‘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

Dwergsterrenstelsel vangt sterrenhoop

Sterrenkundigen wisten al dat onze eigen Melkweg is gegroeid door kleinere sterrenstelsels op te slokken. Maar nu heeft een team van Italiaans-Nederlandse onderzoekers aangetoond dat een klein buursterrenstelsel van de Melkweg op zijn beurt ook weer een, nog kleiner, sterrenstelsel uit een andere omgeving heeft ingelijfd. De onderzoekers publiceren hun bevindingen maandag in het vakblad Nature Astronomy.

Samengestelde afbeelding van NGC 2005 (links) en de Grote Magelhaense Wolk (rechts). De chemische samenstelling van de sterren in de sterrenhoop NGC 2005 wijkt af van andere sterren in de Grote Magelhaense Wolk. Het is het eerste bewijs voor samensmeltende dwergsterrenstelsels buiten onze Melkweg. (c) HLA/Fabian RR/ESO/VMC Survey/Astronomie.nl [CC BY-SA 3.0]

Volgens de heersende theorie zijn grote sterrenstelsels zoals onze Melkweg ontstaan door samensmeltingen met kleinere sterrenstelsels. De afgelopen jaren zijn daarvoor de bewijzen gevonden voor onze Melkweg dankzij de Gaia-satelliet. Een Italiaans-Nederlands team van onderzoekers wilde het vermoeden aantonen dat kleine sterrenstelsels op hun beurt ook weer uit nog kleinere stelsels bestaan.

Bolvormige sterrenhopen

Om hun hypothese te testen, bestudeerden zij de Grote Magelhaense Wolk, een buursterrenstelsel van onze Melkweg. Ze keken in het bijzonder naar bolvormige sterrenhopen. Bolhopen zijn groepen van duizenden tot miljoenen sterren. Het idee is dat de kern van zo’n bolhoop stand weet te houden, zelfs na miljarden jaren van duw- en trekwerk in een sterrenstelsel.

De onderzoekers analyseerden de chemische samenstelling van elf bolvormige sterrenhopen, verzameld door de Very Large Telescope en de Magellan-telescopen in Chili.

Van de elf bestudeerde bolvormige sterrenhopen in de Grote Magelhaense Wolk bleek er één een duidelijk afwijkende chemische samenstelling te hebben. Het gaat om bolhoop NGC 2005. Deze bolhoop telt nog ongeveer 200.000 sterren en bevindt zich op 750 lichtjaar van het centrum van de Grote Magelhaense Wolk. De bolhoop bevat onder andere minder zink, koper, silicium en calcium dan de tien andere bolhopen.

Reliek van eerdere samensmelting

De onderzoekers beredeneren op basis van de chemische samenstelling van NGC 2005 dat de bolhoop een overblijfsel moet zijn van een klein sterrenstelsel waarin de sterren vrij langzaam werden gevormd. Miljarden jaren geleden zou dat kleine sterrenstelsel zijn samengesmolten met de, toen nog niet zo heel grote, Grote Magelhaense Wolk. In de loop der tijd is het grootste deel van het kleine sterrenstelsel uit elkaar getrokken en zijn de meeste sterren verspreid geraakt, maar bleef het centrum, bolhoop NGC 2005, achter.

Onderzoeker Davide Massari, werkzaam in Italië en bij de Rijksuniversiteit Groningen, is verheugd: “We zien dus eigenlijk een reliek van een eerdere samensmelting. En we hebben nu voor het eerst overtuigend aangetoond dat kleine sterrenstelsels in de buurt van onze Melkweg op hun beurt zijn opgebouwd uit nog kleinere sterrenstelsels.”

Wetenschappelijk artikel

A relic from a past merger event in the Large Magellanic Cloud. Door: A. Mucciarelli, D. Massari, A. Minelli, D. Romano, M. Bellazzini, F.R. Ferraro, F. Matteucci, L. Origlia. In: Nature Astronomy.
Origineel: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01493-y.
Preprint: https://www.astronomie.nl/upload/files/2021/Mucciarelli2021-NA.pdf

Bron: Astronomie.nl.

Er komen vreemde radiogolven vanuit het centrum van het Melkwegstelsel

Artistieke impressie van ASKAP J173608.2-321635. Credit: Sebastian Zentilomo.

