Kijk nou, een foto van Jupiter gemaakt… vanaf de maan

Credit: NASA


Kijk je naar Jupiter door een amateurtelescoop dan zie je ongeveer wat je hierboven ziet, een klein bolletje met evenwijdig lopende strepen en er naast enkele stipjes, de vier grootste manen van Jupiter. Nou wil alleen het geval dat bovenstaande foto niet gemaakt is door een telescoop op aarde, maar vanaf de maan. Met NASA’S Lunar Reconnaissance Orbiter, de verkenner die al sinds 2008 braaf om de maan draait, wordt meestal ‘naar beneden’ gekeken, worden haarscherpe foto’s van het maanoppervlak gemaakt. Maar onlangs besloten ze om de LRO met zijn Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) een keer niet 100 km naar omlaag te lijken, maar naar Jupiter, 600 miljoen km verderop. De 12 jaar oude LRO is helemaal niet ontworpen om dit soort planetaire uitstapjes te maken, maar het moet gezegd worden dat het resultaat er mag zijn. Bron: Phys.org.

De Grote Rode Vlek op Jupiter roteert steeds sneller, zo laat Hubble zien

credit: NASA, ESA, M. H. Wong (UC Berkeley).

De beroemde Grote Rode Vlek is een enorm stormsysteem op Jupiter dat al eeuwen vanaf aarde te zien is. Waarnemingen van de storm met de Hubble ruimtetelescoop laten zien dat de buitenste ‘baan’ van winden sneller gaat dan de binnenste baan en ook dat die snelheden tussen 2009 en 2020 met 8% zijn toegenomen. De Grote Rode Vlek draait tegen de wijzers van de klok (hij is anticyclonaal zoals dat heet) en de windsnelheden kunnen tot meer 640 km/u reiken. Met de hoge resolutie van Hubble kunnen details in de Grote Rode Vlek worden gezien die 170 km groot zijn en het is dankzij die details dat men de snelheden in de gaten kan houden. Niet bekend is of het ook dieper in de atmosfeer van Jupiter harder is gaan waaien. Ook is de oorzaak van de toename van de windsnelheid niet duidelijk. Wel is afgelopen decennium gezien dat de storm steeds kleiner wordt en in plaats van ovaal ook steeds meer cirkelvormig. Momenteel is ‘ie 16.000 km in diameter, hetgeen betekent dat de aarde er met gemak inpast. Hier het vakartikel over het onderzoek aan de windsnelheden in de Grote Rode Vlek.

Bron: ESA Hubble.

Planetair onderzoekers maken nieuwe hoge-resolutie temperatuurkaart voor ‘heavy-metal’ asteroïde 16 Psyche

16 Psyche is een asteroïde die in 1852 werd ontdekt door de Italiaanse astronoom Annibale de Gasparis. Vernoemd naar de Griekse godin van de ziel, Psyche, is 16 Psyche in tegenstelling tot de meeste andere asteroïden die uit gesteente bestaan, grotendeels uit metaal samengesteld (M-categorie). Wetenschappers van Caltech hebben recent een temperatuurkaart gemaakt die mogelijk meer licht kan werpen op de asteroïde 16 Psyche, die op zo een 180 tot 320 miljoen km van de aarde zwerft. Het wetenschappelijk artikel van het onderzoek werd recent geplaatst in het Planetary Science Journal (PSJ). 16 Psyche draait om de zon in de asteroïdengordel, een donutvormig gebied in de ruimte tussen de aarde en Jupiter dat meer dan een miljoen rotsachtige hemelobjecten bevat die in grootte variëren van 10 meter tot 946 km in diameter. Met een diameter van meer dan 200 km is 16 Psyche de grootste van de M-type asteroïden, een bijzondere klasse van asteroïden waarvan wordt gedacht dat ze metaalrijk zijn en daarom mogelijk fragmenten zijn van de kernen van protoplaneten die uiteenvielen toen ons zonnestelsel zich vormde.

