CHEOPS heeft een exoplaneet ontdekt die de vorm van een rugbybal heeft

Artistieke impressie van de planeet WASP-103b bij z’n ster. Credit: ESA.

Sterrenkundigen zijn er in geslaagd om met behulp van de Europese CHEOPS ruimtetelescoop een exoplaneet te ontdekken die de vorm heeft van een rugbybal. De planeet heet WASP-103b en hij draait om de ster WASP-103, die 200 graden heter en 1,7 keer zo groot als de zon is, gelegen in het sterrenbeeld Hercules. De planeet draait in minder dan een dag om de ster en het is door de zeer kleine afstand tussen die twee dat WASP-103b door getijdewerking wordt vervormd en er als een rugbybal uitziet. Het is voor het eerst dat men een exoplaneet heeft ontdekt met een vorm die niet sferisch is. Dat ze dat ontdekt hebben is al een prestatie, maar daar komt bij dat ze óók meer te weten zijn gekomen over de inwendige structuur van WASP-103b.

Infografiek over WASP-103b. Credit: ESA.

Met CHEOPS was men in staat om de transities van WASP-103b voor z’n ster langs heel nauwkeurig te meten, hetgeen leidde tot zeer minutieuze lichtcurves van de ster, waarin de transities als periodieke dips zichtbaar waren. Bestudering van de lichtcurve leverde niet alleen op dat WASP-103b de vorm van een rugbybal blijkt te hebben, maar het leverde de sterrenkundigen ook het zogeheten Love getal van de planeet op. Dat getal is genoemd naar de Britse wiskundige Augustus Edward Hough Love, die het in 1909 introduceerde. Eigenlijk is het niet één getal, maar zijn het drie dimensieloze parameters, die de stijfheid van een planetair lichaam meten en de gevoeligheid van zijn vorm om te veranderen als reactie op de getijdewerking. In die tijd was er uiteraard nog geen sprake van mogelijke exoplaneten, maar Love gebruikte ‘m om de stijfheid van de aarde aan te duiden, een volledig solide aarde zou een love getal h van 0 hebben en een volledig vloeibare aarde een h van 1. Bij WASP-103b blijkt het Love getal 1,59 te zijn, hetgeen vergelijkbaar is met die van Jupiter. Dat wijst er op dat de inwendige structuur van de planeet vergelijkbaar is met die van Jupiter. WASP-103b is twee keer zo groot als Jupiter en anderhalf keer zo zwaar, dus in die opzichten lijken ze ook op elkaar. Dat de planeet iets groter is dan z’n massa zou aangeven wijst er op dat hij een opgezwollen atmosfeer heeft, iets dan niet zo gek is gezien zijn korte afstand tot de ster.

Vakartikel
‘Cheops reveals the tidal deformation of WASP-103b’ by S.C.C. Barros et al. (2021) is published in Astronomy & Astrophysics.
DOI: https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202142196

Bron: ESA.

SpaceX plant lancering eerste orbitale testvlucht ‘van Texas naar Hawaï’ in januari 2022

Het kolossale ruimteschip Starship van SpaceX zal in januari, met uitloop naar februari 2022, voor de allereerste keer in een baan rond de aarde gaan vliegen. Deze orbitale ‘van Texas naar Hawai’ testvlucht zal uitgevoerd worden met de ‘Serial Number 20’-combinatie bestaande uit de Super Heavy booster raket van 70 meter en het eigenlijk Starship dat 50 meter hoog is. Alle vorige ‘SN’ of Starship-prototype testvluchten waren suborbitale vluchten en vlogen ‘alleen’ zonder booster, naar een hoogte van om en nabij de 10 km, zie ook deze AB. Het Starship, gebouwd in de McGregor fabriek, staat al sinds augustus klaar op Starbase, de lanceerplaats van SpaceX in Boca Chica, Texas. SpaceX ‘mikt’ op januari of februari 2022 voor zijn eerste lanceerpoging, liet Elon Musk op 17 november j.l. weten in een update tijdens een livestreampresentatie voor een bijeenkomst van de Space Studies Board en Board on Physics and Astronomy, die beide deel uitmaken van de Amerikaanse National Academies of Sciences. Zie ook voor details dit FCC-document. “En deze eerste ‘mijlpaalvlucht’ zal idealiter kort erna gevolgd worden door een aantal andere vluchten.  “We zijn van plan om volgend jaar een tiental [Starship]-lanceringen te doen”, aldus Musk, en vervolgde : “Misschien meer.”

