Er bevinden zich 540 sterren en planeten in de buurt van het zonnestelsel

De stellaire omgeving van de zon. Bron: Wikipedia

Even een kort blogje tussendoor. Uit recent onderzoek is gebleken dat in de omgeving van het zonnestelsel 540 sterren en planeten bekend zijn. Met “in de omgeving” bedoelen de onderzoekers binnen een straal van 10 parsecs (33 lichtjaar) vanaf de zon. Binnen dit gebied bevinden zich 77 exoplaneten, 88 bruine dwergen (mislukte sterren) en ruim 375 echte sterren. Hiertoe behoren 249 kleine rode dwergsterren, waaronder Proxima Centauri (de dichtstbijzijnde ster na de zon), en verder 21 witte dwergen (dode sterren) en 18 zon-achtige sterren. Uiteraard is dit een voorlopig aantal, aangezien astronomen voortdurend ‘nieuwe’ exoplaneten en dwergsterren vinden. Goed, 540 sterren en planeten dus – da’s een flink aantal! En dat allemaal binnen slechts tien parsecs!

Planetenstelsel ontdekt rond een ster die de ‘verkeerde’ kant op draait

Artist’s impression van de geboorte van het K2-290-stelsel, waarin de jonge centrale ster nog is omgeven door een schijf van gas en stof. In de verte is een naburige ster te zien. © Christoffer Grønn

Een planetenstelsel op bijna 900 lichtjaar afstand blijkt te bestaan uit twee planeten die om een zonachtige ster cirkelen die zelf de andere kant op draait (Proceedings of the National Academy of Sciences, 15 februari). Dit is in strijd met het gangbare idee dat de evenaar van een ster min of meer samenvalt met het baanvlak van haar planeten, omdat zij allemaal uit één en dezelfde draaiende wolk van moleculair gas zijn ontstaan. Bij gevolg zou de ster dezelfde kant op moeten draaien als de om haar heen wentelende planeten. Maar het K2-290-stelsel houdt zich niet aan deze regel.

Het K2-290-stelsel bestaat uit drie sterren. Om een daarvan, K2-290 A, draaien twee forse planeten. Simon Albrecht van de Universiteit van Aarhus (Denemarken) en zijn collega’s hebben vastgesteld dat de rotatie-as van K2-290 A een hoek van ongeveer 124 graden maakt met het baanvlak van haar planeten. Dat betekent dat de ster ten opzichte van deze planeten in feite in tegengestelde richting ronddraait. Ter vergelijking: de rotatie-as van onze zon staat onder een hoek van slechts zes graden.

Het is niet voor het eerst dat zo’n ‘tegendraads’ planetenstelsel is ontdekt. Een mogelijke verklaring voor het bestaan van zulke stelsels kan zijn dat er tijdens hun vorming turbulenties zijn opgetreden die de onderlinge oriëntaties van ster en planeten heeft verstoord. Maar K2-290 is wel een uniek geval, omdat de banen van de twee planeten netjes samenvallen.

Albrecht en zijn medewerkers zoeken de verklaring daarvoor in het gegeven dat er in het K2-290-stelsel meer dan één ster aanwezig is. Computersimulaties laten zien dat de zwaartekrachtsinteracties met een andere ster ertoe kunnen leiden dat de protoplanetaire schijf rond een jonge ster – de schijf van gas en stof waarin zich later planeten kunnen vormen – sterk gaat kantelen. Kortom: we mogen er niet van uitgaan dat planetenstelsels-in-wording altijd (min of meer) in het evenaarsvlak van hun ster liggen.

Het vak-artikel over dit onderzoek kan hier ingezien worden.

Bron: Astronomie.nl

Bekende sterrenkundige: “we zijn in 2017 wellicht bezocht door een buitenaardse ruimtesonde”

‘Oumuamua artistieke impressie credits; ESO

Als de wetenschap met bewijs zou komen voor het bezoek van een buitenaarde intelligentie aan ons zonnestelsel, zou dat wereldwijd de krantenkoppen halen. Maar wat als wetenschappers collectief zouden beslissen om dit bewijs te negeren? Deze notie staat centraal in een nieuw boek dat geschreven is door de beroemde sterrenkundige Avi Loeb.

