Wat volgt er na de foto van de waarnemingshorizon van een zwart gat? Dat van de fotonring?

Links de EHT foto van M87*, midden een simulatie van het licht om het zwarte gat, rechts een simulatie van hoe de ngEHT het zou kunnen zien. De stippelllijn geeft de fotonring weer, de witte doorgetrokken lijn de binnenste schaduw. Credit: Chael et al.

De foto van de waarnemingshorizon van M87* (alias Powehi), het superzware zwarte gat in het centrum van het elliptische sterrenstelsel M87, gemaakt met de Event Horizon Telescope (EHT) kennen we allemaal, die staat sinds 10 april 2019 op ons netvlies gebrand. En voor wie onder een steen heeft gelegen: op Netflix is momenteel de schitterde documentaire ‘Black holes, the Edge of all we Know‘ te zien, waarin we onder andere Shep Doeleman en Heino Falcke zien in hun jacht op die allereerste foto van een zwart gat. Afijn, die foto is historisch, maar roept ook meteen de vraag op ‘What’s Next?‘ En dan komen we meteen uit bij de opvolger van de EHT, de ngEHT, ja goed geraden, de next generation EHT, we hadden het er eerder al over. Bij de ngEHT willen ze de acht telescopen van de EHT uitbreiden met meerdere waarneemstations, verspreid over de wereld, weergegeven met de gele en oranje stations op de kaart hieronder.

Credit: EHT Collaboration.

Die ngEHT moet in staat zijn om de zogeheten fotonring van een zwart gat te fotograferen. Wat we op de foto van M87* zien is licht van gloeiend heet gas en stof dat om de waarnemingshorizon van M87* afbuigt en onze kant uit komt – deze blog gaat over de wijze waarop dat precies gebeurt. Maar dat licht is enigzins verstrooid en is niet het licht dat het dichtste bij de waarnemingshorizon vandaan komt. Dát licht wat het meest dicht bij die ultieme grens van het zwarte gat ligt is de fotonring. Die zou op foto’s als een dunne, heldere ring te zien moeten zijn.

De verschillende lichtpaden van het sterk afgebogen licht kan een fotonring vormen. Credit: Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian

De ring zit feitelijk ook in de EHT foto van M87*, maar daarop wordt hij overstraald door het wazige licht van het hete gas en stof verder van het zwarte gat, een waas die ook veroorzaakt wordt door het oplossend vermogen van de EHT. De ngEHT heeft een veel beter oplossend vermogen. Fotonen kunnen door de sterke verbuiging van de ruimte rondom het zwarte gat één keer om het zwarte gat vliegen of zelfs meerdere keren. Dat zorgt er voor dat er meerdere lagen van licht rondom het zwarte gat ontstaan, lagen die de sterrenkundigen met behulp van de ngEHT als ware het de schillen van een ui willen ontleden. Op de afbeelding hieronder zie je een impressie van al die lagen.

Credit: George Wong (UIUC) and Michael Johnson (CfA)

De ngEHT zou zelfs nog een stap verder kunnen gaan. De ngEHT kan theoretisch namelijk ook de waarnemingshorizon van een zwart gat zelf zien. Het donkere centrale gebied van de M87*-foto is niet dat van de waarnemingshorizon, maar is de schaduw van het zwarte gat veroorzaakt door de fotonenring. Maar binnen het centrale gebied zou er een binnenste schaduw moeten zijn, een schaduw van de waarnemingshorizon -in de bovenste afbeelding helemaal rechts te zien met de witte lijn. De berekeningen van Andre Chael en z’n collega’s laten zien dat deze binnenste schaduw geen eenvoudige cirkel is, maar dat z’n vorm afhangt van de grootte en rotatie van het zwarte gat.
Hier is het vakartikel van Chael et al over de berekeningen aan de fotonring van zwarte gaten en de ngEHT. Bron: Universe Today.

Mogelijk is voor het eerst een exoplaneet ontdekt… in een ander sterrenstelsel, M51

Waarnemingen aan het binaire systeem M51-ULS-1 in M51. Credit: arXiv:2009.08987 [astro-ph.HE]