Voorstelling van sonde bij 16 Psyche, credits: NASA/Caltech/UvArizona/P.Rubin

16 Psyche bestaat uit zulke grote hoeveelheden edelmetaal dat er astronomisch veel mee verdiend zou kunnen worden als de rots gemijnd werd. Het was NASA-Psyche wetenschapper professor Lindy Elkins-Tanton die ooit berekende dat alle metalen (Global News 2017en Forbes) in dit hemellichaam mogelijk wel zo’n 10.000 biljard USD waard zouden kunnen zijn, (t.v.  in bv 2017 had het GWP  (bruto wereldproduct) een waarde van zo’n 80 biljoen USD). Een groot mysterie rond 16 Psyche is de oorsprong ervan. Sommige wetenschappers geloven dat de asteroïde deel uitmaakt van een protoplaneet die is gevormd tijdens de vroege dagen van het zonnestelsel. Gedurende die tijd vloeiden planetaire lichamen samen en botsten vervolgens met elkaar. “We denken dat fragmenten van de kernen, mantels en korsten van deze objecten vandaag de dag in de vorm van asteroïden overblijven.,” aldus hoofd-auteur en planeetwetenschapper Katherine de Kleer van Caltech, en vervolgt: “We weten al jaren dat objecten in deze klasse in feite geen massief metaal zijn, maar wat ze zijn en hoe ze zijn gevormd, is nog steeds een raadsel.” De bevindingen versterken alternatieve voorstellen voor de samenstelling van het oppervlak van Psyche, waaronder dat Psyche een primitieve asteroïde zou kunnen zijn die zich dichter bij de zon heeft gevormd dan nu het geval is, in plaats van een kern van een gefragmenteerde protoplaneet. De onderzoekers hebben al ontdekt dat het oppervlak van de asteroïde voor ten minste 30 procent uit metaal bestaat en dat de rotsen op het oppervlak bedekt zijn met metalen korrels. Dit, tezamen met ouder onderzoek en nieuwe informatie die met behulp van de temperatuurkaart wordt ontdekt, zal allemaal belangrijk zijn voor NASA’s geplande missie naar 16 Psyche in 2022. De sonde, uitgerust met o.a. een multispectrale imager, een gammastraal- en neutronenspectrometer, en een magnetometer zal naar verwachting in 2026 bij Psyche aankomen.
16 Psyche credits Gif:Caltech/K. de Kleer, S. Cambioni, M. Shepard. Psyche draait om de zon in de asteroïdengordel, een donutvormig gebied in de ruimte tussen de aarde en Jupiter dat meer dan een miljoen rotsachtige lichamen bevat die in grootte variëren van 10 meter tot 946 km in diameter. De Kleer en mede-onderzoekers Michael Shepard en Saverio Cambioni gebruikte data van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, De reeks van 66 radiotelescopen stelde het team in staat om de thermische emissies van het hele oppervlak van Psyche in kaart te brengen met een resolutie van 30 km (waarbij elke pixel 30 km bij 30 km is) en een afbeelding van de asteroïde te genereren die uit ongeveer 50 pixels bestaat. Credits; Caltech/NASA