Deze astronoom is zeker geen wappie, maar een zeer gerespecteerd persoon in zijn vakgebied. Zo is Loeb jarenlang hoogleraar astronomie geweest aan de gerenommeerde Harvard-universiteit, heeft hij honderden baanbrekende papers gepubliceerd en heeft hij samengewerkt met bijvoorbeeld Stephen Hawking. Dat betekent dat zijn mening (normaal gesproken) niet achteloos genegeerd zou mogen worden.

Maar waarom denkt hij dat aliens ons bezocht hebben? Wel, herinneren we ons de passage van ‘Oumuamua (“verkenner” in Hawaiiaans) in oktober 2017? Dit was de eerste keer dat de mensheid een object van interstellaire herkomst door het zonnestelsel zag bewegen. De meeste wetenschappers gingen er gemakshalve vanuit dat het een asteroïde zou zijn of wellicht een komeet-achtig object.

Zodra ‘Oumuamua de zon gepasseerd had, gebeurde echter iets vreemds: het object nam op mysterieuze wijze in snelheid toe. Dit zou gemakkelijk verklaard kunnen worden door het uitstoten van gas en puin door een komeet, maar er is geen enkel bewijs gevonden voor dit uitgassen bij ‘Oumuamua. Verder roteerde het object heel merkwaardig en was de helderheid opvallend hoog – bijna alsof het van een reflecterend metaal was gemaakt.

Artist’s impression van de interstellaire planetoïde `Oumuamua. Credit: Credit: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

Om te verklaren wat er heeft plaatsgevonden, zijn astronomen met allerlei theorieën gekomen. Zo zou ‘Oumuamua helemaal van waterstofijs zijn gemaakt, of uiteen zijn gevallen tot een stofwolk. Bijna iedere mogelijke verklaring is gebaseerd op iets nieuws, een fenomeen dat we niet eerder hebben waargenomen. Als dat het geval is, waarom zouden we dan een kunstmatige herkomst niet in overweging nemen?

‘Oumuamua is nooit van dichtbij gefotografeerd, omdat we het object pas op het laatste moment in de gaten kregen. Vervolgens hebben waarnemingen uitgewezen dat slechts twee mogelijke vormen goed passen bij het gedrag en uiterlijk van ‘Oumuamua, namelijk een uitgerekte sigaarvorm of een dunne, ronde pannenkoek. Die eerste vorm is duidelijk het meest populair geweest in de media, maar de tweede vorm zou evengoed passen bij de waarnemingen.

Loeb zegt dus dat ‘Oumuamua een platte pannenkoek is geweest, dat gefungeerd heeft als een zogenaamd lichtzeil. Bovendien is gebleken dat vóór de interactie met het zonnestelsel, ‘Oumuamua ten opzichte van andere sterren heeft stilgestaan. Het is niet zozeer een object dat door het heelal heeft geraasd, maar een object waar het zonnestelsel per ongeluk “tegenaan” is gevlogen. “Wellicht was ‘Oumuamua een soort van boei in het heelal dat geduldig gewacht heeft op aanwijzingen voor een passerende intelligentie en vervolgens geactiveerd is“, aldus de Israëlische wetenschapper.

Allemaal interessant natuurlijk, maar wat vinden de collega’s van Loeb in de sterrenkundige gemeenschap ervan? Nou, die winden er bepaald geen doekjes om. Zo schrijft astrofysicus Ethan Siegel in Forbes dat Avi Loeb “ooit een gerespecteerde wetenschapper is geweest” die nu “de publieke opinie lastigvalt met argumenten die door zijn collega’s zijn afgewezen“. De meeste bekende sterrenkundigen komen met woorden van vergelijkbare strekking.

Avi Loeb laat zich niet uit het veld slaan. Volgens hem bestaat er een “cultuur van pesten” in zijn vakgebied zodra iemand het waagt om buiten de begaande paden te denken. Volgens hem gebeurde iets soortgelijks bij Galileo, die gestraft werd omdat hij het lef had om te beweren dat de aarde niet het centrum van het heelal was. Sterker nog, in vergelijking met gerespecteerde doch speculatieve takken binnen de theoretische natuurkunde, zoals donkere materie en het multiversum, vind Loeb de zoektocht naar buitenaards leven veel minder vergezocht.