In ons eigen Melkwegstelsel zijn al heel veel exoplaneten ontdekt, de teller staat op dit moment op 4349 ontdekte én bevestigde exoplaneten. Dat andere sterrenstelsels ook planeten hebben staat vast, alleen zijn die niet ontdekt omdat ze zo ver weg staan. Maar nu lijkt een team van Duitse en Chinese sterrenkundigen erin geslaagd te zijn om aanwijzingen te vinden voor de allereerste detectie van een planeet in een ander sterrenstelsel [1]Afgezien dan van een waarneming aan een kandidaat-exoplaneet in M31 in 2009. Maar daar heb ik nooit meer iets van vernomen, dus dat zal wel vals alarm zijn geweest.. De kandidaat-exoplaneet heet M51-ULS-1b en hij is ontdekt in M51 (de Draaikolknevel), het bekende sterrenstelsel vlakbij de Grote Beer, dat 23 miljoen lichtjaar van ons vandaan staat. Dát men in staat was om M51-ULS-1b te vinden is te danken aan een combinatie van factoren. Zo is M51-ULS-1b deel van een jong en zwaar binair systeem, gelegen aan de rand van een stercluster, waarvan één component een neutronenster of zwart gat is en de andere component een ster. En die ster wordt verorberd door de neutronenster of zwart gat, op afstand gadegeslagen door M51-ULS-1b. Dat veroorzaakt weer dat energierijke röntgenstraling wordt uitgezonden. En daarin tenslotte heeft men een dip waargenomen die drie uur duurde. Die dip is veroorzaakt doordat gezien vanaf de aarde M51-ULS-1b voor de bron van de röntgenstraling voorbij schoof. Andere alternatieven voor de waargenomen daling in de lichtcurve van de röntgenstraling zijn onderzocht, zoals nog een andere ster in het systeem of een wolk stof die de dip veroorzaakte, maar die bleken allemaal door argumenten niet geldig. Hier het vakartikel over de waarnemingen aan M51-ULS-1b. Bron: Phys.org.

References[+]

References
1 Afgezien dan van een waarneming aan een kandidaat-exoplaneet in M31 in 2009. Maar daar heb ik nooit meer iets van vernomen, dus dat zal wel vals alarm zijn geweest.

‘Roest’ op maanpolen wellicht veroorzaakt door aards zuurstof

In rood het hematiet op de maan. credit: Shuai Li.

Tot verrassing van veel planeetdeskundigen heeft men bij de polen van de maan het geoxideerde ijzermineraal hematiet ontdekt, zeg maar een vorm van roest. Op aarde kennen we geoxideerd ijzer ook wel en dat is logisch, want de aardse atmosfeer bevat veel zuurstof. Maar op de maan is geen zuurstof, dus hoe kan daar dan toch roest zijn? Daar komt bij dat waterstof in de zonnewind ook nog eens oxidatie tegengaat, dus daarom keek men vreemd op bij de detectie van hematiet op de maan. Die detectie is gedaan met de Moon Mineralogy Mapper (M3), een instrument gebouwd door NASA’s JPL, dat meevloog met de Indiase Chandrayaan-1 missie.

Kaart met de locaties van hematiet op de maan, hoe roder des te meer hematiet. credit: Shuai Li

De onderzoekers ontdekten dat het hematiet zich vooral bevindt aan de ‘voorkant’ van de maan, de kant die altijd naar de aarde gericht is. Op de bodems van sommige kraters bij de maanpolen bevindt zich water, maar daar vond men geen hematiet. Daarom denkt men dat het ijzer op de maan geoxideerd is doordat zuurstof vanuit de hogere delen van de aardse atmosfeer op de hogere breedtegraden op de maan is beland. Als de maan zich in de staart van het magneetveld van de aarde bevindt kan zuurstof via de zonnewind op het oppervlak van de maan terecht komen. Dat is al miljarden jaren aan de gang en zodoende kan ijzer er toch oxideren. Bron: Universiteit van Hawaï.

Supernova SN2020jfo in M61 vastgelegd.

Er is weer een Supernova waar te nemen aan de sterrenhemel. Meerdere Astrofotografen hebben deze inmiddels al vastgelegd.

Supernova 2020jfo schijnt deze genoemd te worden en wederom in sterrenstelsel Messier 61 in sterrenbeeld Maagd. Wederom? Jawel, want in 2014 rapporteerde Arie Nouwen ook al over een Supernova in M61.

Gisteravond poging gedaan deze vast te leggen en dat is goed gelukt. 80 minuten belicht in stappen van 10 minuten. Langer ging voor mij niet want toen verdween het object alweer achter de bomen naast mijn huis. Hieronder het resultaat.

Supernova 2020jfo in sterrenstelsel Messier 61 in sterrenbeeld Maagd

Corona Draaikolk/Messier 51 Souvenir

In maart 2020 kwam ik door de corona-crisis en bijzondere omstandigheden in mijn omgeving ongepland twee weken achter elkaar in Valthe terecht, waar ik mijn sterrenwachtje met afroldak heb staan. Het was in die paar weken prachtig helder weer en rond Nieuwe Maan. Bovendien bleven bijna alle  vliegtuigen aan de grond en ging de industrie in Europa op halve kracht, wegverkeer werd geminimaliseerd. Gevolg: een staalblauwe lucht overdag en een schitterende sterrenhemel ’s nachts. Collega-blogger Jan Brandt schreef vandaag ook al wat voor bijzonder astro-vriendelijke periode dit is. Elk nadeel heb z’n voordeel.