Het was de sterrenkundestudent Ziteng Wang (Universiteit van Sydney) die het met z’n team als eerste detecteerde: vreemde radiogolven vanuit het centrum van het Melkwegstelsel, radiostraling die niet past bij één van de bekende astronomische objecten. Hij deed z’n ontdekking met behulp van de ASKAP radiotelescoop in het westen van Australië. En nu zijn hij en z’n collega’s aan het kijken of ze een verklaring kunnen vinden voor de gevonden radiostraling. Het vreemde van de straling is de grilligheid in de intensiteit en de hoge graad van polarisatie. De sterkte van de radiostraling kan in korte tijd opeens met een factor 100 toenemen en weer afnemen en er lijkt geen regelmaat in te zitten. Eerst was hij geheel onzichtbaar, toen werd ‘ie ineens een stuk helderder, om vervolgens weer sterk in kracht af te te nemen. In negen maanden tijd gebeurde dit zes keer in 2020. Er werd alleen radiostraling waargenomen, optisch was er niets te zien, ook niet in het IR en röntgengebied van het spectrum. In eerste instantie dachten Wang en z’n collega’s dat het wellicht een pulsar is in het centrum van de Melkweg, maar de karakteristieken van ASKAP J173608.2-321635, zoals het object heet, zijn toch echt heel anders dan van ‘normale’ pulsars. Het object heeft wel gelijkenissen met de zogeheten Galactic Centre Radio Transients, die ook wel ‘kosmische burpers’ worden genoemd, maar daar zijn toch ook weer verschillen mee.

De sterrenkundigen willen het object verder bestuderen om meer te weten te komen over de ware aard ervan. Wellicht gaat om een geheel nieuw type van object. Hier het vakartikel over ASKAP J173608.2-321635, dat verschenen is in the Astrophysical Journal. Bron: Universiteit van Sydney.

NASA’s Nancy Grace Roman ruimtetelescoop bereikt belangrijke bouwtechnische mijlpalen

NASA heeft recent onthuld dat alle ontwerp- en ontwikkelingstechnische werkzaamheden aan de Roman Space Telescope (RST), voorheen de WFIRST, zijn voltooid.  Deze ruimtetelescoop moet astronomen meer inzicht gaan geven in de aard van donkere energie en ook op zoek gaan naar exoplaneten, en zogenoemde ‘weesplaneten’ Aan de telescoop wordt gewerkt door NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, NASA JPL en Caltech. In deze perspublicatie van NASA zegt Julie McEnergy, senior projectwetenschapper bij de Roman Space Telescope het volgende over de vorderingen: “Na het bekijken van onze uitgebreide hardwaretesten en geavanceerde modellering, heeft een onafhankelijk beoordelingspanel bevestigd dat het observatorium dat we hebben ontworpen zal werken.” Nu de basis is gelegd, is het team enthousiast om door te gaan met het bouwen en testen van het observatorium. Jackie Townsend, plaatsvervangend projectmanager voegde toe: “Nu deze beoordeling is voltooid, gaan we de spannende fase in waarin we de vluchthardware die we van plan zijn te gaan gebruiken gaan assembleren en testen.” En vervolgt: “Als al onze vluchthardware klaar is in 2024, houden we het ‘System Integration Review’ en integreren we het gehele observatorium. Ten slotte zullen we de telescoop testen in omgevingen die de lancering en geplande baan simuleren om er zeker van te zijn dat de RST werkt zoals ontworpen.” De missie is gepland om uiterlijk in mei 2027 te lanceren.
Bovenstaande foto toont de  opstelling voor het testen van de ruimteomgeving van de technische ontwikkelingseenheid voor Roman’s Solar Array Sun Shield, die twee doelen zal dienen. Ten eerste zal het elektrische stroom leveren aan het observatorium. Ten tweede zal het de Optical Telescope Assembly, het WFI  en de CGI instrumenten beschermen tegen zonlicht. Credits: NASA/Chris Gunn
De ruimtetelescoop werd in 2010 aanbevolen door het National Research Council van de VS als topprioriteit voor astronomisch onderzoek van het volgende decennium. Werkzaamheden startten in 2011. In 2016 werd de WFIRST goedgekeurd voor ontwikkeling en lancering. De telescoop bezit een 2,4 brede spiegel die stellair licht reflecteert naar beeldsensoren voor verwerking en draagt twee wetenschappelijke instrumenten bij zich. Het Wide-Field Instrument (WFI), dit is een nabij-infraroodcamera, die een beeldscherpte biedt die vergelijkbaar is met die van de Hubble over een gezichtsveld van 0,28 vierkante graden, 100 keer groter dan de beeldcamera’s van de HST. Het Coronagraphic Instrument (CGI) is een camera en spectrometer, met een hoog contrast en een klein gezichtsveld die zichtbare en nabij-infrarode golflengten bestrijkt m.b.v. nieuwe technologie voor het onderdrukken van sterrenlicht. De RST’s primaire missie is gericht op de expansiegeschiedenis van het heelal en de groei van de kosmische structuur met meerdere methoden in overlappende roodverschuivingsbereiken, met als doel het nauwkeurig meten van de effecten van donkere energie. Op 20 mei 2020 kondigde NASA-hoofd Jim Bridenstine aan dat de missie de Nancy Grace Roman Space Telescope zou worden genoemd als erkenning voor de fundamentele rol van Nancy Roman als Chief of Astronomy op het gebied van astronomieonderzoek vanuit de ruimte. De telescoop gaat ook op zoek naar exoplaneten en hun potentieel voor het ondersteunen van leven.

