Nabij stervormingsgebied geeft ons aanwijzingen over ontstaan zonnestelsel

Credit: Forbes et al., Nature Astronomy 2021

Sterrenkundigen hebben in meerdere golflengten een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Slangendrager (Ophiuchus) onderzocht en dat heeft aanwijzingen opgeleverd over het ontstaan van ons eigen zonnestelsel. Bij het onderzoek richtten John Forbes (Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics) en z’n team zich vooral op kortlevende radioactieve elementen, zoals aluminium-26. Al sinds de jaren zeventig is bekend dat in het vroege zonnestelsel dergelijke elementen voorkwamen, door onderzoek aan zogeheten inclusies in meteorieten, waarin die radionucliden zich bevinden. De wolk van gas en stof waaruit het zonnestelsel ontstond zou met die radionucliden verontreinigd zijn door de explosie van een nabije supernova of door de sterke sterrenwind van zware Wolf-Rayet sterren. Bij het recente onderzoek konden de sterrenkundigen zien dat er interactie was tussen de gaswolken in Slangendrager en een nabijgelegen cluster van sterren, de zogeheten ‘Upper Scorpius Association‘, met jonge, hete OB-sterren. Het blijkt dat de meest waarschijnlijke bron van kortlevende radionucliden in de gaswolk supernovae zijn in die stercluster. Door in meerdere golflengten te kijken was men in staat om de reis van de radionucliden van de stercluster naar de gaswolk compleet in beeld te brengen.

Infraroodfoto van het stervormingsgebied L1688 in de Ophiuchus-wolk. Credit: João Alves/ESO VISIONS

Ook ons eigen zonnestelsel zou zo vermoedelijk ontstaan zijn: uit een combinatie van een gigantisch grote moleculaire wolk van gas en stof met een nabije cluster van sterren. Supernovae in die cluster zouden de wolk vervolgens hebben verontreinigd met radionucliden zoals Al-26 en vervolgens zou het zonnestelsel met de zon en planeten zijn ontstaan. De radionucliden zenden gammastraling uit en dat heeft men met telescopen vast kunnen leggen – de roodgekleurde gebieden in de foto’s bovenaan. Dankzij uitgebreide statistische analyse van de stercluster en de stervormingsregio in Slangendrager waren Forbes en z’n mensen precies in staat om te berekenen wat de bron was van de radionucliden in de wolk: 59% kans dat het afkomstig is van supernovae en 68% kans dat het van meerdere bronnen komt, niet van slechts één supernova. De hoeveelheid Al-26 in een stervormingsregio is van belang om te weten hoe ‘droog’ de later te vormen planeten zijn, want bij het verval van dit element komt warmte vrij en hoe meer warmte, des te droger zullen de planeten in wording zijn. In Nature verscheen een vakartikel over het onderzoek aan het stervormingsgebied in Slangendrager. Bron: Phys.org.

SOFIA telescoop werpt eerste duidelijke blik op een kokende ketel waarin sterren worden geboren

RCW 49 met in het midden de stercluster Westerlund 2. Credit: NASA/JPL-Caltech/E. Churchwell (University of Wisconsin).

Sterrenkundigen van de Universiteit van Maryland hebben met behulp van NASA’s SOFIA IR-telescoop, die zich aan boord bevindt van een Boeing 747 vliegtuig, voor het eerst een duidelijke blik kunnen werpen op een ‘kokende ketel waarin sterren worden geboren’. Met die Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) telescoop keken Maitraiyee Tiwari en z’n team naar de stercluster Westerlund 2, gelegen in RCW 49, een grote gaswolk in de Melkweg, waar heel veel sterren worden geboren. In eerste instantie dachten sterrenkundigen dat Westerlund 2 omgeven wordt door twee grote uitdijende bellen van heet gas, maar de recente studie met SOFIA laat zien dat er maar één grote bel is. Die ontstaat door de zware, jonge sterren van Westerlund 2, die met hun sterke sterrenwind als het ware bellen blazen, die zich als een razende door het koudere interstellaire gas en stof voortbewegen. De buitenkant van de expanderende bel bestaat uit geïoniseerd koolstof en het is in die uitdijende schil van koolstof dat er nieuwe sterren worden geboren, een soort van kokende ketel waarin sterren ontstaan.

Deel van de expanderende schil rondom Westerlund 2, inclusief artistieke toevoeging: SOFIA in die foto. Credit: Marc Pound/UMD.