Credit: SpaceX.

Het Starship-prototype heeft, zoals gezegd, twee elementen, die beide zo zijn ontworpen dat ze volledig herbruikbaar zijn, en op 18 oktober j.l. is er met dit SN20 Starship-prototype een korte motor-grondtest uitgevoerd op de lanceerbasis Starbase en op 12 november j.l. een static-fire test, zie video onder. SpaceX ontwikkelt dit ambitieuze transportsysteem om mensen en ladingen naar de maan, Mars en andere verre ruimtebestemmingen te brengen. “Uiteindelijk is Starship ontworpen als een algemeen transportruimtesysteem, voor vervoer diep in het zonnestelsel,´ aldus Musk. De combinatie zal voor deze deep-space missies worden aangedreven door next-generation Raptor-motoren door SpaceX zelf ontwikkeld. Het Starship krijgt er zes en er zijn er 29 voor de Super Heavy (op dit moment tenminste, de booster zal uiteindelijk 33 Raptors bevatten). SpaceX heeft inmiddels reeds een handvol testvluchten met Starship-prototypes uitgevoerd vanaf Starbase, waarbij het schip uitgerust was met drie Raptor-motoren. SpaceX’ eerste orbitale Starship werd voor het eerst op de enorme Super Heavy getakeld op 6 augustus j.l. Het gevaarte toog zo’n 120 meter de lucht in, en werd daarbij de langste raket ooit, ook groter dan NASA’s Saturn V-maanraket.  Het duo werd echter al snel weer gescheiden, opdat technici beter hun werk aan ieder element afzonderlijk konden uitvoeren.

Starships on Mars artistieke impressie credits; SpaceX

SpaceX is druk met de voorbereiding voor deze orbitale testvlucht en voerde 18 oktober een eerste motorgrondtest uit, zie hier. De SN20-combinatie zal opstijgen vanaf Starbase en de Super Heavy of ‘Booster 4’ zal kort na de lancering in de Golf van Mexico neerstorten, maar het Starship zelf zal één loop rond de aarde maken en landen op een droneschip van SpaceX in de Stille Oceaan, nabij het Hawaiiaanse eiland Kauai. SpaceX kan, ook al zou het bedrijf het willen en kunnen, nu niet lanceren, daar de Amerikaanse Federal Aviation Administration (FAA) een milieubeoordeling uitvoert van de orbitale lanceringsactiviteiten op Starbase. De FAA heeft in augustus een conceptrapport uitgebracht en het publiek kon tot 1 november opmerkingen indienen. Dit alles wordt opgenomen in een definitieve beoordeling die 31 december a.s. afgerond zal worden, heeft de FAA recent bekend gemaakt. Zie hier meer over SpaceX en de FAA, en ook EA-website voor actieschema). Musk is voorzichtig optimistisch : “Maar we moeten geen perfecte vlucht verwachten. Er is veel risico geassocieerd met deze eerste lancering,” en vervolgde : “Dus ik zal niet beweren dat het waarschijnlijk een succes wordt, maar ik denk dat we veel vooruitgang zullen boeken.”

Credit: NASA

Die beoogde vooruitgang zal mogelijk leiden tot zo’n tiental lanceringen, en deze zullen zich afdoende moeten bewijzen om in 2023 met de eerste operationele missievluchten te starten. SpaceX heeft al enkele klanten voor Starship. Zo boekte de Japanse miljardair Yusaku Maezawa het Starship voor een flyby rond de maan, met een tiental passagiers, doel december 2023. En eerder dit jaar selecteerde NASA Starship als het eerste landingssysteem voor zijn Artemis-programma, dat tot een bemande maanbasis wil vestigen tegen het einde van dit decennium. Echter de eerste bemande Artemis-maanlanding zal niet eerder plaatsvinden dan 2025, zei NASA-hoofd Bill Nelson onlangs, een jaar later dan gepland.  Op de lange termijn is SpaceX van plan om Starship te gebruiken om Mars te koloniseren, waardoor de mensheid een ‘multi-planetary species’ wordt, een lang gekoesterde toekomstdroom van Musk. Het Starship zou mensen mogelijk zelfs kunnen vervoeren van Mars naar de dwergplaneet Ceres – het grootste object in de asteroïdengordel – om naar de manen van Jupiter te ‘springen’, zolang we onderweg maar een paar brandstofdepots opzetten, aldus Musk tijdens de recente presentatie voor de NAS. Credits; Space.com, TheVerge, NASA/JPL, EverydayAstronaut

Juno biedt een goed driedimensionaal beeld van Jupiter’s atmosfeer

De wolkenbanden van Jupiter waargenomen in infrarood met de Gemini North Telescoop op Hawaï en visueel met Hubble. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong and I. de Pater (UC Berkeley) et al.