Nancy Roman (1925 – 2018), Goddard Space Flight Center Credits; NASA

Nancy Roman werd geboren in Nashville, Tennessee op 16 mei 1925. Als kind voelde ze zich aangetrokken tot de sterren. Roman vertelde ooit in een korte NASA-documentaire. ‘Ik gaf mijn moeder de schuld omdat ze me altijd mee uit nam en me de sterrenbeelden liet zien en me het noorderlicht liet zien en dat soort dingen.” Roman behaalde een Bachelor of Science in de astronomie aan Swarthmore College en een doctoraat aan de Universiteit van Chicago. In 1955 besloot ze een baan aan te nemen bij het US Naval Research Laboratory, en in 1959 werd ze een van de eerste groep arbeiders die zich bij NASA voegde, als hoofd astronomie en relativiteit bij het Office of Space Science, slechts zes maanden nadat het bureau was opgericht. Bij NASA drong Roman aan op de ontwikkeling van een orbitale telescoop om kosmische straling in de ruimte te meten die anders onmogelijk op aarde te detecteren zou zijn vanwege atmosferische interferentie. Ze heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van vier in een baan om de aarde draaiende astronomische observatoria tussen 1966 en 1972, en hielp bij het opzetten van de International Ultraviolet Explorer, een gezamenlijk NASA/ESA project. Roman speelde ook een centrale rol bij het overtuigen van het congres om de ontwikkeling van de Hubble-telescoop ter waarde van $ 36 miljoen te financieren. In 1998 beschreef Hubble’s hoofdwetenschapper Ed Weiler haar als ‘de moeder van de Hubble-ruimtetelescoop’. Ze stierf op 25 december 2018 een natuurlijke dood – op 93-jarige leeftijd.  Bron: NASA

Mysterieus astronomisch signaal gedetecteerd afkomstig uit het centrum van de Melkweg

Astronomen hebben een bijzondere radiobron gedetecteerd afkomstig uit het centrum van de Melkweg. Het signaal lijkt zich in een willekeurig patroon te herhalen en kan vooralsnog niet toegekend worden aan enig ander bekend astronomisch object als pulsars of magnetars. Het astronomisch team o.l.v. Ziteng Wang meent dat men hier te maken heeft met een nieuw astronomisch object dat nog het meest weg heeft van een Galactic Center Radio Transient. Data verzameld in 2019 door ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) werd gebruikt voor dit onderzoek, zie de resultaten hiervan in ArXiv. De ASKAP scant de hemel op verschillende radiobronnen die geassocieerd worden met pulsars, magnetars, supernovae, en gamma uitbarstingen, maar het betreffend signaal kwam niet overeen met een van deze objecten. ASKAP J173608.2-321635 is het object genoemd en het is in minder dan twee jaar tijd 17 keer gedetecteerd. Hoofd-auteur van de studie Ziteng Wang stelt: “De vreemdste eigenschap van deze bron is dat deze sterk gepolariseerd is.” En vervolgt: “Ons oog kan geen onderscheid maken tussen circulair gepolariseerd licht en ongepolariseerd licht, maar ASKAP “Onze ogen kunnen geen onderscheid maken tussen circulair gepolariseerd licht en ongepolariseerd licht, maar ASKAP heeft het equivalent van een gepolariseerde zonnebril om het uit te filteren. Dit soort bronnen zijn echt zeldzaam, meestal vinden we slechts 10 van de duizenden bronnen gepolariseerd in één waarneming. “Mysterieus is ook de onregelmatigheid van de radiosignalen. De helderheid van deze bron kan drastisch veranderen en in één dag afnemen, maar soms kan het een paar weken aanhouden.”

