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.

Jawel er is een datum: 18 december wordt de James Webb Space Telescope gelanceerd!

Credit: ESA / D. Ducros

Tatáááá, er is een datum: ESA, NASA en Arianespace hebben vandaag laten weten dat op zaterdag 18 december [1]De tijd is nog onbekend. de James Webb Space Telescope (JWST) zal worden gelanceerd en wel met de Ariane 5 flight VA256 vanaf de ESA-lanceerbasis Kourou in Frans-Guyana. Een soort van vroege Kerstlancering dus. Het zal de derde lancering worden van een Ariane 5 in 2021 en het is gelijk de meest belangrijke en kostbare (de JWST kostte bijna 10 miljard dollar). De JWST is helemaal uitgetest en ingevouwen voor de lancering – in normale postuur heeft ‘ie de afmetingen van een tennisbaan, opgevouwen is ‘ie 10,66 bij 4,5 meter – en nu is het wachten op de lancering, die de gigantische telescoop (opvolger van de Hubble ruimtetelescoop) in een vier wekende durende baan richting Lagrangepunt L2 moet brengen, welke 1,5 miljoen km van ons vandaan ligt (zie de afbeelding hieronder).

Credit: ESA.

Grote hamvraag is natuurlijk of die datum van 18 december ook echt staat als een huis. De datum van lancering is al vele malen opgeschoven, door allerlei technische en organisatorische problemen, maar het lijkt er nu toch op dat dit echt dé datum van lancering wordt. Laten we hopen dat het inderdaad zo is. Bron: ESA.

References[+]

References
1 De tijd is nog onbekend.

De James Webb Space Telescope heeft alle testen goed doorstaan – nu de lancering nog

Credits: NASA/Chris Gunn

De James Webb Space Telescope (JWST), de opvolger van de Hubble ruimtetelescoop, heeft alle testen [1]De testen waren bedoeld om te kijken of de telescoop in de ruimte gaat doen waarvoor ‘ie ontworpen is en of de reis naar Lagrangepunt L2 en het verblijf in de ruimte aldaar goed zullen worden … Continue reading goed doorstaan en wordt nu gereed gemaakt voor het transport van de telescoop via het Panamakanaal naar Kourou in Frans-Guyana, waar ‘ie ergens in november (of begin december) dit jaar gelanceerd zal worden met behulp van een Ariane 5 raket van de ESA. De ruimtetelescoop is uitgebreid getest in de ‘Northrop Grumman’s facilities’ in Rendondo Beach in de VS en die zijn allemaal goed verlopen. In de video hieronder zie je hoe de JWST na alle testen in z’n opgevouwen toestand wordt gebracht, waarmee de telescoop de ruimte in zal worden gebracht. De bovenste trap van de Ariane 5 raket, waarin de JWST komt te zitten, is eerder deze maand richting Frans-Guyana getransporteerd.

Bron: NASA.

References[+]

References
1 De testen waren bedoeld om te kijken of de telescoop in de ruimte gaat doen waarvoor ‘ie ontworpen is en of de reis naar Lagrangepunt L2 en het verblijf in de ruimte aldaar goed zullen worden doorstaan.

Bron ritmische snelle radioflits brandschoon en niet gehinderd door dubbelster

Een Nederlands team van astronomen heeft ontdekt dat het herhalende patroon in de kosmische radioflitser FRB20180916B niet wordt veroorzaakt door de krachtige sterrenwind van een begeleidende ster, zoals eerder werd vermoed. De flitsen komen mogelijk van een zeer sterk gemagnetiseerde maar eenzame neutronenster, een zogeheten magnetar. De astronomen deden deze ontdekking binnen een unieke combinatie van waarnemingen met twee van de grootste radiotelescopen ter wereld: LOFAR en Westerbork.

De Westerborktelescoop (links) nam een ritmische snelle radioflits als eerste waar, aan de blauwe, korte-golf radiohemel. Pas veel later zond de bron rode, lange-golfflitsen uit. De LOFAR-telescoop (rechts) heeft zulke flitsen nu voor het eerst waargenomen. Het kleur-afhankelijke flitsgedrag betekent dat de bron niet periodiek door de wind van een begeleidende ster wordt verduisterd. (Credit: Joeri van Leeuwen)

Snelle radioflitsen (Fast Radio Bursts – FRB’s) behoren tot de heftigste uitbarstingen in het heelal, maar astronomen dachten tot nu toe dat ze door een elektronenmist werden verhuld. Uit de nieuwe waarnemingen blijken ze echter helder zichtbaar. Het resultaat verschijnt deze week in het tijdschrift Nature.