Waarnemingen gedaan met NASA’s Juno ruimteverkenner hebben een gedetailleerd driedimensionaal beeld opgeleverd van de atmosfeer van Jupiter, de grote planetaire gasreus in ons zonnestelsel. We kennen die atmosfeer vooral van de kenmerkende evenwijdig lopende banden en zones en van de Grote Rode Vlek, de iconische storm die al meer dan driehonderd jaar woedt op Jupiter. Juno draait sinds 2016 om Jupiter en inmiddels is hij daar 37 keer omheen gewenteld. Met al zijn instrumenten heeft hij de atmosfeer goed kunnen bestuderen en dat heeft geresulteerd in diverse vakartikelen die deze week werden gepubliceerd in Science en de Journal of Geophysical Research: Planets.
Zo was men met Juno’s microwave radiometer (MWR) in staat om door de dichte wolken van Jupiter heen te kijken.

Impressie van de aarde en de Grote Rode Vlek, die laat zien hoe groot die storm is. Credits: JunoCam Image data: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; JunoCam Image processing by Kevin M. Gill (CC BY); Earth Image: NASA

Uitkomsten van alle onderzoek:

  • De cyclonen in de atmosfeer van Jupiter zijn warmer bovenin en ze hebben daar een lagere atmosferische dichtheid dan onderin. Bij de anticlyclonen, waarvan de Grote Rode Vlek het bekendste voorbeeld is, is het precies andersom: die zijn bovenin kouder.
  • De stormen blijken omvangrijker te zijn dan gedacht. De cyclonen kunnen vanaf de hoogste wolkentoppen een diepte bereiken van 100 km en de Grote Rode Vlek kan zelfs tot een diepte van 350 km (max. 500 zelfs) reiken. Daar op die dieptes is er geen sprake meer van zonlicht dat de atmosfeer verwarmt, dus de warmte van de cyclonen moet van binnen komen. Die diepte kon men o.a. bepalen doordat de Grote Rode Vlek inwerkt op de zwaartekracht van Jupiter en men met NASA’s Deep Space Netwerk de snelheid van Juno over de rode vlek heen kon meten met een afwijking van 0,01 mm/s.

    Metingen van de windsnelheden op verschillende dieptes in de Grote Rode Vlek. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSSImage processing: Kevin Gill CC BY

  • De banden en zones van Jupiter worden gescheiden door winden die in tegengestelde richtingen waaien, felle straalstromen feitelijk. Die straalstromen kunnen een diepte bereiken van maar liefst 3200 km in de atmosfeer. Waargenomen is dat de stromingen van ammoniagas in de atmosfeer dezelfde bewegingen maakt als de straalstromen.
  • Door dat ammomnia te volgen kon men zien dat de circulatiepatronen in de atmosfeer van Jupiter lijken op de Ferrel cellen, waarvan we er op aarde twee kennen, die op het noordelijk en zuidelijk halfrond. Jupiter heeft er acht van en die zijn ieder zo’n dertig keer zo groot als de aardse cellen.

    Bij een flyby juli 2017 door Juno werd de zwaartekracht van de Grote Rode Vlek gemeten. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

  • Op een diepte van 65 km lijken de banden en zones een verandering te ondergaan, zo blijkt uit MWR data. Op ondiepe diepten zijn de gordels van Jupiter helderder in microgolflicht dan de aangrenzende zones. Maar op diepere niveaus, onder de waterwolken, is het tegenovergestelde waar – wat een gelijkenis met onze oceanen laat zien.
  • Tenslotte heeft Juno ons ook meer geleerd over de polen van Jupiter, waar jaren geleden al een achthoekig patroon van orkanen werd gevonden bij de noordpool en een vijfhoekig patroon bij de zuidpool. Onderzoek met de Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) aan boord van Juno laat zien dat die patronen erg standvastig zijn, dat er weinig verandering in zit. Orkanen rondom de patronen lijken naar de polen toe te willen bewegen, maar de orkanen daar lijken dat tegen te houden en dat zorgt voor een soort van oscillerende beweging rondom een bepaald evenwicht, resulterend in die standvastigheid.