Deze opname, gemaakt door MeerKAT, toont een gebied van 1000 x 500 lichtjaar van het centrum van de Melkweg, waar hoe helderder de plek, hoe helderder het radiosignaal Credits; Square Kilometer Array Africa

Het team heeft in 2020 m.b.v. de Parkes-telescoop naar de bron gezocht, maar vond niets. Beter resultaat verkreeg met van MeerKAT in Zuid-Afrika, waarbij men enkele keer het signaal waarnam. Op 7 februari 2021 keerde het signaal opnieuw terug. Ook in april dit jaar werd het opgepikt, nu met de Australische ATCA (Australian Telescope Compact Array). Een bijzonder intrigerend gegeven is dat voor 2019 de bron nooit eerder werd waargenomen. Het team controleerde archiefgegevens van verschillende telescopen, waaronder de Very Large Array (VLA) en ATCA, maar vóór april 2019 was er op die plek nog nooit iets gezien. Het heeft veel cross-over kenmerken met bekende astronomische objecten maar het past niet perfect in één profiel. Zou het een ‘Flare star’ kunnen zijn, echter aldus Wang, is het radiosignaal van deze bron hiervoor veel te veel, en dan om zo een sterfakkel te zijn, en zou het ook in het infrarood spectrum zichtbaar moeten zijn wat niet het geval is. Een pulsar misschien? Deze dichte objecten vormen zich nadat een massieve ster instort, en terwijl ze snel ronddraaien, sturen ze pulsen van elektromagnetische straling. Een pulsar zou de intermitterende aard, polarisatie en variërende helderheid van dit signaal kunnen verklaren – maar pulsars hebben de neiging om te knipperen in een voorspelbaar tijdsbestek van seconden of milliseconden. De nieuwe bron is echter willekeurig en kan wekenlang ‘aan’ blijven.

MM-Newton  Magnetar SGR 0418+5729 Credits; ESA/ATG medialab

Het meest aannemelijk lijkt een Galactic Center Radio Transients (GCRT’s). Dit zijn kortstondige flitsende radiosignalen die afkomstig zijn van nabij het centrum van de Melkweg – allemaal kenmerken van de nieuwe detectie. Maar ook hiervan is nog niet zoveel bekend. Wang stelt: “GCRT’s zijn nog steeds een mysterie”, en vervolgt, “Ze [GCRT’s] gaan onregelmatig aan en uit, ze zijn sterk gepolariseerd en er is niets in röntgen of optisch. Aangezien de bron zich dicht bij het Galactische Centrum bevindt, zou deze bron een nieuwe GCRT kunnen zijn. De tijdschaal van de uitbarsting van deze bron komt echter niet overeen met die voor GCRT’s. [En] ze worden ontdekt in lagere frequenties. Echter is tot op heden niet bekend of alle GCRT’s een gemeenschappelijke oorsprong hebben.” Het team stelt dus dat deze bron enig in zijn soort is, wat zou kunnen leiden tot een geheel nieuwe klasse van astronomische objecten. Wang speculeert dat het een pulsar zou kunnen zijn met een ultralange rotatieperiode, maar dat zou hem heel anders maken dan alle bekende pulsars, een GCRT lijkt vooralsnog de beste optie. Bronnen: ScienceAlert, New Atlas, Arxiv.

Koude planeten heb je in de hele Melkweg, zelfs in de galactische verdikking

Voorstelling van de verdeling van planeten door de hele Melkweg heen. Links zie je in blauw het stukje van de Melkweg dat Kepler kon zien. Rechts in de inzet een impressie van een planetenstelsel in de centrale verdikking van de Melkweg. Credit: Osaka University.