Het gebruik van ‘radiokleuren’ leidde tot de doorbraak. In zichtbaar licht zien we de verschillende golflengten als verschillende kleuren. Zo loopt de regenboog van blauw licht (kortere golflengte) naar rood licht (langere golflengte). Elektromagnetische straling waarvan de golflengte te kort of te lang is voor het menselijke oog, kan ook als licht worden omschreven. Sterrenkundigen noemen dit bijvoorbeeld ultraviolet licht, of radiolicht. Radiolicht bevindt zich voorbij de rode kant van de gewone regenboog. Binnen het radiolicht is blauwer licht (kortere golflengte) weer te onderscheiden van roder licht (langere golflengte). Radiogolven zijn een miljoen maal langer dan die in zichtbaar blauw en rood licht, maar in essentie zijn verschillende radiogolflengtes ook gewoon kleuren.

De onderzoekers bestudeerden de snelle radioflitser FRB20180916B op twee golflengtes tegelijk: één blauwer, en één veel roder. De radioflitsen zijn zeer energierijke fenomenen en duren slechts een duizendste van een seconde. De energie achter de flits moet immens zijn, maar sterrenkundigen snappen nog niet precies hun herkomst. Sommige FRB’s zenden meerdere flitsen uit, FRB20180916B zelfs met regelmaat. Sterrenkundigen vermoedden daarom dat de flitsen van dubbelsterren komen. Die draaien zeer regelmatig om elkaar heen, en kunnen elkaar met hun sterrenwind verduisteren. “De sterrenwind van de begeleider zou het meeste blauwe, korte-golf-radiolicht moeten doorlaten, maar het rode, lange-golf-radiolicht niet,” zegt eerste auteur Inés Pastor-Marazuela (Universiteit van Amsterdam en ASTRON).

Sterrenkundigen dachten dat een dichte elektronmist snelle radioflitsen verduisterde. Waarnemingen met LOFAR (rechts) en Westerbork (links) hebben dit nu ontkracht. Nu hun omgeving brandschoon blijkt, zijn de flitsers nog betrouwbaardere bakens in het heelal (Credit: Joeri van Leeuwen).

Om dat idee te testen, combineerden de astronomen de LOFAR-telescoop met de vernieuwde Westerbork-telescoop. Zo konden ze FRB20180916B tegelijkertijd in twee radiokleuren waarnemen. Westerbork onderzocht de blauwere golflengte van 21 centimeter; LOFAR keek naar de veel rodere golflengte van 3 meter. De telescopen maakten elk een hogesnelheidsfilm van de bron, met duizenden beelden per seconde. Een zelflerende supercomputer doorzocht de beelden direct en continue. “Toen we de twee kleuren vergeleken, wachtte ons een grote verrassing,” zegt Pastor-Marazuela. “Uit de gangbare sterrenwindmodellen voor FRB’s zou je namelijk verwachten alleen, of in ieder geval vooral, blauwere flitsen te zien. Maar wat we vonden was twee dagen vol blauwere radioflitsen, gevolgd door drie dagen met rodere. De eerdere modellen kunnen dus niet kloppen, er is iets anders aan de hand.”

Dit was de eerste keer dat astronomen een snelle radioflits zagen met LOFAR. Op golflengtes langer dan 1 meter waren ze nooit eerder waargenomen. “We proberen al meer dan 10 jaar FRB’s te ontdekken met LOFAR. We hadden al onvoorstelbaar veel data doorzocht. Tot nu toe zonder resultaat. Ik had het al bijna opgegeven,” zegt coauteur Sander ter Veen (ASTRON).

De detectie is belangrijk omdat het betekent dat het rodere, lange-golf-radiolicht toch kan ontsnappen uit de directe omgeving van de felle bron. “Sommige FRB’s blijken dus kraakhelder zichtbaar, ongehinderd door eventuele elektronenmist in hun sterrenstelsel. Dat is heel interessant”, zegt coauteur Liam Connor (UvA/ASTRON), “omdat we FRB’s daardoor kunnen gebruiken als bakens om de atomen in het heelal in kaart te brengen. Een groot deel van die materie lijkt namelijk kwijt.”