Door metingen aan de snelheid van de koolstofionen in de schil en hun richting (naar ons toe of van ons af) was men in staat om een driedimensionaal beeld te krijgen van de expanderende bel rondom Westerlund 2. Ongeveer een miljoen jaar geleden moet de expanderende bel aan één kant zijn opengebarsten en daar in snelheid zijn vertraagd. Maar toen zo’n 200.000 tot 300.000 jaar geleden een nieuwe ster in Westerlund 2 met z’n sterke sterrenwind begon te stralen vulde het gat zich weer en werd de snelheid weer hervat. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan Westerlund 2, op 23 juni verschenen in the Astrophysical Journal. Bron: UMD.

Gloednieuwe techniek werpt meer licht op de vorming van de jonge Melkweg en ontdekt ‘gemigreerde’ sterren

Een internationaal team astrofysici heeft met behulp van een gloednieuwe techniek – asteroseismologie gecombineerd met spectroscopie – de ouderdom van 100 Rode reuzen in de Melkweg nauwkeurig weten vast te stellen. Daarbij ontdekte het team dat een aantal van deze reuzensterren helemaal niet afkomstig is uit onze Melkweg. Het zijn, zeg maar, ‘gemigreerde’ sterren uit een ander sterrenstelsel, i.d. het satellietstelsel ‘Gaia-Enceladus’. In zijn geheel levert het onderzoek het beste bewijs tot nu toe voor de timing hoe onze vroege Melkweg samenkwam, inclusief de fusie zo’n 10 miljard jaar geleden van de Melkweg met dit dwergstelsel ‘Gaia-Enceladus’. Het wetenschappelijk paper van het onderzoek, werd op 17 mei j.l. gepubliceerd in Nature Astronomy. Onderzoeksleider en eerste auteur is Dr. Josefina Montalbán van de Universiteit van Birmingham.

Infraroodbeeld van sterren in het centrum van de Melkweg (Spitzer). Infrarood-observaties ‘kijken’ achter de gaswolken. Ong. 10 miljoen sterren zijn er binnen 3,3 lj van het galactische centrum. Deze worden gedomineerd door Rode reuzen, dezelfde soort oude sterren die in dit onderzoek uit een ander sterrenstelsel blijken te komen. Afbeelding via NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (SSC/Caltech).

Montalbán stelt dat de samensmelting met Gaia-Enceladus beschouwd wordt als een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van de Melkweg, die gebeurtenis heeft vorm gegeven aan hoe we de Melkweg vandaag de dag waarnemen. Wat betekent de vondst van deze ‘gemigreerde’ sterren? Co-auteur Fiorenzo Vincenzo stelt: “Ons bewijs suggereert dat toen de fusie met een dwergstelsel plaatsvond, de Melkweg al een grote populatie van zijn eigen sterren had gevormd.” De fusie met Gaia- Enceladus vond zo een 8 tot 11 miljard jaar geleden plaats. Daarentegen is de leeftijd van de Melkweg ongeveer 13,6 miljard jaar. Deze fusie gebeurde dus vroeg in de geschiedenis van het Melkwegstelsel. Vincenzo vervolgt: “Veel van die ‘eigengemaakte’ sterren kwamen terecht in de dikke schijf in het midden van de Melkweg, terwijl de meeste sterren die werden gevangen vanuit Gaia-Enceladus zich in de buitenste halo van de Melkweg bevinden.” Door het berekenen van de leeftijd van de sterren, kon men nu voor het eerst vaststellen dat de sterren die zijn ingevangen vanaf Gaia-Enceladu,s een vergelijkbare of iets jongere leeftijd hebben vergeleken met de meeste sterren die in de Melkweg zijn ‘geboren’. De botsing van zo een 10 miljard jaar geleden, was een ‘gewelddadige’ aangelegenheid, Vincenzo stelt: “De resultaten toonden aan dat de fusie de banen van de sterren die zich al in de Melkweg bevonden, deed veranderen, ze werden excentrieker.” Ook bleek de chemische samenstelling van de ‘gemigreerde’ sterren anders te zijn.