Daarom zou Loeb graag een nieuwe tak van sterrenkunde willen introduceren, namelijk “ruimte-archeologie” waarin we gaan zoeken naar biologische of technologische restanten van buitenaardse beschavingen. “Als we bewijs vinden voor een technologie die miljoenen jaren gekost heeft om te ontwikkelen, kunnen we wellicht die technologie veel sneller namaken om de mensheid vooruit te helpen“. Tsja, wie weet….

Wat denken jullie? Heeft Avi Loeb een klap van de molen gehad? Of is de huidige sterrenkundige gemeenschap hopeloos orthodox en genadeloos gemeen als iemand zijn kop boven het maaiveld probeert uit te steken? Hoe dan ook, zijn boek is nu verkrijgbaar.

Astronomen vinden zwerfplaneet met enorm krachtig magnetisch veld

Caltech/Chuck Carter; NRAO/AUI/NS

Astronomen hebben het enorm sterke magnetische veld in kaart gebracht van een zogenaamde zwerfplaneet – een planeet die eenzaam zonder moederster door het heelal beweegt. Het magnetische veld in kwestie is maar liefst 4 miljoen keer sterker dan de aardse variant. Uit de waarnemingen blijkt ook dat de zwerfplaneet enorm heldere aurora’s moet hebben – vergelijkbaar met het noorderlicht op aarde, maar dan veel krachtiger.

De planeet in kwestie gaat door het leven als SIMP J01365663+0933473 (SIMP voor vrienden) en staat op een afstand van ongeveer 20 lichtjaar vanaf de aarde. Aanvankelijk dacht men dat het om een bruine dwerg zou gaan, een mislukte ster met onvoldoende massa voor waterstoffusie. De massa van het object blijkt echter 12,7 keer die van Jupiter te bedragen en hiermee is het object officieel een planeet (de scheidingslijn tussen de twee soorten objecten bedraagt 13 Jupitermassa’s).

De waarnemingen in kwestie zijn de eerste radio-observaties die verricht zijn bij een planeet buiten het zonnestelsel en het is ook de eerste keer dat wetenschappers het magnetische veld van zo’n object in kaart gebracht hebben. Overigens is SIMP ondanks het feit dat deze niet om een ster draait behoorlijk heet – zo’n 825 graden Celsius aan de wolkentoppen. Deze warmte is overgebleven van het ontstaan van de verre wereld, in kosmische termen niet superlang geleden – naar schatting is de zwerfplaneet zo’n 200 miljoen jaar oud.

Het magnetische veld van SIMP is onverwacht krachtig – zelfs het enorm sterke magnetisme van Jupiter, dat 20.000 keer sterker is dan op aarde, verbleekt hierbij. Het feit dat men ook aanwijzingen heeft gevonden voor aurora’s bij SIMP betekent nog iets bijzonders. Op aarde worden de aurora’s veroorzaakt doordat elektrisch geladen deeltjes van de zon worden ingevangen door het magnetische veld en aan de polen in botsing komen met luchtdeeltjes.

Op Jupiter zijn de aurora’s veel krachtiger en dat komt doordat deze vooral worden veroorzaakt door deeltjes die worden uitgestoten door zijn vulkanische maan Io. Waarschijnlijk is bij SIMP iets soortgelijks aan de hand en dat betekent dat deze net-niet bruine dwerg een maan moet hebben!

Samengevat is SIMP een enorme exoplaneet zonder ster en mét een maan, die getooid door prachtige aurora’s door de Melkweg zwerft. Maar wat betekent deze ontdekking? Wel, het levert nieuwe inzichten in de achterliggende machanismes van magnetische dynamo’s die werkzaam zijn voorbij het zonnestelsel. Bovendien betekent het feit dat we radiosignalen kunnen opvangen van deze wereld dat we een nieuwe manier hebben om exoplaneten te detecteren, inclusief de schimmige zwerfplaneten die zonder moederster bewegen.