De LOFAR radiostations in West-Europa. Credit: ASTRON.

De twee Nederlandse radiotelescopen speelden een sleutelrol in de ontdekkingen. LOFAR is een lange-golf-radiotelescoop die verspreid is over heel Europa, met Drenthe als centrum. De schotels bij Westerbork zijn recent vernieuwd met de (kortere golf) Apertif-ontvangers, radio-hogesnelheidscamera’s. Daarmee is ook de Westerbork-telescoop weer wereldwijd toonaangevend. De doorbraak kwam toen het team de twee direct op elkaar aansloot, en als één liet samenwerken.

Onderzoeksleider Dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON/UvA): “We hebben eerst een zelflerende supercomputer voor Westerbork gebouwd. Die fungeert als de visuele hersenen en kan de flitsen razendsnel herkennen. Bij iedere korte-golf-FRB seinde Westerbork volautomatisch LOFAR in, maar LOFAR zag niks. Eerst verdachten we de voorspelde mist rond de FRB-bron ervan die rodere, lange-golf-flitsen tegen te houden – maar tot onze verbazing verschenen de rodere flitsen alsnog, toen de blauwere al gestopt waren. Meteen was duidelijk dat de dubbelsterwind-modellen niet zomaar konden kloppen. De snelle radioflitsen ontsnappen ongehinderd, en worden waarschijnlijk uitgezonden door magnetars.”

Zulke magnetars zijn neutronsterren met een dichtheid vele malen hoger dan lood, en zijn ook gigantisch sterk gemagnetiseerd. “Een eenzame, langzaam draaiende magnetar verklaart het nieuw ontdekte gedrag het beste,” zegt Pastor-Marazuela. “Het voelt alsof je een detective bent die dicht bij de ontknoping is – onze waarnemingen laten nog maar weinig modellen voor FRB’s over.” Bron: Astronomie.nl.

Meest gedetailleerde beelden van sterrenstelsels ooit waargenomen met LOFAR

Na bijna tien jaar werk heeft een internationaal team van astronomen de meest gedetailleerde beelden ooit gepubliceerd van sterrenstelsels buiten ons eigen stelsel, waarmee hun werking in ongekend detail wordt onthuld. De beelden zijn gemaakt met gegevens die zijn verzameld door de door ASTRON gebouwde en beheerde Low Frequency Array (LOFAR), een radiotelescoop dat bestaat uit een netwerk van meer dan 70.000 kleine antennes verspreid over negen Europese landen, met de kern in Exloo, Nederland. De resultaten zijn de conclusie van jarenlang werk van het team onder leiding van Dr. Leah Morabito van de Durham University. Het team werd in het VK gesteund door de Science and Technology Facilities Council (STFC).

Een compilatie van de wetenschappelijke resultaten. Credit from left to right starting at the top: N. Ramírez-Olivencia et el. [radio]; NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University), edited by R. Cumming [optical], C. Groeneveld, R. Timmerman; LOFAR & Hubble Space Telescope,. Kukreti; LOFAR & Sloan Digital Sky Survey, A. Kappes, F. Sweijen; LOFAR & DESI Legacy Imaging Survey, S. Badole; NASA, ESA & L. Calcada, Graphics: W.L. Williams.

Naast steun voor de wetenschappelijke exploitatie financiert STFC ook het Britse abonnement op LOFAR, inclusief de upgradekosten en de exploitatie van het LOFAR-station in Hampshire.

Onthulling van een verborgen universum van licht in HD

Het heelal is overspoeld met elektromagnetische straling, waarvan zichtbaar licht slechts het kleinste deel uitmaakt. Van gammastralen en röntgenstraling met een korte golflengte tot microgolven en radiogolven met een lange golflengte: elk deel van het lichtspectrum onthult iets unieks over het heelal.

Het LOFAR-netwerk maakt beelden op FM-radiofrequenties die, in tegenstelling tot bronnen met een kortere golflengte zoals zichtbaar licht, niet worden geblokkeerd door de wolken van stof en gas die astronomische objecten kunnen bedekken. Regio’s in de ruimte die voor onze ogen donker lijken, branden in feite helder in radiogolven – waardoor astronomen in stervormingsregio’s of in het hart van sterrenstelsels zelf kunnen kijken.