Artistieke impressie van de galactische schijf Credits: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt

Hoe vond men deze sterren? Het team nam een willekeurig hondertal oude sterren die met de Kepler telescoop zijn waargenomen, het betrof rode reuzen, sterren in hun laatste ‘levensfase’. M.b.v. data van Kepler, de Gaia-satelliet en de APOGEE, paste men de techniek van de asteroseismologie toe (de studie van de manier waarop sterren oscilleren vergelijkbaar met helioseismologie die de zonnetrillingen bestudeert). D.w.z. de techniek meet regelmatige variaties binnen de ster. Door te leren hoe een ster oscilleert, verkrijgt men informatie over de grootte en interne structuur van een ster, waardoor ze op hun beurt de leeftijd van de ster kunnen schatten. Teamlid Mathieu Vrard, Ohio State University, stelt: “De techniek stelt ons in staat om zeer precieze leeftijden voor de sterren, die belangrijk zijn bij het bepalen van de chronologie van wanneer gebeurtenissen plaatsvonden in de vroege Melkweg. Spectroscopisch onderzoek deed men om de chemische samenstelling van de sterren te achterhalen. Dit helpt ook bij het bepalen van de leeftijd, en in combinatie hielp dit de leeftijden van de sterren te bepalen met een ongekende precisie. De astronomen merkten op dat een aantal van hen even oud was, en dat deze leeftijd iets jonger was dan de meeste van de sterren waarvan men weet dat ze hun leven begonnen in de Melkweg. Teamlid Andrea Miglio voegde toe: “We hebben het enorme potentieel van asteroseismologie in combinatie met spectroscopie laten zien om nauwkeurige relatieve leeftijden te bepalen voor individuele, zeer oude sterren. Alles bij elkaar dragen deze metingen bij aan een scherpere kijk op de jonge Melkweg en beloven ze een mooie toekomst voor [Melkweg] archeoastronomie.” Nu willen de onderzoekers hun benadering toepassen op grotere aantallen sterren om een nog beter zicht op de vorming van de Melkweg te krijgen. Bronnen: Ohio State University, EarthSky, Universiteit van Birmingham, ESA

Prebiotische moleculen in protosterren Serpens SMM1-a en IRAS 16293B ontdekt

Een team astronomen van de Amerikaanse Cornell universiteit heeft met behulp van de ALMA-telescoop in Chili enkele essentiële ingrediënten voor leven gevonden bij twee protosterren. Het betreft de prebiotische moleculen ‘methylisocyanaat en ‘glycolonitril’ aangetroffen bij de sterren-in-spé Serpens SMM1-a en IRAS 16293B. De vondst van deze moleculen in een jong, zich vormend systeem betekent dat als die systemen ooit planeten gaan ontwikkelen, en die planeten de juiste omstandigheden voor leven bezitten, er tenminste twee van de essentiële ingrediënten voor de bouwstenen van het leven aanwezig zijn.  Lees verder

Astrofysici ontdekken bijzondere sterrenstroom ‘Theia 456’, al zijn sterren zijn tegelijk geboren

In onze Melkweg bewegen zich zo een 8000 recent ontdekte sterrenstromen (Eng. ‘stellar streams’) die allen ‘Theia’ genaamd zijn. Een sterren- of stellaire stroom is een verzameling van sterren die een zeldzaam lineair patroon volgen. Ze bewegen in een baan om een sterrenstelsel dat ooit een bolvormig cluster of dwergstelsel was, en dat nu uit elkaar is gescheurd en zich langs zijn baan uitgestrekt heeft door getijdenkrachten. Van de 8000 bekende sterrenstromen is Theia 456 een bijzondere, een team van astrofysici heeft recent meerdere datasets afkomstig van de Gaia ruimtetelescoop gecombineerd en ontdekt dat alle 468 sterren van Theia 456 tegelijk geboren zijn en tevens in dezelfde richting door de hemel bewegen. Astrofysicus Jeff Andrews van de Northwestern University te Washington stelt; “De meeste sterclusters worden samen geformeerd. Wat echter zo bijzonder is aan Theia 456 is dat het zo lang, 570 lichtjaar, en zo uitgestrekt is. Er zijn maar weinig sterrenstromen zo dichtbij, zo jong en zo wijdverspreid.” Lees verder

Astrofotografie voor Dutchies – Youtube

De Dutchies-reeks

In 2015 begon ik op deze blog een reeks over Astrofotografie. Voor Dutchies. Niet omdat het alleen aan Nederlanders gericht is, maar meer omdat het bedoeld is als een kijkje in een doorgaans zeer kostbare hobby, vanuit het standpunt van iemand die geen geld wil uitgeven… zeg maar waar ons landje bekend om staat 😉

Deel 1: Een introductie
Deel 2: Sterrenbeelden en sterrensporen
Deel 3: Planeet en maanfotografie

Het is al weer een hele tijd geleden dat ik deze reeks van een nieuw deel voorzien heb. Sterker nog, al vele jaren staat een deel 4 in concept die zal gaan over Deepsky fotografie. Allerlei uiteenlopende redenen (excusen) zijn aan te voeren waardoor dit nooit afgemaakt is.