Vakartikelen

  • S. J. Bolton et al, Microwave observations reveal the deep extent and structure of Jupiter’s atmospheric vortices, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf1015
  • Marzia Parisi et al, The depth of Jupiter’s Great Red Spot constrained by Juno gravity overflights, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf1396

Bron: NASA.

Kajakken op Titan? ‘Boek bij NASA Exoplanet Travel!’

Betoverend mooi en inspirerend is de recent gepresenteerde ‘Visions of the Future’ postercollectie en video van NASA. Met ‘Kajakken op Titan’ of ‘skydiven op exoplaneten’, onthulde NASA deze futuristische concepten voor in de ruimtevaart die ter inspiratie moeten dienen voor bedrijven en particulieren, om mee aan de slag te gaan. NASA’s Jet Propulsion Lab liet in het kader van dit Visions of the Future project een team van wetenschappers en ontwerpers samenwerken aan de 14 posters en video. De video is geïnspireerd op de posters, en tezamen moeten ze toekomstige, ruimtebestemmingen in het zonnestelsel en daarbuiten onder de aandacht brengen van regeringen en bedrijven. NASA stelt zich voor dat kajakken op de Saturnusmaan Titan ooit tot de mogelijkheden behoort, net als, dichterbij, reizen tussen het wolkendek van Venus, onze nabuur-planeet. Kajakken op Titan toont, op de poster, de rivieren en meren van vloeibaar methaan en ethaan die klotsen en stromen op de grootste maan van Saturnus. Titan’s oppervlak werd onthuld door het Cassini-ruimtevaartuig, dat ook de ESA Huygens-sonde rnaar het oppervlak stuurde. De atmosfeer op Titan is zo dik en de zwaartekracht zo licht dat je met elke slag van een peddel boven de snelle stroming zou kunnen stijgen terwijl je de getijden berijdt door een smalle zeestraat die de Throat of Kraken wordt genoemd. NASA-wetenschapper Mike Malaska bestudeert Titan en werkte mee aan de poster in de video. Die ultrakoude chemische zeeën zijn een grote uitdaging, volgens Malaska, de boot kan barsten of zelfs oplossen. [om in de stemming te komen is The Titan scifi film een aanrader.] Met de recente toeristische ruimtevluchten van Blue Origin – op 13 oktober j.l. ging o.a. de 90-jarige William Shatner ‘Captain Kirk’ mee aan boord van de NS-18 – en de Inspiration4 missie van SpaceX alsook de Virgin Galactic vluchten eerder dit jaar, is de toon gezet… en die smaakt naar meer moet NASA gedacht hebben. NASA stelt de fictieve bestemmingen voor ruimtetoeristen in de video voor, met o.a. een tour in een glazen capsule door de atmosfeer van Saturnus zesde grootste maan Enceladus, skydiven op de zeer massieve exoplaneet HD 40307, over rood gras kunnen lopen op exoplaneet Kepler 186f, en een non-stop nachtleven kunnen ervaren op de planeet, PSO2 JP, een planeet zonder ster. NASA’s visie op toekomstige ruimtevaart en ruimtetoerisme is nog tientallen jaren verwijderd, maar dat neemt niet weg dat er inmiddels steeds meer nagedacht wordt over bemande ruimtereizen, niet alleen naar een aardebaan, zoals het voornoemde drietal bedrijven, maar ook ver daarbuiten, of zie bijvoorbeeld deze ESA plannen voor een ‘ interstellair wereldschip‘.  Posters zijn hier te downloaden. Bronnen: NASA/JPL-Caltech

‘Vulkaankomeet’ 29P/Schwassmann-Wachmann toont grootste uitbarsting in 40 jaar

Dat komeet 29P een aparte eend in de kometenbijt is was al langer bekend. De komeet is een soort ijsvulkaaan die rond de zon voorbij Jupiter draait, en, zover bekend, is het een van de meest vulkanisch actieve hemellichamen in ons gehele zonnestelsel. Astronomen hebben ontdekt dat 29P wel zo een twintig keer per jaar uitbarst, en daarbij gemiddeld een tot vijf keer zo helder wordt.  Recentelijk  ontdekte astronomen dat er zich de grootste uitbarsting in 40 jaar heeft voor gedaan. De uitbarsting verhoogde de helderheid van de komeet zo’n 250 keer, en is ook met (amateur)-telescopen nog goed te bekijken, zie tips onder het artikel.