De nieuwe beelden, die mogelijk zijn gemaakt door de internationale samenwerking, verleggen de grenzen van wat we weten over sterrenstelsels en superzware zwarte gaten. Een speciale uitgave van het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics is gewijd aan 11 onderzoekspapers waarin deze beelden en de wetenschappelijke resultaten worden beschreven.

Door LOFAR waargenomen radiostelsels. Credit: L.K. Morabito; LOFAR Surveys KSP.

Betere resolutie door samenwerking

De beelden laten het binnenste zien van nabije en verre melkwegstelsels met een resolutie die 20 keer scherper is dan typische LOFAR-beelden. Dit werd mogelijk gemaakt door de unieke manier waarop het team gebruik maakte van de array.

De meer dan 70.000 LOFAR-antennes staan verspreid over Europa, waarvan de meeste in Nederland staan. Bij normaal gebruik worden alleen de signalen van antennes die zich in Nederland bevinden gecombineerd, en ontstaat een “virtuele” telescoop met een verzamellens met een diameter van 120 km. Door de signalen van alle Europese antennes te gebruiken, heeft het team de diameter van de ‘lens’ vergroot tot bijna 2.000 km, waardoor de resolutie met een factor twintig is toegenomen.

In tegenstelling tot conventionele array-antennes die meerdere signalen in real time combineren om beelden te produceren, maakt LOFAR gebruik van een nieuw concept waarbij de door elke antenne verzamelde signalen worden gedigitaliseerd, naar een centrale processor worden getransporteerd en vervolgens worden gecombineerd om een beeld te creëren. Elk LOFAR-beeld is het resultaat van de combinatie van de signalen van meer dan 70.000 antennes, wat hun buitengewone resolutie mogelijk maakt.

Het bekende radiostelsel Hercules A met z’n twee enorme straalstromen, aangedreven door het centrale superzware zwarte gat. Credit: R. Timmerman; LOFAR & Hubble Space Telescope.

Jets van superzware zwarte gaten zichtbaar maken

Superzware zwarte gaten liggen op de loer in het hart van veel sterrenstelsels en veel daarvan zijn ‘actieve’ zwarte gaten die vallende materie verslinden en deze terug de kosmos in spuwen in de vorm van krachtige stralenstromen, ‘jets’. Deze jets zijn onzichtbaar voor het blote oog, maar ze branden helder in radiogolven en het zijn deze jets waarop de nieuwe hogeresolutiebeelden zich hebben gericht.

Dr. Neal Jackson van de Universiteit van Manchester verklaarde: “Deze beelden met hoge resolutie stellen ons in staat om in te zoomen en te zien wat er werkelijk gebeurt wanneer superzware zwarte gaten radiojets lanceren, wat eerder niet mogelijk was bij frequenties in de buurt van de FM-radioband.

Het werk van het team vormt de basis van negen wetenschappelijke studies die nieuwe informatie onthullen over de inwendige structuur van radiojets in een verscheidenheid van verschillende melkwegstelsels.

Een tien jaar durende uitdaging

Nog voordat LOFAR in 2012 operationeel werd, begon het Europese team van astronomen al te werken aan de enorme uitdaging om de signalen van meer dan 70.000 antennes, die wel 2.000 km uit elkaar staan, te combineren. Het resultaat, een voor het publiek toegankelijke gegevensverwerkingspijplijn, die in detail wordt beschreven in een van de wetenschappelijke artikelen, zal astronomen van over de hele wereld in staat stellen LOFAR te gebruiken om relatief gemakkelijk hogeresolutiebeelden te maken.

Dr. Leah Morabito van de Durham Universiteit zei: “Ons doel is dat de wetenschappelijke gemeenschap hierdoor het hele Europese netwerk van LOFAR-telescopen kan gebruiken voor hun eigen wetenschap, zonder jaren te hoeven spenderen om een expert te worden.”

Voor superbeelden zijn supercomputers nodig

Het relatieve gemak van de ervaring voor de eindgebruiker logenstraft de complexiteit van de computationele uitdaging die elk beeld mogelijk maakt. LOFAR maakt niet zomaar “foto’s” van de nachtelijke hemel, maar moet de gegevens die door meer dan 70.000 antennes zijn verzameld, samenvoegen, wat een enorme rekenklus is. Om één enkel beeld te produceren moeten meer dan 13 terabits ruwe gegevens per seconde – het equivalent van meer dan driehonderd DVD’s – worden gedigitaliseerd, naar een centrale processor worden getransporteerd en vervolgens worden gecombineerd.