NASA’s Juno registreert bijzondere ‘decameter-golven’ bij vulkanische maan Io

NASA’s Juno ruimteschip registreert radio-emissiepatronen bij Jupiter en omgeving. Recent registreerde Juno atypische ‘decameter-radiogolven’ bij Jupiter’s vulkanische maan Io. Deze golven, kortweg DAM’s genoemd, werden opgevangen door het Waves-instrument van Juno. Jupiter bezit in ons zonnestelsel het grootste en krachtigste magnetische veld, dat zich zo ver uitstrekt dat ook enkele manen van Jupiter zich omgeven vinden door dit magneetveeld. Daar de maan Io zich het dichtst bij de planeet bevindt, wordt de maan a.h.w. gevangen in een soort continu zwaartekrachtgevecht tussen Jupiter en nog twee andere grote manen. Deze tegengestelde krachten veroorzaken enorme interne hitte, wat heeft geleid tot honderden vulkaanuitbarstingen over het oppervlak van de maan. De vulkanen spuwen zo een ton aan gas en deeltjes per seconde de ruimte in, aldus NASA, zie deze verklaring. Deels splitst dit materiaal zich in elektrisch geladen ionen en elektronen die vervolgens via het magnetische veld van de planeet op Jupiter ‘regenen’. Elektronen die in het magnetische veld worden gevangen, begeven zich versneld naar de polen van Jupiter en genereren onderweg een fenomeen dat wetenschappers ‘decameter-radiogolven’ noemen (ook bekend als decametrische radio-emissies of DAM).
Deze conceptuele afbeelding toont een weergave van het Jupiter-Io-interactie. De blauwe wolk is de Io-plasmatorus, een gebied met een hogere concentratie van ionen en elektronen in de baan van Io. De veelkleurige lijnen vertegenwoordigen de magnetische veldlijnen die de baan van Io verbinden met de atmosfeer van Jupiter. De radiogolven komen uit de bron die zich op de krachtlijn in het magnetische veld bevindt en planten zich voort langs de wanden van een holle kegel (grijs gebied). Juno ontvangt het signaal alleen wanneer de rotatie van Jupiter die kegel over het ruimtevaartuig zwiept, op dezelfde manier waarop een vuurtorenbaken kort op een schip op zee schijnt. De baan van Juno wordt weergegeven door de witte lijn die de kegel kruist. Credits; NASA/GFSC/J.Friedlander.NASA: “Als Juno zich op de juiste plek bevindt om te ‘luisteren’ kan het Waves-instrument van Juno deze DAM-golven opvangen.”  Onderzoekers hebben gegevens van Juno gebruikt om vast te stellen waar in het enorme magnetische veld van Jupiter de radio-emissies vandaan komen. De gegevens werpen licht op het gedrag van de enorme magnetische velden die gasreuzen creëren. Volgens het onderzoeksteam komen de radiogolven uit een ruimte best omschreven als een soort ‘holle kegel’, een plek waar de omstandigheden precies goed zijn: de juiste magnetische veldsterkte en de juiste dichtheid van elektronen. Het signaal roteert als een vuurtoren en Juno pikt het alleen op als het ‘licht’ op het ruimtevaartuig schijnt. Uit de radiogegevens bleek ook dat de elektronen die deze radiogolven creëren een enorme hoeveelheid energie uitzenden, 23 keer groter dan verwacht. Dergelijke elektronen kunnen volgens het onderzoeksteam ook uit andere bronnen komen, zoals uit het magnetisch veld van de planeet of uit zonnewinden. Video: Juno stemt af op een van zijn favoriete radiostations. Hoor de decametrische radio-emissies die worden veroorzaakt door de interactie van Io met het magnetische veld van Jupiter. Het Waves-instrument op Juno detecteert radiosignalen wanneer Juno’s traject de bundel kruist, een kegelvormig patroon. Dit straalpatroon is vergelijkbaar met een zaklamp die alleen een ring van licht uitstraalt in plaats van een volledige straal.  Degedetecteerde radio-emissie zijn ‘vertaald’ naar een frequentie binnen het hoorbare bereik van het menselijk oor. Credits video; Universiteit van Iowa / SwRI / NASA, Space.com

Hubble vindt bewijs voor de aanwezigheid van waterdamp in atmosfeer Ganymedes

Opname van Ganymedes gemaakt door Hubble in 1996. Credit: ESA/Hubble, NASA, J. Spencer

Door onderzoek van gegevens verzameld met de Hubble ruimtetelescoop hebben sterrenkundigen ontdekt dat er in de atmosfeer van Ganymedes – de grootste maan in het zonnestelsel – waterdamp zit. Die waterdamp zit in de ijle atmosfeer van Ganymedes (die om Jupiter draait) door de sublimatie van ijs op het oppervlak van de maan. Het vermoeden bestaat dat Ganymedes veel water heeft, héél veel water zelfs, mogelijk meer nog dan de aarde bevat. Maar het is er door de grote afstand tot de zon zo koud dat alle water bevroren in de korst zit. Alleen heel diep onder die ijskorst, op zo’n 160 km diepte, zit een vloeibare oceaan. In 1998 nam Hubble’s Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) poollicht op Ganymedes waar in ultraviolet licht en de diverse opnames daarvan bevatten zowel verschillen als overeenkomsten (zie de afbeelding hieronder).

Waarnemingen gedaan in 1998 met Hubble’s STIS instrument in UV aan Ganymedes. Credit: NASA/ESA/L.Roth

Die verschillen werden toen toegeschreven aan atomair zuurstof O, de overeenkomsten aan moleculair zuurstof O2. Maar twintig jaar later, in 2018, werd nog eens gekeken naar opnames van datzelfde poollicht, maar dit keer gemaakt met Hubble’s Cosmic Origins Spectrograph (COS) instrument. De uitkomst daarvan was dat er helemaal geen atomaire zuurstof in de atmosfeer van Ganymedes zit. Er moest dus een andere oorzaak zijn om de verschillen in de foto’s van het poolicht te verklaren. Dat blijkt volgens de sterrenkundigen, die onder leiding stonden van Lorenz Roth (KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Zweden) waterdamp te zijn, H2O dus.