P.S. ik wil persoonlijk even van de gelegenheid gebruik maken om alle bezoekers en mede-auteurs een prettig uiteinde te wensen van het jaar 2020, en laten we hopen op een meer voorspoedig verloop van 2021 😉

Edit: nadat ik het hele stukje had getypt blijkt het om een nieuwsbericht te gaan uit 2018. Oeps! Vind het nu zonde van de tijd om ‘m niét te plaatsen 😛

Fotogenieke sterrenfabriek op de gevoelige plaat vastgelegd

De sterrenfabriek W51. Credits: NASA/JPL-Caltech.

De interstellaire nevel W51 is één van de meest actieve stervormingsgebieden in het Melkwegstelsel. Bovenstaande opname is gemaakt door de Spitzer-ruimtetelescoop, die recent met pensioen is gegaan. De nevel is in 1958 ontdekt met behulp van radiotelescopen en bevindt zich op een afstand van 17.000 lichtjaar vanaf de aarde, in de richting van het sterrenbeeld Arend (Aquila).

W51 heeft een diameter van 350 lichtjaar en is vrijwel onzichtbaar in zichtbaar licht, zelfs met de beste telescopen zul je weinig zien. Dat komt doordat het licht wordt geblokkeerd door interstellaire stofwolken die zich bevinden tussen W51 en de aarde. Maar gezien op langere golflengten, zoals infrarood en radio (die geen last hebben van het stof) levert W51 een spectaculair schouwspel op. De totale infrarode emissie van de nevel is vergelijkbaar met 20 miljoen zonnen!

Als je W51 met het blote oog zou kunnen zien, zou deze dichte gas- en stofwolk even groot lijken als de volle maan. Hetzelfde geldt voor de Orionnevel onder ideale omstandigheden, maar deze staat veel dichterbij en is 75 keer minder helder dan W51. De Orionnevel is veel kleiner en bevat bijvoorbeeld slechts vier O-sterren (de meest massieve hoofdreekssterren die er bestaan) terwijl W51 er ruim 30 telt.

Sterrenfabrieken zoals W51 kunnen miljoenen jaren lang operationeel blijven. Het holle roodgekleurde gebied aan de rechterkant van de nevel is ouder, aangezien deze is uitgekerfd door de winden van meerdere generaties van massieve sterren (sterren van minimaal tien zonsmassa’s). Het gebied is nog verder uitgehold toen deze sterren supernova gingen. De linkerkant van W51 is jonger en hier zijn sterren nog volop bezig met het wegblazen van het gas en stof in hun omgeving, waarmee ze hun eigen holle bubbels zullen creëren.

Bron: Jet Propulsion Laboratory

Sterrenstelsel op heterdaad betrapt op het ioniseren van zijn omgeving – een belangrijke doorbraak binnen de kosmologie

Hubble-opname van het sterrenstelsel in kwestie. Credits: NASA/ESA.

Astronomen hebben een sterrenstelsel met een bijzondere “lichtkracht” op heterdaad betrapt op het ioniseren van zijn omgeving, slechts 800 miljoen jaar na de oerknal. Het bestuderen van de eerste sterrenstelsels die zo’n 13 miljard jaar geleden ontstaan zijn is van essentieel belang voor ons begrip van de geschiedenis van de kosmos.

Eén van de belangrijkste discussiepunten binnen de kosmologie is de herkomst van de “kosmische ionisatie“, waarbij de atomen van het (oorspronkelijk neutrale en ondoorzichtige) intergalactische gas van hun elektronen zijn gestript, een proces dat ionisatie wordt genoemd. Hierbij werd het heelal langzaam doorzichtig voor licht en dat is maar goed ook, anders had sterrenkunde maar saai geweest.

Kosmische ionisatie is vergelijkbaar met een onopgeloste moordzaak. We hebben duidelijk bewijs gevonden, maar wie heeft het gedaan, en wanneer? We hebben nu sterke aanwijzingen dat het ioniseren van het kosmische waterstof circa 13 miljard jaar geleden moet zijn voltooid, dus binnen de eerste miljard jaar van de geschiedenis van het universum. Hierbij zijn bubbels van geïoniseerd gas langzaam gaan uitdijen, om elkaar uiteindelijk te overlappen.