Intussen ben ik ook niet meer geheel op de goedkope toer verder gegaan. Toch is het nog altijd mijn wens om de reeks voort te zetten.

Youtube!

Gisteren heb ik een Youtube filmpje geupload waarin ik een gratis software pakket bespreek. Met het pakket kon ik in een veel kortere tijd resultaten bereiken die ook nog eens mooier blijken. In mijn ogen dan.

Een gratis programma, dus opnieuw de Dutchy way… Ik heb het daarom maar dezelfde naam gegeven als hier op het blog.

Twee-richtingsverkeer

Nu ik op deze blog naar mijn Youtube kanaal verwijs, wil ik dit ook de andere kant op doen. Het is mijn bedoeling ook video-versies te maken van sommige van mijn eerdere blogs.
Tegelijkertijd is het ook mijn bedoeling een blog-versie van de video over het gratis software pakket Siril te maken.

Tot snel (sneller dan de vorige keer tenminste…)

ESO-telescoop ziet tekenen van de geboorte van een planeet

SPHERE-opname van de schijf rond AB Aurigae. Credit:
ESO/Boccaletti et al.

Waarnemingen met de Very Large Telescope (VLT) van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht (ESO) laten duidelijke tekenen zien van de vorming van een planeet. In de dichte schijf van stof en gas rond de jonge ster AB Aurigae hebben astronomen een opvallende spiraalstructuur met een ‘knik’ ontdekt die de plek aangeeft waar zich mogelijk een planeet aan het vormen is. Het waargenomen kenmerk zou het eerste directe bewijs kunnen zijn voor de geboorte van een babyplaneet.

‘Duizenden exoplaneten zijn tot nu toe ontdekt, maar er is weinig bekend over hun ontstaan’, zegt Anthony Boccaletti van de Sterrenwacht van Parijs van de PSL Universiteit (Frankrijk), die leiding gaf aan dit onderzoek. Astronomen weten dat planeten geboren worden door de samenklontering van koud gas en stof in de stofrijke schijven rond jonge sterren zoals AB Aurigae. De nieuwe waarnemingen met ESO’s VLT, die in Astronomy & Astrophysics zijn gepubliceerd, leveren belangrijke aanwijzingen op die wetenschappers meer inzicht geven in dit proces.

SPHERE-opname van het hart van de schijf rond AB Aurigae. Credit:
ESO/Boccaletti et al.

‘Om het moment van planeetvorming werkelijk te kunnen vastleggen, moeten we zeer jonge systemen waarnemen’, zegt Boccaletti. Maar tot nu toe konden astronomen geen opnamen maken van jonge schijven die genoeg details laten zien om de ‘knik’ te vinden die de plek aangeeft waar zich een babyplaneet aan het vormen is.

Op de nieuwe opnamen is een prachtige spiraal van stof en gas rond AB Aurigae te zien – een ster op 520 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Auriga (Voerman). Spiralen van dit type zijn een teken dat er babyplaneten aanwezig zijn die ‘het gas in de schijf verstoren ongeveer zoals de boeggolf van een boot het oppervlak van een meer verstoort,’ aldus Emmanuel Di Folco van het Astrofysisch Laboratorium van Bordeaux (LAB), Frankrijk, die eveneens aan het onderzoek heeft meegewerkt. Doordat de planeet om de centrale ster draait, neemt deze golf de vorm van een spriaalarm aan. De zeer heldere gele ‘knik’ nabij het centrum van de nieuwe opname van AB Aurigae, die ongeveer even ver van de ster is verwijderd als Neptunus van de zon, is een van de verstoorde plekken waarvan het onderzoeksteam aanneemt dat er planeetvorming plaatsvindt.

De foto’s van het AB Aurigae-systeem waarop de omringende schijf te zien is. De rechter foto, een ingezoomde versie van het centrale deel van de foto links, toont het hart van de schijf. Daar bevindt zich de ‘knik’ (in zeer helder geel) waarvan wetenschappers denken dat dit de plek is waar een planeet ontstaat. De knik is ongeveer even ver verwijderd van AB Aurigae als Neptunus van de zon. Credit: ESO/Boccaletti et al.