Een eerste avond/nacht was niet zo succesvol. Het waaide het hard en de routine om alles goed in te stellen was een beetje weg. Ik had maandenlang niet gefotografeerd! Maar de avonden/nachten erna liep alles op rolletjes.

Eén van de objecten op mijn programma was spiraal-melkwegstelsel Messier 51, oftewel de draaikolknevel. M51 is een object dat elke astrofotograaf in z’n vitrine-kast wil hebben. Het is een soort Eiffeltoren. Het object is een icoon. M51 siert menig voorkant van astro-boeken en -bladen. Het object is op Astroblogs ook vaker langsgekomen en natuurlijk heb ik ‘m eerder op de gevoelige plaat/chip vastgelegd. Maar het is als bij een goede vriend: die herbezoek je eens in de zoveel tijd. En die anderhalve meter afstand is geen probleem hier 🙂

Messier 51 als coronatijd-souvenir

Ik moet zeggen dat ik bijzonder tevreden ben met het resultaat. Mijn beste astrofoto tot nu toe!

Charles Messier ontdekte M51 in het jaar 1773 en beschreef het als een zwakke nevel zonder sterren. De Ierse astronoom Lord Rosse zag in 1845 voor het eerst het spiraalvormige patroon. Lange tijd werd gespeculeerd dat het een zonnestelsel in wording was. Deze misvatting duurde tot 1923 toen werd ingezien dat het sterrenstelsel betreft buiten onze eigen Melkweg, op grote afstand en met gigantisch veel sterren. De moderne cijfers: M51 staat 23 miljoen lichtjaar ver weg en bevat 160 miljard zon’s massa’s.

Er staat een bijzondere bijvangst op de foto die ik ken van opnames van andere amateurs. Eén ielig stippie van magnitude 20 is quasar SDSS J133004.71+472301.0 op 11 miljard(!!) lichtjaar (de roodverschuiving heeft waarde z=2,9). Het licht van deze quasar dat de paar pixels op mijn camera heeft beroerd is dus 11 miljard jaar geleden vertrokken. Toen waren er nog geen virussen op Aarde. Sterker nog, de Zon en Aarde waren zelf in nog geen velden of wegen te bekennen! Na vertrek van het licht van de quasar naar mijn camera zou het nog 6 miljard jaar duren voordat de Zon en Aarde zouden ontstaan door een lokale gravitationele ineenstorting binnen een moleculaire gaswolk in onze Melkweg. Laat dat maar eens bezinken als je naar onderstaand plaatje kijkt (dat voor de duidelijkheid ‘negatief’ is weergegeven).


Voor de liefhebber de technische gegevens van de totstandkoming van de foto:

Object: M51
Telescoop: 10inch Newton (Orion Optics CT) (werkt op F/5 in combinatie met de coma corrector)
Coma Corrector HR Explore Scientific
Camera: Atik383L CCD mono gekoeld tot -20C
Filters: Astrodon gen 2 LRGB E-serie en H-alpha(5mm)
Starlight Xpress USB Filterwiel
Starlight Xpress Lodestar X2 autoguider
Starlight Xpress Slimline Off-Axis Guider
Gemini41 montering met FS2 besturing
Capturing/guiding software: Maxim DL v5
Belichting: L:40x300s Ha:28x600s RGB:21x150s op bin2.
Dus LRGB totaal 6uur, Ha totaal: 4,6 uur. Verdeeld over meerdere nachten eind maart 2020

Nabewerking:
Calibratie (flats en bias), registratie, integratie, stretchen, LRGB-combinatie met PixInsigh 1.8
HiPassfilter en H-Alpha combinatie met Photoshop PS2

Bijna allemaal  apparatuur en software die ik al vele jaren in bezit heb.

Bodestelsel Messier 81 en 82 in sterrenbeeld Grote Beer

Vorige week was het eindelijk na lange periode weer eens aantal nachten achter elkaar helder en kon ik mijn telescoop weer elke nacht aanzetten.
Van het Bodestelsel Messier 81 en Messier 82 heb ik met enige regelmaat opnames gemaakt, maar nog niet met mijn inmiddels beste gekoelde kleuren CCD-camera. Dus deze wilde ik graag eens overdoen met de QHY8pro camera.