Frits Sweijen van de Universiteit Leiden: “Om zulke immense datavolumes te verwerken, moeten we supercomputers gebruiken. Deze stellen ons in staat om de terabytes aan informatie van deze antennes in slechts enkele dagen om te zetten in enkele gigabytes aan wetenschap-klare gegevens.” Bron: ASTRON.

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

Na ruim een maand werkt de Hubble ruimtetelescoop weer!

De Hubble ruimtetelescoop. Credit: NASA.

Technici van de NASA/ Goddard Space Flight Center zijn er in geslaagd om de Hubble ruimtetelescoop weer aan de praat te krijgen. De telescoop stopte op 13 juni met functioneren toen de boordcomputer het plotseling niet meer deed en de instrumenten niet meer werden aangestuurd. Gisteren deed men een poging om een backup van de zogeheten SI C&DH unit te activeren (zie mijn blog van gisteren daarover) en dat lukte gelukkig. Komende dagen gaat men langzaam maar zeker de instrumenten en de telescoop weer aanzetten, zodat de wetenschappelijke activiteiten hervat kunnen worden.

Bron: Phys.org.

NASA gaat vandaag proberen Hubble weer aan de praat te krijgen

De Hubble ruimtetelescoop op 25 april 1990, toen hij uit het laadruim loskwam van Space Shuttle Discovery. Credit: NASA/Smithsonian Institution/Lockheed Corporation


De NASA denkt de oorzaak gevonden te hebben van de problemen met de boordcomputer van de Hubble ruimtetelescoop, die op 13 juni plotseling stopte met functioneren door die problemen. De telescoop zelf en alle daaraan verbonden instrumenten waren zelf in uitstekende staat, maar omdat de computer alles aanstuurde werkte het niet en moesten alle wetenschappelijke activiteiten worden gestaakt. De computer maakt deel uit van de zogeheten Science Instrument Command and Data Handling (SI C&DH) unit. Op die unit zit ook de Power Control Unit (PCU) en die veroorzaakt volgens de NASA het probleem. Die PCE zorgt er voor dat de computer genoeg voltage krijgt, de juiste hoeveelheid stroom. In de PCU zit een stroom-regulator, die er voor zorgt dat het voltage continu op vijf volt zit. Een tweede beveiligingscircuit checkt vervolgens of dat voltage inderdaad vijf volt is, zo niet dan vertelt dat systeem dat de boordcomputer moet stoppen met werkzaamheden. Onderzoek door de technici van de NASA laat zien dat er twee oorzaken kunnen zijn: of het voltage van de regulator is géén vijf volt, maar zit er onder of er boven, óf dat tweede beveiligingscircuit meet verkeerd en is stuk.

Eerder probeerde men al de CPU te resetten, maar dat leverde geen gewenst resultaat op. Daarom gaat men nu over op een backup van de SI C&DH unit, die ook een aparte backup van de CPU bevat. Dat zou vandaag allemaal moeten starten. Zou het succesvol zijn (waar we nog geen bericht van hebben gehad), dan zou het nog enkele dagen duren voordat alle wetenschappelijke activiteiten weer van start kunnen.

Bron: Phys.org.

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

Ingenieuze ‘geweven’ spectrometer bijna klaar voor de start

Close-up van het hart van WEAVE. 700 van de 950 glasvezels zijn minutieus gepositioneerd door twee robots die zich buiten beeld bevinden. De gele ring is ongeveer 60 centimeter in diameter. (c) Gavin Dalton/Oxford University/STFC

WEAVE, een ingenieuze spectrometer met duizenden verplaatsbare glasvezels, is bijna klaar voor gebruik door sterrenkundigen. Dat meldt een team van astronomen en technici onder leiding van Scott Trager (Rijksuniversiteit Groningen). De spectrometer, inclusief de twee robots die de glasvezels in wisselende opstellingen leggen, is succesvol geïnstalleerd op de Nederlands-Britse-Spaanse William Herschel Telescope op La Palma.

