdekt dat zwarte gaten druk kunnen uitoefenen op hun omgeving. Het blijken objecten te zijn met een complex thermodynamisch systeem, dat niet alleen een bepaalde temperatuur heeft, maar ook een druk, een drukkracht per oppervlakte-eenheid zoals dat heet. Xavier Calmet en Folkert Kuipers zijn die natuurkundigen en ze kwamen er eigenlijk per toeval achter dat zwarte gaten ook druk kennen. Eind 2020 probeerden zij de entropie van zwarte gaten te berekenen, een onderwerp waar Stephen Hawking in 1974 al aan rekenende en waaruit toen naar voren kwam dat zwarte gaten straling hebben. Calmet en Kuipers waren aan de slag met berekeningen om de kwantumzwaartekracht te corrigeren en daarin kwam telkens een extra, onbekend figuur terug, dat ze Kerst vorig jaar herkenden als druk. Uiteindelijk bleek dat kwantumzwaartekracht kan leiden tot het uitoefenen van druk, ook al is die weliswaar klein (zoals ook de Hawkingstraling gering is). Het gaat in dit geval wel om zogeheten Schwarzschild zwarte gaten, dat wil zeggen zwarte gaten die niet roteren en geen lading hebben. Hier het vakartikel van Calmet en Kuipers, zoals gepubliceerd in Physical Review D. Bron: Phys.org.

Boekbespreking: Tussen twee oneindigheden

Van Gianfranco Bertone [1]Hoogleraar theoretische astrodeeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam en directeur van het European Consortium for Astroparticle Theory is deze week z’n tweede populairwetenschappelijke boek verschenen: Tussen twee oneindigheden – de aanstaande revolutie in ons begrip van de kosmos. In zijn boek, dat 184 pagina’s telt, neemt Bertone ons in een boeiende reis mee naar die twee uitersten in het heelal, naar het oneindig grote en naar het oneindig kleine. Om die reis te kunnen maken hoef je geen uitgebreide kennis te hebben van sterrenkunde of natuurkunde, want zonder gebruik te maken van technische details of wiskundige formules gidst Bertone ons heen en weer tussen de twee uitersten in het heelal. Hij doet dat zoals Dante Alighieri dat in de dertiende eeuw deed, met een reis naar steeds groter wordende ‘hemelen’ zoals in Dante’s ‘Paradijs’, én een reis naar de steeds kleiner wordende ‘kringen’, zoals in diens ‘Hel’. De theoretische kaders voor die reizen zijn in de twintigste eeuw al opgesteld: Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie voor het grote, de kwantumfysica voor het kleine. De wetenschappelijke methode vereist dat theorieën altijd gestaafd moeten worden met de waarnemingen en daarin zijn de laatste jaren veel vorderingen geboekt.

Impressie van botsende neutronensterren, die zwaartekrachtgolven genereren. Credit: University of Warwick/Mark Garlick.

Eeuwenlang keek de mens verwonderend naar boven en zag daar de zon, maan en sterren met alleen zijn gezichtsvermogen. Vanaf Galileï begin 17e eeuw zijn we de telescoop gaan gebruiken om die visuele waarnemingen te versterken en afgelopen honderd jaar zijn daar uitbreidingen op gekomen om ook de andere delen van het elektromagnetisch spectrum te ‘zien’, van de radiostraling tot aan de gammastraling. Maar ook dat is uitgebreid en wel door de zogeheten multimessenger-sterrenkunde, die sinds 2017 op gang is gekomen. Dat is de sterrenkunde die een combinatie is van waarnemingen in het EM-spectrum, aan de neutrino’s die vanuit de kosmos dwars door alles heen vliegen én van de zwaartekrachtgolven, rimpels in de ruimte, die veroorzaakt worden door extreme gebeurtenissen zoals botsende zwarte gaten of neutronensterren. Het theoretische raamwerk van de relativiteitstheorie en de kwantumfysica ziet Bertone als een kathedraal, maar duidelijk is dat die kosmologische kathedraal nog lang niet af is, dat ‘ie in de steigers staat en er nog veel werk te doen is om ‘m af te bouwen. De waarnemingen aan donkere materie, donkere energie en aan de oerknal in het verre en vroegste heelal (inclusief het probleem van de Hubble-spanning) maken duidelijk dat er nog veel zaken ontbreken in die kathedraal. Bertone is positief dat die multimessenger-sterrenkunde komende jaren veel kennis zal brengen over het mysterieuze donkere heelal. Hij schrijft helder over dat donkere heelal en schetst in optimistische taal hoe we mogelijk binnenkort al ‘de onthulling van enkele van de diepste en fascinerendste geheimen van de moderne wetenschap’ kunnen zien. Kortom: voor de geïnteresseerde leek aan aanrader om dit boek te lezen.