Langzaam uitdijende bellen van geïoniseerd waterstofgas hebben langzaam het heelal geheel doorzichtig gemaakt. Credit: Aspen Center for Physics.

De objecten die verantwoordelijk zijn voor de kosmische ionisatie zijn echter niet bekend. De belangrijkste verdachten zijn een grote populatie van kleine sterrenstelsels waarbij 10% van het totale aantal energierijke fotonen (lichtdeeltjes) naar buiten is gelekt, of juist een veel kleiner aantal “oligarchen” van lichtkrachtige sterrenstelsel waarbij niet minder dan 50% (!) van alle fotonen ontsnapt zijn richting het intergalactische medium.

De detectie van fotonen van “aangeslagen” (of geëxciteerde) atomen wordt meestal gedaan door te kijken naar de specifieke Lyman-Alpha straling die dergelijke atomen gebruikelijk afgeven. Dit soort detecties zijn zeldzaam, aangezien sterrenstelsels tijdens dit tijdperk vaak nog omhuld worden door wolken van neutraal waterstofgas, die de karakteristieke waterstof-emissie maskeren.

Aan de andere kant is het wél waarnemen van dit waterstofsignaal de “smoking gun” voor het bestaan van een grote geïoniseerde bubbel, hetgeen betekent dat we een sterrenstelsel op heterdaad betrapt hebben op het ioniseren van zijn omgeving. De gemiddelde grootte van deze bubbels en de totale lichtkracht van dergelijke sterrenstelsels moeten uitwijzen of zij de enige daders zijn, of dat er andere handlangers bij deze “misdaad” betrokken zijn.

Publicatie

‘Double-Peaked Lyman-Alpha Emission at z = 6.803: A Reionisation-Era Galaxy Self-Ionising Its Local H II Bubble’,  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Bron: European Astronomical Society (via Phys.org)

Een zeldzaam soort supernova kan ons vertellen hoe groot stellaire zwarte gaten precies kunnen worden

De vermoedelijke wijze waarop de zwaartekrachtgolf GW170729 is ontstaan. Credits: Shing-Chi Leung et al./Kavli IPMU.

Astronomen hebben gebruik gemaakt van computersimulaties om te achterhalen hoe groot stellaire zwarte gaten precies kunnen worden. Aanleiding is de detectie van zwaartekrachtgolven die geproduceerd worden door het samensmelten van twee zwarte gaten. Bij één van deze gebeurtenissen (namelijk GW170729) is gebleken dat één van de zwarte gaten in kwestie een massa van ruim 50 zonnen gehad moet hebben alvorens te fuseren met een soortgenoot. Het was echter onduidelijk of één enkele ster zo’n object zou kunnen creëren.

Om dit te achterhalen hebben de onderzoekers gekeken naar het eindstadium in de evolutie van supermassieve sterren van circa 80 tot 130 zonnemassa’s, met name in nauwe binaire systemen. Dergelijke sterren zullen hun waterstofrijke envelop verliezen en heliumsterren worden van 40 tot 65 zonnemassa’s.

Artistieke impressie van een heliumster. Bedenk wel dat heliumsterren op allerlei manieren kunnen ontstaan en exemplaren van minder dan 40 zonnemassa’s géén Pair Instability Supernova zullen produceren. Credits: Sephirohq/CC BY 3.0.

Hierbij zal een zuurstofrijke kern geproduceerd worden, waarna de ster dynamische pulsaties zal gaan vertonen. Dat komt doordat de temperatuur in het inwendige hoog genoeg zal worden om fotonen spontaan te laten veranderen in paartjes van elektronen en positronen. Hierdoor wordt de kern instabiel en zal deze gaan instorten.

Uiteindelijk zal dan explosieve zuurstoffusie gaan plaatsvinden, waardoor de ster weer de kans krijgt om te expanderen. Een deel van de buitenlagen wordt hierbij afgestoten, terwijl de kern weer zal afkoelen en opnieuw zal gaan instorten. Een tweede fase van explosieve fusie is dan het resultaat, waarbij de ster wederom kan gaan uitdijen. Deze pulsaties zullen blijven plaatsvinden totdat het zuurstof geheel is verbruikt.