Komeet 29/P Schwassmann-Wachmann Credits; NASA/JPL/Spitzer

De komeet 29P behoort tot de klasse van de ‘Centauren’, een klasse kometen die rond de zon voorbij Jupiter draaien. Inmiddels zijn er 500 van deze Centauren bekend. Zie ook deze recente Astroblog over deze bijzondere groep ‘hybride’ kometen. Eind september j.l. barstte 29P vier keer snel achter elkaar uit, waarbij bellen van cryomagma de ruimte in werden geblazen. De amateur-astronoom Eliot Herman uit Arizona heeft het puin in de gaten gehouden: “Aanvankelijk leek het een helder compact object”, zegt Herman. “Nu is de uitdijende wolk 1,3 boogminuten breed (groter dan Jupiter) en voldoende transparant voor achtergrondsterren om er doorheen te schijnen.” Het object werd in 1927 ontdekt, zijn ongewone bijna cirkelvormige baan tussen Jupiter en Saturnus viel op, alsook de veelvoud aan uitbarstingen die 29P toonde. Waarnemingen van de afgelopen jaren laten zien dat uitbarstingen wel twintig keer per jaar voorkomen. Astronoom Dr. Richard Miles, verbonden aan de British Astronomical Association (BAA), heeft speciaal studie gemaakt van dit object. Miles stelt: “De huidige uitbarsting, die op 25 september begon, lijkt de meest energieke van de afgelopen 40 jaar te zijn,” en vervolgt, “Binnen een tijdsbestek van slechts 56 uur vonden vier uitbarstingen snel achter elkaar plaats, waardoor een ‘superuitbarsting’ ontstond.” Miles heeft een theorie ontwikkeld om uit te leggen wat er gebeurt. De 29P, aldus Miles, is bedekt met ijsvulkanen. Er is geen lava. In plaats daarvan worden de vulkanen aangedreven door een mengsel van vloeibare koolwaterstoffen (bijv. CH4, C2H4, C2H6 en C3H8) vergelijkbaar met die in de meren en stromen van Titan, een maan van Saturnus. In het model van Miles bevat het cryomagma een beetje stof, en is het doordrenkt met opgeloste gassen N2 en CO, allemaal gevangen onder een oppervlak dat op sommige plaatsen de consistentie van was heeft. Deze gevangen, vluchtige stoffen houden ervan om te exploderen wanneer er zich een scheur opent. Een reeks eerdere uitbarstingen, van juni 2020 – april 2021, waren allen relatief klein i.v.m. de recente superuitbarsting, aldus Miles.

Komeet 29P/Schwassmann-Wachmann Credits; NASA/JPL

Miles publiceerde vijf jaar geleden dit wetenschappelijk artikel waarin het resultaat van onderzoek van een decennium aan uitbarstingen werd gepresenteerd, en hij vond enkele patronen. De gegevens suggereren dat 29P elke 57,7 dagen roteert. De meest actieve ventilatieopeningen zijn geconcentreerd aan één kant van de ijsbal in een reeks van lengtes van minder dan 150 graden breed. Er zijn ten minste zes afzonderlijke bronnen geïdentificeerd. Hoewel de meeste uitbarstingen binnen een week of zo verdwijnen, is deze superuitbarsting nog steeds zichtbaar. De reeks uitbarstingen van september j.l. verhoogde de helderheid van de komeet 250-voudig en is sindsdien niet veel afgenomen. Met een magnitude tussen +10 en +11 is de uitdijende wolk ruim binnen het bereik van telescopen in de achtertuin. Herman stelt dat 29P te bekijken is met een 8-inch kijker, en om de wolk op te lossen en individuele sterren te fotograferen die er doorheen schijnen,  gebruikt hij de iTelescope T11 van een halve meter gebruikt.” Komeet 29P bevindt zich in het sterrenbeeld Auriga. Kijk op Sky&Telescope voor observatietips en voor nieuws op de MISSION 29P-website van BAA. Bronnen; SpaceWeather.com/BAA/Sky&Telescope