Artistieke impressie van waterdamp in de atmosfeer van Ganymedes. Credit:
ESA/Hubble, J. daSilva

Het lijkt erop dat het O2 in de atmosfeer ontstaat als geladen deeltjes het ijsoppervlak eroderen. En de waterdamp ontstaat simpelweg door sublimatie, als het op bepaalde tijden zo warm wordt dat het ijs plaatselijk genoeg opwarmt om waterdamp te laten ontsnappen.

Hier het vakartikel over het onderzoek aan Ganymedes, vandaag verschenen in Nature. Bron: NASA.

De Falcon Heavy zal NASA’s Europa Clipper naar Jupiter’s ijzige maan Europa lanceren

NASA wil in 2024 de Europa Clipper lanceren naar Jupiter’s maan Europa. De Europa Clipper zou in eerste instantie met het SpaceLaunchSystem van NASA gelanceerd worden. Maar nu gaat deze peperdure Clipper-sonde, kosten omgerekend zo’n 3,8 miljard Euro, zo maakte NASA gisteren bekend, gelanceerd worden met de Falcon Heavy draagraket van SpaceX. Met de kosten van lancering is zo een 178 miljoen USD (omgerekend nu 150 miljoen Euro) gemoeid, mits alles volgens schema verloopt. De Europa Clipper zal in oktober 2024 gelanceerd worden vanaf het Kennedy Space Center in Florida, met de Falcon Heavy, momenteel de krachtigste nu beschikbare raket van de wereld, en de krachtigste commerciële raket ooit. De tocht zal enkele jaren duren, verwacht wordt dat het ruimteschip in april 2030 in een baan rond Jupiter zal komen.

Europa Clipper, Jupiter, artistieke impressie Credits; NASA/JPL-Caltech

De Clipper zal de maan Europa grondig bestuderen, het gaat 50 flyby’s maken in vier jaar tijd. De maan Europa herbergt een enorme oceaan van vloeibaar water onder zijn ijzige schil en wordt beschouwd als een van de beste plekken in ons zonnestelsel om te zoeken naar buitenaards leven, zie ook deze AB’s. De Europa Clipper zal o.a. de oceaan en de ijsschil ook nader onderzoeken op veilige landingsplaatsen voor een toekomstige Europa-landingsmissie. Deze lander-missie blijft voorlopig een concept; er is nog geen financiering voor en staat ook nog niet officieel op NASA’s missielijst. Over de keuze voor de draagraket voor de Europa Clippermissie, de Falcon Heavy of het SLS-systeem is veel te doen geweest. De ontwikkeling van het SLS heeft inmiddels zoveel vertraging en tegenslag gekend dat NASA nu definitief gekozen heeft voor de Falcon Heavy van SpaceX. Het SLS heeft nog niet gevlogen en de eerste missies van SLS zullen sowieso gewijd zijn aan het Artmis-maanprogramma van NASA. Het was lang onduidelijk wanneer een SLS beschikbaar zou komen voor Europa Clipper. Afgelopen januari kreeg het Europa Clipper-team maar duidelijkheid. NASA’s Planetary Missions Program Office deelde het Clipper-team mee te stoppen met het plannen van een mogelijke SLS-lancering, daar de Europa Clipper met een commerciële raket gelanceerd zou worden. En dat bleek de Falcon Heavy. De reis van de Clipper naar de maan Europa zal met een Falcon Heavy iets omslachtiger zijn dan met het SLS, welke wel aangeprezen wordt als de krachtigste raket ooit ontwikkeld. Het SLS zou de Clipper op een direct-to-Jupiter traject hebben gestuurd en in minder dan drie jaar na lancering reeds bij de gasgigant aankomen. De inzet van de Falcon Heavy vereist dat de Clipper in februari 2025 en december 2026 snelheidsverhogende flybys van Mars en de aarde uitvoert, zei hoofd wetenschap van de Europa Clipper-missie Bob Pappalardo van NASA’s Jet Propulsion Laboratory eerder dit jaar. Bronnen: Space.com / NASA / SpaceX / NasaSpaceFlight

Aurora’s van Jupiter veroorzaakt door ‘surfende’ ionen op elektromagnetische golven