Tussen twee oneindigheden – Gianfranco Bertone, Uitgever New Scientist/Veen Media, € 24,99.

References[+]

References
1 Hoogleraar theoretische astrodeeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam en directeur van het European Consortium for Astroparticle Theory

ESO maakt beste opnamen tot nu toe van vreemde ‘hondenkluif’-planetoïde

Planetoïde Kleopatra vanuit verschillende hoeken gezien. Credit: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS).

Met behulp van de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) heeft een team van astronomen nieuwe opnamen gemaakt van de planetoïde Kleopatra. Dat heeft de meest detailrijke foto’s tot nu toe opgeleverd van deze merkwaardig gevormde planetoïde, die op een hondenkluif lijkt. Het nieuwe onderzoek levert aanwijzingen op over hoe deze planetoïde, en de twee manen die eromheen draaien, zijn ontstaan.

‘Kleopatra is echt een uniek object binnen ons zonnestelsel,’ zegt Franck Marchis. Hij had de leiding had over het onderzoek van de planetoïde en haar manen, waarvan de resultaten vandaag in Astronomy & Astrophysics (zie dit en dit artikel) worden gepubliceerd. Marchis, astronoom aan het SETI Institute in Mountain View, VS en aan het Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Frankrijk: ‘De wetenschap boekt veel vooruitgang dankzij onderzoek van vreemde buitenbeentjes zoals Kleopatra. Dankzij dit complexe meervoudige planetoïdenstelsel kunnen we meer te weten komen over ons zonnestelsel.’

Zo groot is Kleopatra in vergelijking met het noorden van Italië. Credit: ESO/M. Kornmesser/Marchis et al.

Kleopatra draait in de planetoïdengordel tussen de planeten Mars en Jupiter om de zon. Astronomen hebben haar de bijnaam ‘hondenkluif’-planetoïde gegeven nadat radarwaarnemingen ongeveer twintig jaar geleden lieten zien dat zij uit twee lobben bestaat die door een dikke ‘hals’ met elkaar verbonden zijn. In 2008 ontdekten Marchis en zijn collega’s dat om Kleopatra twee manen cirkelen, die AlexHelios en CleoSelene heten, naar de kinderen van de beroemde Egyptische koningin.

Om meer over Kleopatra te weten te komen, gebruikten Marchis en zijn team snapshots van de planetoïde die tussen 2017 en 2019 op verschillende momenten zijn genomen met het Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) instrument van ESO’s VLT. Omdat de planetoïde draaide, konden ze haar vanuit verschillende hoeken bekijken en de tot nu toe meest nauwkeurige 3D-modellen van haar vorm maken. Daarbij hebben de astronomen ontdekt dat de ene lob groter is dan de andere, en dat de lengte van de planetoïde circa 270 kilometer bedraagt – ruwweg de afstand Maastricht-Groningen.

Bij een tweede onderzoek, eveneens gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, heeft een team onder leiding van Miroslav Brož van de Karelsuniversiteit in Praag, Tsjechië, de SPHERE-waarnemingen gebruikt om de juiste omloopbanen van Kleopatra’s beide manen vast te stellen. Bij eerdere onderzoeken waren deze banen al ruw bepaald, maar de nieuwe waarnemingen met ESO’s VLT lieten zien dat de manen zich niet bevonden waar de oudere gegevens voorspelden dat ze zouden staan.

Bewerkte SPHERE-opname waarop de manen van Kleopatra te zien zijn. Credit: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS).

‘Dit moest worden opgelost,’ zegt Brož. ‘Want als de banen van de manen fout waren, was alles fout, inclusief de massa van Kleopatra.’ Dankzij de nieuwe waarnemingen en geavanceerde modelleringen is het team erin geslaagd om nauwkeurig te beschrijven hoe Kleopatra’s zwaartekracht de bewegingen van haar manen beïnvloedt en om de complexe omloopbanen van AlexHelios en CleoSelene te bepalen. Dit stelde hen in staat om de massa van de planetoïde te berekenen. Die bleek 35% lager dan eerdere schattingen aangaven.