Het proces van een PPI-supernova. Credits: Shing-Chi Leung et al./Kavli IPMU.

Het eindresultaat van dit gehele proces zal een massieve ijzeren kern zijn, die vervolgens zal gaan instorten tot een zwart gat. Hierbij wordt een supernova-explosie veroorzaakt, de zogenaamde Pulsational Pair Instability Supernova (kortweg PPI-supernova). De computersimulaties hebben uitgewezen dat bij dit soort supernova’s de maximale massa van het gecreëerde zwarte gat zo’n 52 zonnemassa’s zal zijn. Dat komt dus mooi overeen met de waarnemingen.

Maar hoe zit het met sterren zwaarder dan 130 zonnemassa’s? Die zullen veranderen in heliumsterren van meer dan 65 zonnemassa’s, waarbij géén pulsaties het resultaat zullen zijn. In plaats daarvan vindt de explosieve fusie van zuurstof in één keer plaats, waarbij de ster op dusdanige wijze uit elkaar wordt getrokken dat er géén zwart gat (of ander restant) zal achterblijven. Dit zijn dan “normale” Pair Instability Supernova’s.

Een ietwat overdreven artistieke impressie van een Pair Instability Supernova.

Bij sterren van boven de 300 zonnemassa’s (volgens andere bronnen 250 zonnemassa’s) zal dan weer wél een zwart gat het eindstadium vormen en wel eentje van minimaal 150 zonnemassa’s, als gevolg van een zogenaamde “foto-desintegratie supernova”. Dat betekent dat er een “massagat” zal moeten bestaan tussen de 52 en 150 zonnemassa’s. Toekomstige waarnemingen zullen moeten uitwijzen of dat klopt.

Hoe dan ook, het zwarte gat dat betrokken is geweest bij de zwaartekrachtgolf GW170729 zal vermoedelijk ontstaan zijn door een PPI-supernova. De resultaten van het onderzoek laten ook zien dat het pulserende massaverlies een complexe en massieve “nevel” rondom de ster zal produceren. Als de ster dan supernova gaat, dan zal de schokgolf gaan inbeuken op dit uitgestoten materiaal, waarbij een zogenaamde “super-lumineuze supernova” het gevolg zal zijn.

Publicatie

Shing-Chi Leung, Ken’ichi Nomoto, Sergei Blinnikov ‘Pulsational Pair-instability Supernovae. I. Pre-collapse Evolution and Pulsational Mass Ejection‘, The Astrophysical Journal

Bron: Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe

Twee spectaculaire mega-bliksems breken alle records

Deze spectaculaire blikseminslag in Kroatië dient puur als illustratie. Dit exemplaar is echter kinderspel in vergelijking met de mega-bliksems uit het artikel. Credits: WMO/Boris Baran.

Wetenschappers hebben recordbrekende bliksemschichten waargenomen in Zuid-Amerika. Jawel, we hebben het hier over aardse bliksemschichten en niet over de veel sterkere exemplaren die voorkomen op gasplaneten zoals Jupiter of Saturnus. Dat maakt de bliksemschichten in kwestie echter niet minder spectaculair.

Het eerste exemplaar die we bespreken vond plaats op 4 maart 2019 en hield maar liefst 16,73 seconden aan. Ding dong, moet je voorstellen dat je zo’n ding voorbij ziet komen. Bijna zeventien seconden! Op 31 oktober van hetzelfde jaar vond in Brazilië een tweede exemplaar plaats die ik even wou noemen. Deze bliksemschicht wist namelijk een horizontale afstand van meer dan 700 kilometer af te leggen – dat is vergelijkbaar met de afstand tussen Amsterdam en Genève!

De 700 kilometer lange recordbliksem waargenomen door apparatuur aan boord van een weersatelliet. Credit: WMO.