Een team astronomen o.l.v. William Dunn van het University College London, is er voor het eerst in geslaagd de oorzaak te achterhalen van de fraaie röntgen-aurora’s die Jupiter produceert. Deze aurora’s bestaan uit botsende geladen deeltjes, ionen, in de atmosfeer van de grote gasreus. Echter hoe deze ionen überhaupt in Jupiter’s atmosfeer terecht konden komen was tot voorheen niet duidelijk. Nu heeft het team van Dunn voor het eerst de ionen zien ‘surfen’ op elektromagnetische golven in het magnetische veld van Jupiter, de atmosfeer in. Dit alles kwam aan het licht na nieuwe data-analyses van ESA’s XMM-Newton-telescoop en NASA’s Juno-sonde. De XMM-Newton maakt op afstand waarnemingen van Jupiter op röntgengolflengten. Juno cirkelt rond de gigantische planeet zelf en neemt in-situ metingen vanuit het magnetische veld van Jupiter. Maar de vraag was: waar moest het team naar zoeken? De aanwijzing kwam toen co-onderzoeker Zhonghua Yao (Universiteit van Beijing) zich realiseerde dat er iets niet klopte aan Jupiter’s röntgen-aurora’s. Op aarde zijn aurora’s alleen zichtbaar in een gordel rond de magnetische polen, tussen 65 en 80 graden noorderbreedte. Boven de 80 graden verdwijnt de poollichtemissie omdat de magnetische veldlijnen hier de aarde verlaten en zich verbinden met het magnetische veld in de zonnewind, de constante stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon worden uitgestoten. Dit worden open veldlijnen genoemd en traditioneel wordt niet verwacht dat de poolgebieden van Jupiter en Saturnus op hoge breedtegraden substantiële aurora’s uitzenden. De röntgenaurora’s van Jupiter zijn echter niet consistent met dit beeld. Ze bevinden zich poolwaarts van de noordpoolgordel, pulseren regelmatig en kunnen bij de noordpool soms anders zijn dan bij de zuidpool. Dit zijn typische kenmerken van een ‘gesloten’ magnetisch veld, waarbij de magnetische veldlijn de planeet verlaat aan de ene pool en zich opnieuw verbindt met de planeet aan de andere pool.

Exploratie van Jupiter Credits; NASA/ESA

Met behulp van computersimulaties ontdekte Zhonghua reeds eerder dat de pulserende röntgenstraling kan worden gekoppeld aan gesloten magnetische velden die in Jupiter worden gegenereerd en zich vervolgens miljoenen kilometers in de ruimte uitstrekken voordat ze terugkeren. Op 16 en 17 juli 2017 observeerde de XMM_Newton Jupiter continu gedurende 26 uur en ‘zag’ elke 27 minuten pulserende röntgenstraling. Tegelijkertijd reisde Juno tussen 62 en 68 Jupiter-radii boven de ‘pre-dawn’-gebieden van de planeet. Dit was precies het gebied waarvan de simulaties van het team suggereerden dat het belangrijk was voor het activeren van de pulsaties. Dus zocht het team in de Juno-gegevens naar magnetische processen die in hetzelfde tempo plaatsvonden. Ze ontdekten dat de pulserende röntgenstraling wordt veroorzaakt door fluctuaties van het magnetisch veld van Jupiter. Terwijl de planeet draait, sleept hij rond zijn magnetisch veld. Het magnetische veld wordt direct getroffen door de deeltjes van de zonnewind en samengedrukt. Deze compressies verhitten deeltjes die gevangen zitten in het magnetische veld van Jupiter. Dit veroorzaakt een fenomeen dat elektromagnetische ionencyclotron (EMIC) golven wordt genoemd, waarbij de deeltjes (ionen) langs de veldlijnen worden gericht. Geleid door het veld ‘surfen’ de ionen over de EMIC-golf door miljoenen kilometers ruimte, uiteindelijk botsen ze in de atmosfeer van de planeet en veroorzaken ze de röntgenaurora. De resultaten van het onderzoek zijn recent gepubliceerd in ScienceAdvances.