We kennen inmiddels meer dan vierduizend exoplaneten, maar die zijn allemaal ontdekt in de nabije omgeving van het zonnestelsel – zie de afbeelding hierboven, waarin met blauw het stukje is weergegeven waarin de meeste exoplaneten (door Kepler) zijn ontdekt. Maar hoe zit het met de rest van het Melkwegstelsel, dat pakweg 100.000 lichtjaar in diameter is en waarvan we maar een klein stukje nu hebben verkend? Komen daar ook planeten voor? Onderzoekers van de Osaka Universiteit in Japan en de NASA hebben nu het antwoord gevonden: ja, ook in de rest van de Melkweg komen planeten voor, zelfs in de galactische verdikking, de dichte opeenhoping van gas en sterren in het centrum van de Melkweg. Om de vraag te beantwoorden moesten ze een combinatie doen van waarnemingen en theoretische modellen bedenken. Die waarnemingen bestonden uit de zogeheten micro-zwaartekrachtlenzen, waarbij planeten ver weg in de Melkweg gezien vanaf de aarde voor een erachter liggende ster passeren en dan net het licht van die ster versterken en afbuigen. Met die micro-lenzen is men in staat om heel ver weg koude planeten te zien, planeten zoals Neptunus en Jupiter in ons zonnestelsel (je hebt ook ‘hete Jupiters’, maar die zijn hier ongeschikt voor).

Voorstelling van een micro-zwaartekrachtlens. Credit: NASA

De onderzoekers keken naar de verdeling van een hoeveelheid die de relatieve beweging van de lens (de planeet) en de achtergrondster beschrijft en die vergeleken ze vervolgens met een voorspelling volgens een galactisch model. Zo kon het onderzoeksteam de galactische verdeling van planeten afleiden. Daaruit komt naar voren dat er in die verdeling niet een sterke wisselwerking is tussen aantal planeten en afstand tot het centrum van het Melkwegstelsel, nee in de gehele Melkweg komen ongeveer in dezelfde hoeveelheid planeten voor, óók in de centrale verdikking van de Melkweg. Dat laatste is wel opvallend, want in die verdikking staan de sterren veel dichter bij elkaar en zijn e sterren ook een stuk ouder. Hier is het vakartikel over de waarnemingen aan planeten in het Melkwegstelsel, verscheen in The Astrophysical Journal Letters (2021). Bron: Phys.org.

Voor het eerst is duidelijk waar kosmische straling in de Melkweg vandaan komt

Credit: Astrophysics Laboratory, Nagoya University

Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd om precies te kwantificeren hoeveel protonen en elektronen er zitten in de kosmische straling afkomstig van het restant van een supernova in de Melkweg. Kosmische straling werd voor het eerst ontdekt door Victor Frans Hess in 1912 bij hoge ballonvluchten en sindsdien is de exacte bron van kosmische straling (die feitelijk helemaal geen straling is, maar die bestaat uit hoogenergetische deeltjes, zoals protonen, elektronen en heliumkernen) een groot raadsel. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Yasuo Fukui (Nagoya University) heeft de radio-, röntgen- en gammastraling afkomstig van het supernovarestant RX J1713.7-3946 in de Melkweg geanalyseerd en daaruit komt naar voren dat 67% van de gammastraling geproduceerd is door relativistische protonen, 33% komt van relativistische elektronen (relativistisch wil zeggen met bijna de lichtsnelheid reizend). In de grafiek bovenaan zie je een voorstelling hoe CR (Cosmic Ray) protonen en elektronen gammastraling kunnen maken. Het zijn deze protonen en elektronen die reageren met protonen resp. fotonen uit interstellaire gaswolken (ISM in de grafiek) en kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB) en het is na die interactie dat hoogenergetische fotonen (gammastraling) worden geproduceerd.

Kaarten van de intensiteit van gammastraling Ng, de interstellair gasdichtheid Np en de röntgenintensiteit Nx in het supernovarestant RX J1713.7-3946. Credit: Astrophysics Laboratory, Nagoya University

Voor het onderzoek maakte men gebruik van de NANTEN radiotelescoop en de Australische Telescope Compact Array (TCA) plus de gegevens eerder verzameld met de Europese XMM-Newton röntgenruimtetelescoop. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan het supernovarestant, verschenen in The Astrophysical Journal. Bron: Phys.org.

Er is een ‘breuk’ ontdekt in één van de spiraalarmen van de Melkweg

Credit: NASA/JPL-Caltech

We dachten het Melkwegstelsel aardig goed te kennen – hierboven dé standaard afbeelding die je altijd ziet van de Melkweg – maar soms komen we nog steeds voor verrassingen te staan. Zo hebben sterrenkundigen recent een ‘breuk’ ontdekt in één van de spiraalarmen van de Melkweg. Het is een soort van uitsteeksel bestaande uit jonge sterren en gaswolken waaruit sterren ontstaan van zo’n 3000 lichtjaar lengte in de Sagittariusarm, één van de spiraalarmen van de Melkweg. Hieronder zie je er een illustratie van (de zon zit dichterbij de Orionarm).