WEAVE staat voor WHT Enhanced Area Velocity Explorer en is een deels in Nederland gemaakte spectrometer. Het instrument kan meer dan 900 sterren of sterrenstelsels tegelijk in de gaten houden. Het rafelt met hoge precisie sterlicht uiteen in duizenden afzonderlijke kleuren. De kern van WEAVE bestaat uit bijna 2.000 verplaatsbare glasvezels. De losse glasvezels worden zo geplaatst dat ze elkaar niet storen. Van een afstandje heeft het veel weg van een kantkloswerk of een weefgetouw, vandaar ook de naam WEAVE. Met WEAVE kunnen astronomen de vorming van sterren bestuderen en onderzoeken hoe sterrenstelsels en het heelal veranderen.

De WEAVE-spectrometer geïnstalleerd op zijn plek achter de Nederlands-Britse-Spaanse William Herschel Telescope op La Palma. (c) Remko Stuik/NOVA/Universiteit Leiden

“We zijn ontzettend opgetogen dat WEAVE nu bijna klaar is voor echte waarnemingen,” zegt Scott Trager (Kapteyn Astronomisch Instituut, Rijksuniversiteit Groningen). Trager is de wetenschappelijk projectleider van WEAVE en de voorzitter van het WEAVE Survey Consortium dat overzichtsstudies van het heelal moet opleveren. “Vanwege reisbeperkingen door de coronapandemie duurde het allemaal wat langer dan gepland, maar nu kunnen we echt van start.”

Een van de digitale camera’s wordt getest. Het beeldvlak is 20 bij 12 centimeter groot en telt meer dan 75 miljoen pixels. (c) ING.

Diverse onderdelen

WEAVE zal de komende vijf jaar tientallen miljoenen spectra van sterren en sterrenstelsels genereren. De gegevens van WEAVE kunnen bijvoorbeeld worden gekoppeld aan de dataverzamelingen van de LOFAR-telescoop en van de ruimtesatelliet Gaia. Doordoor krijgen astronomen meer inzicht in hoe onze Melkweg is gevormd, hoe de sterren daarin zijn geëvolueerd, hoe andere sterrenstelsels zijn samengesteld.

De spectrometer bestaat uit diverse onderdelen. De zogeheten primaire focuscorrigeerder (prime-focus corrector) zorgt ervoor dat elke glasvezel meer dan 80% van het sterlicht binnenkrijgt. De vezelplaatser (fibre positioner) bestaat uit twee robots die de meer dan 900 glasvezels binnen een uur in de gewenste opstelling leggen. Twee camera’s met elk 12.000 bij 6.000 pixels verzamelen de uiteindelijke spectra. Twee cryostaten met vloeibare stikstof koelen de digitale camera’s zodat geen beeldvervormingen ontstaan.

Eind 2020 waren de meeste onderdelen aangekomen op het Canarische eiland La Palma. Door reisbeperkingen vanwege corona had dat langer geduurd dan verwacht. De afgelopen maanden voerden de sterrenkundigen standaard tests en simpele waarnemingen uit. De komende twee à drie maanden volgen de wetenschappelijker waarnemingen tijdens de zogeheten science-verification-tests. Daarna kunnen astronomen uit de hele wereld van de telescoop gebruikmaken.

Testafbeelding van spiraalstelsel M74. De foto is gemaakt met het WEAVE-instrument in ‘vol bedrijf’. (c) Darío González Picos, Lara Monteagudo, Chris Benn and Ovidiu Vaduvescu/ING.

Consortium

De WEAVE-spectrometer is gefinancierd door Science and Technology Facilities Council (STFC, Verenigd Koninkrijk), Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), Isaac Newton Group of Telescope (ING, Verenigd Koninkrijk, Nederland, Spanje), Astrophysical Institute of the Canaries (IAC, Spanje), Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO, Spanje), National Institute for Astrophysics (INAF, Italië), French National Centre for Scientific Research (CNRS, Frankrijk), Paris Observatory – University of Paris Science and Letters (Frankrijk), Region île de France (Frankrijk), National Institute for Astrophysics, Optics and Electronics (INAOE, Mexico), National Council for Science and Technology (CONACYT,Mexico), Lund Observatory (Zweden), Uppsala University (Zweden), Leibniz Institute AIP (Duitsland), Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA, Duitsland), University of Pennsylvania (Verenigde Staten), Konkoly Observatory (Hongarije). Bron: Astronomie.nl.