Jupiter’s aurora’s Credits; ESA

Nu het proces van deze aurora’s voor het eerst geïdentificeerd, opent het mogelijkheden voor vervolgstudie. Bij Jupiter is het magnetische veld bijvoorbeeld gevuld met zwavel- en zuurstofionen die worden uitgespuwd door de vulkanen op de maan Io. Bij Saturnus spuit de maan Enceladus water de ruimte in, waardoor het magnetische veld van Saturnus wordt gevuld met waterionen. “Dit is een fundamenteel proces dat van toepassing is op Saturnus, Uranus, Neptunus en waarschijnlijk ook op exoplaneten”, aldus Zhonghua, en vervolgt: “Het kan zelfs breder toepasbaar zijn, er is een opvallende gelijkenis met de ionen-aurora’s die hier op aarde plaatsvinden.” In het geval van de aarde is het verantwoordelijke ion een proton, dat afkomstig is van een waterstofatoom, en het proces is niet energetisch genoeg om röntgenstralen te creëren. Toch is het basisproces hetzelfde, de röntgenstraling van Jupiter is in wezen een ionen-aurora, hoewel met een veel hogere energie dan de proton-aurora op aarde. “Het kan zijn dat EMIC-golven een belangrijke rol spelen bij het overbrengen van energie van de ene plaats naar de andere door de kosmos”, aldus Dunn. De studie van Jupiter’s aurora’s zal worden voortgezet met ESA’s JUpiter ICy moons Explorer (Juice). Juice zal in 2029 bij Jupiter arriveren en de atmosfeer, de magnetosfeer en het effect van de vier grootste manen van Jupiter op de aurora’s bestuderen. Bron: ESA/NASA

Scheervlucht Juno levert nieuwe close-ups op van Ganymedes

Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Afgelopen maandag is NASA’s ruimteverkenner Juno vlak langs Ganymedes gevlogen, de grootste maan van Jupiter (en tevens van het hele zonnestelsel – hij is zelfs groter dan de planeet Mercurius). De kortste afstand tot de maan was 1068 km. De laatste keer dat een ruimteverkenner zo dicht bij de maan kwam was in 2000, toen Galileo (ook van de NASA) een scheervlucht langs Ganymedes maakte. De NASA heeft twee foto’s vrijgegeven die tijdens de scheervlucht zijn gemaakt. De close-up van die twee toont lange scheuren in het oppervlak van Ganymedes, scheuren die mogelijk te maken hebben met tektonische breuklijnen.

Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

Ganymedes is één van de 79 manen van Jupiter en samen met Io, Callisto en Europa werd hij al in 1610 ontdekt, door Galileï. Juno draait al vijf jaar om Jupiter en doet vanuit z’n baan onderzoek aan de gasreus en z’n manen. Bron: Phys.org.

Voilà! Fysici creëren Jupiter’s heliumregen in het lab

De atmosferen van gasreuzen, zoals Jupiter en Saturnus, bestaan voornamelijk uit waterstof en helium. Recent heeft een internationaal team onderzoekers van de Universiteit van Rochester e.a. een bijna 40 jaar oude voorspelling gevalideerd die stelt dat helium aldaar onder bepaalde omstandigheden vloeibare druppeltjes zou vormen en neerregenen. Echter experimenteel bewijs voor deze heliumregen ontbrak tot nu toe. Maar nu heeft een internationaal team fysici de extreme omstandigheden die heersen op de gasreuzen na weten te bootsen, en voilà, er kon heliumregen worden geproduceerd. De resultaten van dit onderzoek, waarbij een mengsel van waterstof en helium onder hoge druk werd bewerkt voor de ‘heliumregen’ is recent gepubliceerd in het wetenschappelijk journal Nature.

Jupiter. Bij de drukken en temperaturen die aanwezig zijn in de gasreus, mengen waterstof en helium die het grootste deel van de atmosfeer vormen zich niet. Dat suggereert dat diep in de atmosfeer van Jupiter, waterstof en helium zich scheiden, waarbij zich heliumdruppels vormen die dichter zijn dan de waterstof, waardoor ze neerregenen. Credits;JPL-Caltech/NASA, SwRI, MSSS/Prateek Sarpal