Door de nieuwe schattingen voor volume en massa met elkaar te combineren, konden de astronomen een nieuwe waarde voor de dichtheid van de planetoïde berekenen. Die blijkt minder dan de helft van de dichtheid van ijzer te zijn – ook lager dan gedacht [1] De opnieuw berekende dichtheid bedraagt 3,4 gram per kubieke centimeter, terwijl eerder werd aangenomen dat Kleopatra een gemiddelde dichtheid van ongeveer 4,5 gram per kubieke dichtheid zou hebben.. De lage dichtheid van Kleopatra, waarvan aangenomen wordt dat zij voor een relatief groot deel uit metalen bestaat, doet vermoeden dat zij poreus van structuur is en mogelijk niet veel meer is dan een losse samenklontering van puin. Dit betekent dat zij waarschijnlijk is ontstaan uit materiaal dat zich na een reusachtige inslag heeft opgehoopt.

Kleopatra’s puinhoopstructuur en de manier waarop zij roteert, leveren ook aanwijzingen op over hoe haar twee manen kunnen zijn gevormd. De planetoïde roteert met bijna kritische snelheid – de snelheid waarboven zij uit elkaar zou beginnen te vallen – en zelfs bij kleine inslagen kunnen steentjes van haar oppervlak ontsnappen. Marchis en zijn team denken dat AlexHelios en CleoSelene uit dit ontsnappende materiaal kunnen zijn gevormd, wat zou betekenen dat Kleopatra ook echt haar eigen manen heeft voortgebracht.

De nieuwe beelden van Kleopatra en de inzichten die ze opleveren, zijn volledig te danken aan een van de geavanceerde adaptive optics systemen waar ESO’s VLT, die in de Chileense Atacama-woestijn staat opgesteld, gebruik van maakt. Adaptieve optiek corrigeert de beeldvervormingen, veroorzaakt door de atmosfeer van de aarde, die ervoor zorgen dat objecten wazig lijken – hetzelfde effect dat sterren vanaf de aarde gezien doet twinkelen. Dankzij deze correcties kon SPHERE Kleopatra – die nooit dichterbij komt dan 200 miljoen kilometer – in beeld brengen, ondanks dat haar schijnbare grootte aan de hemel vergelijkbaar is met die van een golfbal op ongeveer veertig kilometer afstand.

ESO’s toekomstige Extremely Large Telescope (ELT), met zijn geavanceerde adaptieve optische systemen, zal ideaal zijn om opnamen te maken van verre planetoïden zoals Kleopatra. ‘Ik kan niet wachten om de ELT op Kleopatra te richten, om te zien of er nog meer manen zijn, en hun banen te verfijnen om kleine veranderingen op te sporen,’ voegt Marchis toe. Bron: ESO.

References[+]

References
1 De opnieuw berekende dichtheid bedraagt 3,4 gram per kubieke centimeter, terwijl eerder werd aangenomen dat Kleopatra een gemiddelde dichtheid van ongeveer 4,5 gram per kubieke dichtheid zou hebben.

Heino Falcke heeft de Amaldi Medal 2021 ontvangen

Heino Falcke. Credit: Radboud Universiteit Nijmegen

Prof. Dr. Heino Falcke heeft op 7 september de Amaldi Medal (European Prize for Gravitation) 2021 van de Italian Society on General Relativity and Gravitation (SIGRAV) ontvangen. Falcke ontvangt de prijs voor zijn uitzonderlijke bijdrage aan het zwaartekrachtonderzoek.

De prijs, bestaande uit een gouden medaille, is vernoemd naar Eduardo Amaldi, een Italiaans natuurkundige en mede-oprichter van CERN. De medaille wordt elke twee jaar uitgereikt aan een natuurkundige die een belangrijke bijdrage levert aan zwaartekrachtonderzoek in Europa. De eerste ontvanger van de medaille was nobelprijswinnaar Roger Penrose in 2004.

Prijzenregen
Heino Falcke combineert in zijn onderzoek theoretische, experimentele en observationele astronomie om Einsteins algemene relativiteitstheorie te testen. In 2000 stelde hij voor de schaduw van een zwart gat af te beelden en werd een van de grondleggers van het Event Horizon Telescope-consortium dat de eerste foto van een zwart gat publiceerde in 2019.

De Amaldi Medal is één van de vele prijzen die Heino Falcke de afgelopen jaren heeft ontvangen voor zijn onderzoek. Eerder dit jaar ontving hij al de Henry Draper Medal(verwijst naar een andere website) van de US National Academy of Sciences, de Robert M. Petrie Prize Lectureship van Canadian Astronomical Society en in 2020 ontving hij, samen met de gehele Event Horizon Telescope collaboration, de Breakthrough Prize(verwijst naar een andere website): ook wel de Oscar van de wetenschap genoemd. Bron: Radboud Universiteit.