Planetair onderzoekers simuleren transformatie van asteroïde naar komeet

Een team planetair wetenschappers van NASA/JPL en de Universiteit van Chicago heeft met behulp van computermodellen nauwkeurig het transformatieproces van asteroïde naar komeet kunnen simuleren. Het nieuwe onderzoek legt de dynamiek uit van dit complexe systeem dat wetenschappers meer moet leren over de samenstelling van kometen en de vorming van aardachtige planeten in ons zonnestelsel. Voor het onderzoek heeft dit team het dynamische proces van de Centauren-planetoïden, – dit zijn een soort hybriden, ze delen enkele kenmerken delen met zowel asteroïden als kometen – gemodelleerd en zo getracht te begrijpen hoe de overgang van asteroïde tot komeet tot stand komt. De Centauren is een groep ijzige ruimterotsen die rond de zon draaien bij de gasplaneten Jupiter en Saturnus. Van deze duizenden kleine brokken ijs en gesteente, worden enkele ingevangen in de baan van Jupiter, en richting het binnenste zonnestelsel geslingerd om te transformeren in kometen. Het onderzoek o.l.v. Darryl Segelman wordt gepubliceerd in The Planetary Science Journal, zie hier voor de preprint, arXiv.

Komeet ‘Siding Spring’ Credits; NASA/JPL, Caltech, UCLA

Wetenschappers zijn zeer bekend met de asteroïdengordel bij Mars, en ook met die in de Kuipergordel.
Echter de Centauren is een minder bekende populatie, en zijn zo genoemd daar ze een soort hybriden zijn, die enkele kenmerken delen met zowel asteroïden als kometen. Centauren zijn mogelijk onstaan bij deze voornoemde reuzenplaneten, maar weliswaar het grootste deel van hun bestaan hebben ze doorgebracht in de Kuipergordel, de ring buiten de baan van Neptunus. Gravitatie-interacties hebben de Centauren lang geleden daarheen gewerkt maar ook, relatief recent, weer teruggebracht.
Enkele van de Centauren ondergaan uiteindelijk nog een extra zwaartekrachtstoot die de objecten in de richting van de zon duwt. Deze objecten worden dan kometen, die coma’s en lange, fraaie staarten ontwikkelen als ze de zon naderen en opwarmen. Geschat wordt dat ongeveer de helft van de Centauren, door interactie met de banen van Jupiter en Saturnus naar het centrum van het zonnestelsel geslingerd. Seligman stelt: “Deze objecten zijn erg oud en bevatten ijs uit de vroege dagen van het zonnestelsel dat nooit is gesmolten. En zeer geschikt om de chemische samenstelling van objecten uit het verre zonnestelsel te onderzoeken.

NASA komeet missie EPOXI, flyby Credits; NASA

Mogelijk zouden toekomstige ruimtesondes dit proces over enkele decennia van dichtbij kunnen bestuderen. Een sonde zou naar Jupiter kunnen vliegen, in de baan van Jupiter wachten tot een van deze objecten in de zwaartekracht van de planeet terechtkomt, en ‘meereizen’ met het object om te zien hoe het in realtime een komeet wordt. Dit is een mooi maar destructief proces: de prachtige staart van een komeet wordt geproduceerd als het ijs ervan afbrandt als de temperatuur stijgt. Komeetijs bestaat uit verschillende soorten moleculen en gassen, die elk op verschillende punten op weg naar de zon beginnen op te branden. Seligman: “Je zou kunnen achterhalen waar typische komeetijsvorming plaatsvindt, en ook wat de gedetailleerde interne structuur is, iets dat lastig is te ontdekken met grondtelescopen.” Ook barst het oppervlak van de komeet als het opwarmt, waardoor pokdalingen en kraters ontstaan. Eenmaal in kaart gebracht, kun je aldus Seligman, de dynamiek van het zonnestelsel beter begrijpen, wat belangrijk is voor zaken als het vormen van aardachtige planeten in zonnestelsels, Mede dankzij de ontdekkingen van verschillende grote asteroïdengordels hebben wetenschappers de afgelopen 50 jaar hun theorieën over het ontstaan van ons zonnestelsel herzien. I.p.v. ontwikkeling op hun plaats, stelt men zich nu een veel dynamischer en onstabieler proces van vorming voor; stukken ijs en gesteente die verspreid en tegen elkaar aan botsen, zich opnieuw vormend en rondbewegend binnen het zonnestelsel. Veel van deze objecten vloeiden uiteindelijk samen in de acht grote planeten, maar andere blijven los en verspreid in verschillende gebieden van de ruimte.