Het team, bestaande uit onderzoekers van de Universiteit van Rochester, UC Berkeley, het Lawrence Livermore National Lab en van de Franse Alternative Energies and Atomic Energy Commission, voerde het experiment uit in het Laboratory for Laser Energetics (LLE) aan de Universiteit van Rochester. Om te beginnen gebruikte men diamanten aambeeldcellen om een ??mengsel van waterstof en helium te comprimeren tot 4 gigapascal (GPa; ongeveer 40.000 keer de atmosfeer van de aarde). Vervolgens vuurde het team 12 zeer krachtige laserstralen van de in LLE’s Omega Laser af om sterke schokgolven te veroorzaken om het mengsel verder te comprimeren, tot een einddruk van 60-180 GPa. Hierbij liepen de temperaturen op tot tussen de 4425 °C en 9925 °C. Toen de onderzoekers de reflectiviteit van het signaal bestudeerden, vertoonde de gassen aanwijzingen dat de elektrische geleidbaarheid op bepaalde punten snel veranderde. (In een paper dat in 2011 werd gepubliceerd, stelden LLNL-wetenschappers reeds voor om veranderingen in de optische reflectiviteit te gebruiken als aanwijzing voor het ontmengingsproces). Deze veranderingen duidden erop dat het helium en waterstof uit elkaar gingen, waardoor het helium samenklonterde tot druppeltjes in de waterstof. Daar deze druppels iets zwaarder zijn, zouden ze vervolgens als regen door de atmosfeer zinken – precies zoals voorspeld. Co-auteur van de studie, Gilbert Collins stelt: “Onze experimenten suggereren dat diep in Jupiter en Saturnus heliumdruppels door een enorme zee van vloeibaar metallisch waterstof vallen.” Iets om nog eens in het achterhoofd te houden als we ooit naar Jupiter in de nachtelijke hemel turen. Helium is niet het enige ongewone weer dat in de atmosfeer van andere, ook wel buiten het zonnestelsel gelegen, planeten voorkomt. Astronomen hebben eerder bewijs gevonden van ‘buitenaardse’ regenbuien van diamant op Neptunus en wolken van robijn op exoplaneet Hat-p-7b. Bronnen: Universiteit van Rochester, SciTechDaily, NASA/JPL,Sciencenews

Jupiter als detector van donkere materie? Ja, waarom niet eigenlijk!

Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

Twee onderzoekers – Rebecca Leane (Stanford) en Tim Linden (Stockholm) – hebben een artikel gepubliceerd waarin ze betogen dat de grote planeet Jupiter goed te gebruiken is als detector van donkere materie, het mysterieuze en onzichtbare spul dat 80% van alle materie in het heelal schijnt te vormen. En eigenlijk is dat niet eens zo heel vreemd idee. Het idee van Leane en Linden is dat donkere materie alleen reageert via de zwaartekracht. En laat Jupiter die nou als grootste planeet van ons zonnestelsel in overvloed hebben, zwaartekracht dus. Jupiter kan donkere materie aantrekken en dat kan zich met name in het centrum van de gasreus ophopen. Dáár kan de donkere materie in de extreem dichte omstandigheden annihileren met zichzelf en dat levert dan hoogenergetische straling op, die mogelijk vanaf de aarde te zien is. En dat brengt ons op een ander astronomisch vraagstuk, waardoor dit hele idee niet zo vreemd is: of het door NASA’s Fermi Gamma-ray Space Telescope waargenomen overschot van gammastraling en positronen vanuit het centrum van onze Melkweg ook veroorzaakt worden door annihilerende donkere materie. Dat laatste vraagstuk keert hier met de regelmaat van de klok terug op de Astroblogs en nog altijd is de vraag niet beantwoord. Leane en Linden hebben met dezelfde Fermi telescoop getracht om gammastraling afkomstig van Jupiter waar te nemen en bij een laag energieniveau van gammastraling werd inderdaad iets gevonden (zie afbeelding hieronder), al weten ze niet of dit straling is die afkomstig is van annihilerende donkere materie.

Waarnemingen aan gammastraling afkomstig van Jupiter. Credit: Rebecca Leane and Tim Linden.

Eh… als Jupiter een mogelijke detector van donkere materie is, waarom dan niet de nog zwaardere zon genomen, die nog veel meer massa heeft? De reden is dat de zon minder geschikt is als detector omdat ‘ie in de kern veel heter is en de lichte vormen van donkere materie dan ‘verdampen’, hetgeen bij de koelere kern van Jupiter niet gebeurt. Leane en een andere collega, Juri Smirnov (Ohio State), denken dat ook koele bruine dwergsterren geschikt zijn als donkere materiedetector, hetgeen ze in dit vakartikel beschrijven. Bron: Universe Today.