Waarnemingen van het AB Aurigae-systeem die enkele jaren geleden zijn gedaan met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), waar ESO partner in is, leverden de eerste aanwijzingen voor actieve stervorming rond deze ster op. Op de ALMA-beelden ontdekten wetenschappers twee spiraalarmen van gas in de nabijheid van de ster, die zich in het hart van de schijf bevinden. Dat was voor Boccaletti en een team van astronomen uit Frankrijk, Taiwan, de VS en België reden om in 2019 en begin 2020 scherpere opnamen van de ster te maken met het SPHERE-instrument van ESO’s VLT in Chili. De SPHERE-beelden zijn de ‘diepste’ opnamen van het AB Aurigae-systeem die tot nu toe zijn gemaakt.

Daarmee wordt bedoeld dat astronomen dankzij de gevoelige SPHERE-camera nu ook het zwakkere licht van kleine stofdeeltjes en straling uit het hart van de schijf konden zien. Op die manier hebben ze het bestaan van de spiraalarmen die voor het eerst met ALMA zijn gedetecteerd kunnen bevestigen en bovendien een andere opvallende structuur ontdekt: een ‘knik’ die erop wijst dat zich momenteel planeten aan het vormen zijn in de schijf. ‘De knik wordt door sommige theoretische modellen voor de planeetvorming voorspeld’, zegt co-auteur Anne Dutrey, ook van LAB. ‘Hij vormt de verbinding tussen twee spiralen, waarvan de ene vanaf de omloopbaan van de planeet naar binnen gaat en de andere naar buiten uitwaaiert. De twee komen bij de planeet-in-wording bij elkaar en zorgen ervoor dat deze zich kan voeden met het gas en stof van de schijf.’

ESO is momenteel bezig met de bouw van de 39-meter Extremely Large Telescope die bij zijn onderzoek van planeten buiten ons zonnestelsel zal kunnen voortbouwen op het geavanceerde onderzoek dat met ALMA en SPHERE is gedaan. Boccaletti denkt dat deze krachtige telescoop astronomen in staat zal stellen om nog gedetailleerdere opnamen te maken van planeten-in-wording. ‘We zouden dan direct en veel preciezer moeten kunnen zien hoe de dynamiek van het gas bijdraagt aan het planeetvormingsproces’, concludeert hij. Bron: ESO.

Astrofysici ontwikkelen computermodel waarin zwaartekracht en magnetisme in een protoplanetaire schijf gecombineerd worden

Een onderzoeksteam o.l.v. Lucio Mayer, hoogleraar computationele astrofysica aan de Universiteit van Zürich heeft een computersimulatiemodel ontwikkeld waarin twee processen van planeetvorming, planeetontwikkeling en magnetische veldvorming, gecombineerd worden. Voorheen moesten deze processen in afzonderlijke modellen weergegeven worden.

Lees verder

‘Star Formation Project’ brengt nabije stervormingsgebieden in kaart

CREDIT: NAOJ

Sterrenkundigen hebben in het kader van het Star Formation Project drie relatief nabijgelegen stervormingsgebieden in de Melkweg in kaart gebracht, interstellaire gaswolken, waar in rap tempo sterren met zware massa ontstaan. In visueel licht zijn de wolken slecht te zien vanwege tussenliggende donkere stofwolken, maar radiostraling kan daar doorheen dringen en daarom zijn de gaswolken bestudeerd met de 45m Nobeyama-radiotelescoop in Japan. Het gaat om de wolken genaamd Orion A, Aquila Rift en M17, die tjokvol met CO zitten, koolstofmonoxide. De kaart die van de gebieden gemaakt is die is zo gedetailleerd dat details van 3200 Astronomische Eenheden zichtbaar zijn, da’s zestig keer zo groot als het zonnestelsel. In de Publications of the Astronomical Society of Japan verscheen onlangs dit vakartikel erover. Bron: Eurekalert.

SOFIA telescoop werpt meer licht op evolutie Zwanennevel

Messier 17 ook wel bekend als ‘Zwanen- of Omeganevel’ is een sterrennevel op 5,500 lichtjaar afstand van de aarde in het sterrenbeeld Sagittarius. De nevel heeft een diameter van 15 lichtjaar en is een van de helderste en grootste stervormingsgebieden aan de zuiderhemel in de Melkweg. En, het woord ‘nevel’ impliceert het al, de nevel is vanwege zijn structuur lastig in zijn geheel te observeren, de gas- en stofwolken verhullen de binnenste regionen van de nevel. Maar recent NASA onderzoek door een team astronomen van het SOFIA Science Center o.l.v. Jim De Buizer met behulp van data van de SOFIA telescoop (een NASA / DLR project) wierp meer licht op Messier 17. Lees verder