Komeet P2019LD2 Hubble, publ. 21 februari 2021 Credits; NASA/HST

Seligman en zijn team identificeerden zelfs een mogelijk doelwit voor een ruimtemissie: een Centaur, de P/ 2019 LD2, die in 2063 dicht bij Jupiter zal cirkelen. Het team heeft berekend dat er een kans van meer dan 98% is, dat deze ontmoeting het object naar de zon zal duwen en het in een komeet zal veranderen. Hun berekeningen tonen verder aan dat een sonde die op de loer ligt in de buurt van Jupiter het object zou kunnen inhalen en een tijd meevliegen, zolang de sonde reeds op weg zou gaan in 2061 naar een van te voren bepaald ontmoetingspunt. En astronomen kunnen uiteraard ook nog andere Centauren identificeren die vóór 2063 zouden kunnen worden bezocht, aldus het team dat hoopt dat dergelijke doelen mogelijk kan worden ontdekt door het Vera C. Rubin Observatorium. Centauren zijn nooit eerder bezocht door een sonde, de missies van NASA’s Discovery-programma, dat relatief goedkope robotische planetaire exploratie verzorgt, koos niet voor Centaur-voorstellen. Bronnen; Universiteit van Chicago/Space.com/NASA/JPL/Astronomy

Aanwijzingen gevonden voor een gat in het vroege zonnestelsel tussen de binnenste en buitenste regionen

Artistieke impressie van een jonge ster omgeven door een protoplanetaire schijf vol met gaten tussen de ringen. Credits:Credit: National Science Foundation, A. Khan

In het vroege zonnestelsel was de jonge zon omgeven door een roterende protoplanetaire schijf van gas en stof, waarin de planeten ontstonden. Sterrenkundigen hebben aanwijzingen gevonden dat er ergens rond 4,567 miljard jaar geleden in die schijf een gat zat, een soort van grens tussen de binnenste en buitenste regionen. De plek waar die grens lag is bekend: de hoofdgordel van planetoïden tussen Mars en Jupiter. Onderzoeken aan protoplanetaire schijven bij andere sterren laten al jaren zien dat ze scherpbegrensde gaten bevatten, waardoor de sterren omgeven lijken door ringen. De jonge zon lijkt nu ook zo’n gat te hebben gehad, hetgeen ontdekt is door een team van sterrenkundigen onder leiding van Cauê Borlina (MIT). De aanwijzingen daarvoor worden geleverd door meteorieten. Kijk je naar de samenstelling van meteorieten dan blijken er twee soorten te zijn, die qua isotopen van elkaar verschillen – de zogeheten isotopische dichotomie.

ALMA-opname van de protoplanetaire schijf rond V883 Orionis met daarin een gat. Credit: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Het onderzoek van Borlina’s groep richtte zich op het achterhalen van het magnetische veld waarin de meteorieten in het vroege zonnestelsel voorkwamen. Met behulp van een superconducting quantum interference device (SQUID) was men in staat te bepalen in welk oer-magnetisch veld de meteorieten zich ooit hadden bevonden en daaruit kwam naar voren dat de twee soorten meteorieten voorkwamen in regionen met een verschillende sterkte van ‘accretie’, het aantrekken door de zon van gas en stof van materie. De accretie in de buitenste regionen was veel sterker dan die in de binnenste regionen van de protoplanetaire schijf. De enige verklaring die het sterke verschil in de mate van accretie kan verklaren is de aanwezigheid van een gat in die protoplanetaire schijf. Mogelijk dat de jonge gasreus Jupiter dat gat heeft veroorzaakt. Het zou echter ook kunnen dat er in de protoplanetaire schijf sterke magnetische velden heersten, die in staat waren om materiaal uit de schijf te werpen en zo een gat te creeëren. In Science publiceerden ze er een vakartikel over. Bron: MIT.

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