Na een 5-tal nachten vond ik het genoeg en wilde de opnames gaan bewerken. Helaas bleven de vlekjes op de camera die je normaal gesproken wegwerk met zgn. compensatie-opnamen ‘flats’, maar helaas bleven de vlekjes prominent aanwezig. Na lang puzzelen, nadenken wat er fout kan zijn gegaan, heb ik nieuwe flats gemaakt die wat langer belicht waren (van 2 sec naar 3 sec) en dit kleine verschil bleek precies genoeg om de opnames vlekvrij te maken. Afijn, deze hobby is soms met frustratie maar als het uiteindelijk toch weer goed komt, weer veel voldoening.

Ook de achtergrond flux is enigszins zichtbaar.

Technische gegevens van de opname:

Telescoop: Vixen 114ED met 0,75 reducer/flattenre
Camera: QHY8pro gekoelde kleuren CCD op -15 gr.
Belichting: 202 x 10 minuten
Locatie: Dordrecht
Gestacked en eerste bewerkingen in AstroPixelProcessor
verder in PixInsight voor verscherping en ruis onderdrukking
Finishing Touch in Lightroom.

 

 

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

Magnifiek, deze foto van komeet 46P/Wirtanen en de Pleiaden

Credit: Alyn Wallace.

Op Twitter kwam ik de foto hierboven tegen. Een magnifieke foto, die prachtig de verschillende afstanden in het heelal laat zien. Alyn Wallace nam de foto, waarop we z’n vriend Jens op een heuveltop zien wijzen naar komeet 46P/Wirtanen, dat groene blobje aan de hemel. Rechtsboven zien we de bekende sterrenhoop Pleiaden alias het Zevengesternte (M45) en tijdens de opname schoot toevallig een meteoor voorbij, die heldere streep onder de Pleiaden. Wat die verschillende afstanden betreft:

  • Jens op 150 meter afstand van Alyn
  • de meteoor hoog in de lucht op pakweg 85 km afstand
  • de komeet op 11 miljoen km afstand
  • de Pleiaden op 444 lichtjaar afstand (1 lj=10 biljoen km – ding dong).

Wellicht dat er op de foto ook nog ergens een sterrenstelsel staat, dan wordt ’t helemaal een krankjorum mooie foto. 😀 Bron: Alyn Wallace op Twitter.

‘New Arecibo Message’ ontwerp wedstrijd

Op 16 november 1974 gebruikten astronomen het Arecibo Observatorium in Puerto Rico om een radioboodschap van de mensheid naar de sterren te sturen. Het is een van de meeste bekende pogingen om in contact te komen met buitenaardse beschavingen. Voor de 44ste verjaardag van de ‘Arecibo Message’ hebben astronomen een oproep aan scholieren en studenten gedaan voor hulp bij het herontwerpen van de radioboodschap. Lees verder

Dubbelster ontdekt in planetaire nevel M3-1 die kan exploderen als nova

De planetaire nevel M3-1. Credit: David Jones / Daniel López – IAC

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft ontdekt dat de centrale ster van de planetaire nevel M3-1 geen enkele witte dwerg is, zoals meestal het geval bij planetaire nevels, maar dat het een dubbelster is. Het gaat om een witte dwerg en vermoedelijk een hoofdreeksster (op het Hertzsprung-Russeldiagram) met een lage massa, die in nog geen drie uur om elkaar heen draaien. Binnen een paar duizend jaar zullen ze elkaar zo dicht genaderd zijn dat ze zullen samensmelten en dan als nova aan te hemel te zien zijn, waarbij een thermonucleaire explosie er voor zorgt dat de lichtkracht wel een miljoen keer zo sterk kan worden.

De planetaire nevel M3-1 ligt in het sterrenbeeld Grote Hond (Canis Major), op 14.000 lichtjaar afstand van de aarde. De twee sterren staan te dicht op elkaar om vanaf de aarde gescheiden te zien, maar uit waarnemingen verricht met telescopen van de European Southern Observatories (ESO) aan de periodiek veranderlijke lichtsterkte van de witte dwerg kan men afleiden dat er nog een begeleider moet zijn, die af en toe voor langs schuift en diens licht dimt. De twee sterren staan zo dicht op elkaar dat ze elkaar bijna raken. Ze zullen dan zogeheten Roche Lobe’s vormen, zoals te zien is op de illustratie hieronder.

Credit: Institute for Nuclear Theory / Univ. Washington

In dit artikel, verschenen in de Montly Notices of the Royal Astronomical Society, hebben Jones et al hun bevindingen beschreven over de centrale ster(-ren) van M3-1. Hieronder nog een video over de baan van de twee sterren en de invloed daarvan op de lichtsterkte.

Bron: RAS.