De oude recordhouder was een megabliksem die op 20 juni 2007 een afstand van 321 km aflegde in de Amerikaanse staat Oklahoma. Het vorige record van tijdslengte is een bliksem die op 30 augustus 2012 in Frankrijk werd waargenomen en “slechts” 7,74 seconden duurde. Dit soort mega-ontladingen zijn relatief recent voor het eerst waargenomen en het onderzoek staat nog in de kinderschoenen. Het is niet precies bekend hoe ze ontstaan en waarom ze enorm zeldzaam zijn.

Bron: UN News

Kudo’s aan Frenk Janse voor de tip trouwens 😉

Reusachtige “zonnevlekken” oorzaak van de afnemende helderheid van Betelgeuze

Artistieke impressie van de enorme “sterrevlekken” aan het oppervlak van Betelgeuze. Credits: MPIA graphics department.

Betelgeuze, de helderste ster in het sterrenbeeld Orion, heeft de gemoederen de afgelopen winter aardig bezig gehouden. De reuzenster was namelijk spectaculair in helderheid afgenomen en de media waren hier massaal opgedoken met overdreven berichten dat Betelgeuze “ieder moment” zou kunnen ontploffen. Uiteraard gingen de wetenschappers hier helemaal niet vanuit. Uit recent onderzoek is gebleken dat reusachtige “sterrevlekken” (vergelijkbaar met zonnevlekken, maar dan ontelbare keren groter) de boosdoener zijn. De alternatieve theorie waarbij uitgestoten stof verantwoordelijk zou zijn voor de 40% afname in helderheid kan hiermee de prullenbak in.

Betelgeuze is een massieve ster die op kosmische tijdschaal zijn einde nadert en ergens in de komende 100.000 jaar zal ontploffen als supernova. De ster heeft een massa van 20 zonsmassa’s en is ruim 1000 keer groter qua omvang. Als we Betelgeuze op de plaats van de zon zouden zetten, zou deze bijna de omloopbaan van Jupiter bereiken. Dit maakt Betelgeuze een rode superreus, een massieve ster waarbij de brandstof in de kern aan het opraken is. Paradoxaal genoeg gaan sterren dan uitdijen, waarbij ze onstabiel worden en gaan pulseren.

Betelgeuze is groot genoeg om met telescopen zijn oppervlak te kunnen zien. Deze twee opnames laten de verspreiding van zichtbaar licht aan het oppervlak zien vóór en tijdens de afname in helderheid. Vanwege de asymmetrie concluderen de auteurs dat het om enorme sterrevlekken moet gaan. Credit: ESO.

Vanwege hun enorme omvang, is de zwaartekracht van zo’n ster aan het “oppervlak” veel minder dan bij een kleinere ster. Dat betekent dat pulsaties gemakkelijk kunnen leiden tot het uitstoten van de buitenlagen, die vervolgens zullen afkoelen tot een materiaal dat sterrenkundigen “stof” noemen. Door dit stof zal het (zichtbare) licht van de reuzenster tegengehouden worden, zodat de helderheid gezien vanaf de aarde zal afnemen.

Nu hebben astronomen gebruik gemaakt van telescopen die “zien” in submillimeter-straling (namelijk de Atacama Pathfinder Experiment en de James Clerk Maxwell Telescope) om naar Betelgeuze te turen. Het door reuzensterren uitgestoten stof straalt vaak heel helder in deze voor ons onzichtbare golflengte van licht. Echter blijkt dat Betelgeuze ook op deze golflengtes een stuk donkerder dan normaal te zijn. Dat betekent dat het verschil in helderheid plaats moet vinden aan het oppervlak van de ster en niet daarbuiten. Enorme sterrevlekken zijn de meest waarschijnlijke verklaring.

Betelgeuze heeft geen goed gedefinieerd oppervlak zoals onze zon, maar bestaat uit enkele tientallen kolkende granules. Credits: ESO/L. Calçada. 

Maar hoe kunnen sterrevlekken zo enorm groot worden? Als je een detailopname van de zon bekijkt, zie je dat het oppervlak bedekt wordt door talloze convectiecellen die we granules noemen. De zon is echter een vrij kleine en bijzonder stabiele ster en dat kun je van Betelgeuze niet zeggen. Het is feitelijk een nauwelijks door de zwaartekracht bijeen gehouden explosie, met enorme convectiecellen die de ster het uiterlijk geven van een bubbelende nevel in plaats van een mooi gedefinieerd oppervlak. Waar de zon miljoenen granulen heeft, bevat Betelgeuze er maximaal slechts enkele tientallen.