Credit: NASA/JPL-Caltech

De sterrenkundigen maakten voor deze ontdekking gebruik van de gegevens verzameld met de Spitzer IR ruimtetelescoop van de NASA en van de Europese Gaia ruimtetelescoop. Vier gaswolken in de breuk kennen we goed, want dat zijn de bekende Adelaarsnevel, de Omeganevel, de Trifidnevel en de Lagunenevel (zie afbeelding hieronder).

Credit: NASA/JPL-Caltech

Om aan te geven hoe strak een spiraalarm opgewonden zit rondom de kern van een sterrenstelsel hanteren sterrenkundigen een maat, de zogeheten pitchhoek. Die is bij een perfecte cirkelvorm 0° en als de armen meer open zijn, losser om de kern, dan wordt de pitchhoek groter. De Sagittariusarm heeft een pitchhoek van 12°. Maar het uitsteeksel in deze arm heeft een pitchhoek van 56°, dus die wijkt erg af van de rest van de arm. De sterren en gaswolken in de breuk hebben een snelheid en bewegingsrichting die afwijkt van de sterren en wolken in de Sagittariusarm. Bij andere sterrenstelsels vindt men vaker van deze ‘sporen’ of ‘veren’, zoals ze ook wel worden genoemd, en dat bracht Alberto Krone-Martins (Universiteit van Californië) en z’n collega’s op het idee om deze ook bij de Melkweg te gaan zoeken… en met succes. Hier het vakartikel over de ontdekking van de breuk, verschenen in Astronomy & Astrophysics. Bron: NASA-JPL.

Supervlammen van rode dwergen zijn minder schadelijk voor exoplaneten dan gedacht

Impressie van een exoplaneet bij een rode dwergster, die een supervlam produceert. Credit: AIP/ J. Fohlmeister

Er is maar één planeet in het heelal waarvan we weten dat er leven is en dat is de aarde. Die draait om de zon, een gele dwergster. De meeste sterren in het heelal zijn echter rode dwergsterren – ze vormen pakweg 75% van alle sterren in de Melkweg – en daar hebben de sterrenkundigen heel veel exoplaneten bij ontdekt, ook aardachtige exoplaneten die zich in de leefbare zone van hun ster bevinden. Rode dwergsterren zijn koeler dan gele dwergsterren en dat betekent dat exoplaneten dichter bij hun ster moeten staan om leefbaar te zijn, in een regio waar water in vloeibare vorm kan bestaan. Maar da’s dan ook meteen wat rode dwergen zo tricky maakt, want het zijn sterren met een impulsief karakter, die grote supervlammen de ruimte in kunnen spuwen, die exoplaneten op korte afstand onleefbaar kunnen maken. Gele dwergsterren kunnen ook wel sterke zonnevlammen produceren, zoals de zon in 1859 deed bij de Carrington-gebeurtenis, maar de aarde staat een stuk verder weg dan leefbare planeten bij rode dwergen én de aarde wordt goed beschermd door z’n magnetische veld. Exoplaneten bij rode dwergen zouden door de supervlammen hun astmosfeer kunnen kwijtraken en eventueel leven op die planeten zou vervolgens door de sterke UV-straling vernietigd worden. Tenminste, dat dacht men tot voor kort. Maar wat blijkt nu: sterrenkundigen van het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) hebben samen met collega’s in de VS en Spanje met behulp van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) supervlammen van rode dwerg bestudeerd. Ekaterina Ilin en haar team hadden een methode bedacht waarmee ze kunnen nagaan wáár op de ster de supervlammen precies worden geproduceerd en de ruimte in schieten. Bij de zon is dat vooral in het equatoriale vlak, in de streken rondom de evenaar van de zon. Maar bij rode dwergen blijken de supervlammen vooral bij de polen te worden geproduceerd. Van de 3000 onderzochtte rode dwergsterren in de TESS data bleken er vier te zijn die geschikt waren voor de nieuwe methode en bij alle vier traden de supervlammen op boven een breedtegraad van 55° – bij de zon is het meestal ónder de 30°. En dat maakt dat exoplaneten bij rode dwergsterren minder kwetsbaar zijn voor de supervlammen van hun grillige moederster, mits ze uiteraard draaien in het baanvlak dat evenwijdig is aan de evenaar van de ster. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan de supervlammen bij rode dwergsterren, verschenen in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bron: AIP.