Een flink aantal hiervan moeten qua temperatuur zo’n 200 graden zijn gedaald ten opzichte van normaal. Dat kun je bij de zon ook vaak zien – donkere vlekken trekken dan over het oppervlak. Dit zijn granulen met een relatief lagere temperatuur, die door onze ogen opgepikt worden als zwarte vlekken. Bij Betelgeuze moeten dit soort sterrevlekken echter enorm groot kunnen worden om de waarnemingen te verklaren, waarbij ze wel 50 tot 70 procent van het totale oppervlak uitmaken. Toch is dit ruimschoots de beste verklaring en het mysterie lijkt hiermee te zijn opgelost.

Bron: Max Planck Institute for Astronomy

Twee superaardes ontdekt rondom nabije dwergster [Update]

Artistieke impressie van de exoplaneten bij Gliese 887. Credit: Mark Garlick.

Astronomen van de Universiteit van Göttingen hebben twee super-aardes gevonden bij de nabije ster Gliese 887, die toevallig de helderste rode dwergster aan de sterrenhemel is. Super-aardes hebben een massa die hoger is dan bij de aarde, maar flink lager is dan bij onze lokale ijsreuzen Uranus en Neptunus.

De gevonden exoplaneten draaien vlakbij de zogenaamde leefbare zone rondom Gliese 887, de afstand waarop vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk zou kunnen zijn. Het is niet helemaal bekend wat de samenstelling van de planeten zal zijn, hoewel ze vermoedelijk rotsachtig van aard zijn. Een meer gasvormige samenstelling, zoals bij Uranus en Neptunus, kan niet uitgesloten worden. Na enige correspondentie met de auteurs blijkt dat beide planeten een massa hebben van iets meer dan 2 aardemassa’s, waardoor ze vrijwel zeker rotsachtig zullen zijn.

De planeten zijn ontdekt doordat ze met hun zwaartekracht hun moederster doen wiebelen. De gevonden signalen corresponderen met een omlooptijd van respectievelijk 9,3 en 21,8 dagen. Dat betekent dat beide super-aardes, die Gliese 887b en Gliese 887c gedoopt zijn, veel dichter bij hun moederster staan dan Mercurius bij onze zon. Aangezien rode dwergsterren veel kleiner en minder helder zijn dan de zon, bevindt de leefbare zone zich ook veel dichterbij de moederster dan we gewend zijn in ons zonnestelsel.

De gemiddelde oppervlakte-temperatuur van de buitenste planeet wordt door de wetenschappers geschat op 70 graden Celsius. Dit zou de planeet, afhankelijk van de samenstelling van de atmosfeer, mogelijk leefbaar kunnen maken voor extremofielen (microben die bestand zijn tegen dergelijke temperaturen) of natuurlijk voor vormen van leven “zoals wij dat niet kennen”.

Nu is de ontdekking van een Super-aarde niet langer heel baanbrekend, maar toch worden astronomen enthousiast van deze twee exemplaren. Ze staan namelijk op een afstand van slechts 11 lichtjaar, waardoor het relatief gemakkelijk zal zijn om hun dampkring te bestuderen. Hiermee zijn de planeten aantrekkelijke doelwitten voor de James Webb Space Telescope, de opvolger van Hubble waarvan de lancering talloze keren is uitgesteld – recent nog vanwege de Corona-crisis.

Overigens is de moederster, Gliese 887, bijzonder rustig voor een rode dwerg. Dat is goed nieuws, aangezien dergelijke sterren normaliter super-actief zijn, met krachtige sterrevlammen en een stormachtige sterrewind. Dat betekent dat een gemiddelde rode dwergster een planeet gemakkelijk van zijn dampkring kan ontdoen. Dat zal bij Gliese 887b en Gliese 887c gelukkig geen issue zijn.

Het volledige vak-artikel over de ontdekking kan hier ingezien worden.

Bron: Universiteit van Göttingen