Pluto’s bergtoppen – bedekt met methaanijs – ontstaan anders dan die op aarde

Inzet: de besneeuwde bergtoppen op Pigafetta Montes. Rood is veel methaan, blauw weinig. Credits: NASA/JHUAPL/SwRI and Ames Research Center/Daniel Rutter

Op 4 juli 2015 – Independanceday in the VS – vloog de New Horizons ruimteverkenner van de NASA langs Pluto. Uit de waarnemingen die toen zijn gedaan bleek eerder al dat de bergtoppen op Pluto bedekt zijn met methaanijs en dat ze daardoor helder zijn, zoals te zien is op bovenstaande foto, waarop de besneeuwde toppen van Pigafetta Montes te zien zijn, een bergketen op Pluto. Uit simulaties die men heeft gedaan blijkt nu dat die besneeuwde bergtoppen op aan andere manier ontstaan, dan zoals dat op aarde gebeurt met de hoge bergen. Bij ons op aarde neemt de temperatuur af naarmate je hoger komt, hetgeen komt omdat lucht uitzet als het hoger komt en dan afkoelt. Waterdamp condenseert daardoor hoog in de bergen en komt neer als sneeuw. Op Pluto is het precies andersom, daar stijgt de temperatuur van de ijle atmosfeer, naarmate je hoger komt. Die atmosfeer bestaat vooral uit stikstof, maar er komt ook methaan voor. Dat methaan absorbeert de straling van de zon en aangezien het methaan vooral in de hogere ‘luchtlagen’ voorkomt wordt het daar wamer dan bij het oppervlak. Driedimensionale modellen laten nu zien dat het dat methaan is dat hoog in de lucht op de bergtoppen van Pluto condenseert en dan daar neerslaat. Zo komt Pluto aan z’n besneeuwde bergtoppen.

De Tartarus Dorsa regio op Pluto (Credit: NASA).

Men denkt dat het Tartarus Dorsa gebied op Pluto, dat er met z’n spectaculair steile richels uitziet als een slangenvel, op dezelfde manier aan z’n ijsm komt, door condensatie van methaan. In Nature verscheen dit vakartikel over het onderzoek aan de besneeuwde bergtoppen op Pluto. Bron: NASA.

Eerste interstellaire parallax experiment met New Horizons is geslaagd

Stereo-opname in 3D van de parallax van Proxima Centauri en Wolf 359. Credit: NASA/SWRI/Johns Hopkins University.

Het allereerste interstellaire parallax experiment, waarbij de twee sterren Proxima Centauri en Wolf 359 zowel vanaf de aarde als door NASA’s ruimteverkenner New Horizons tegelijk werden gefotografeerd, is geslaagd. Op 22 en 23 april maakte de New Horizons, die op dat moment 7,01 miljard km van de aarde verwijderd was, da’s 6,5 lichturen reistijd, foto’s van deze twee sterren en tegelijk werden de sterren dankzij een wereldwijde campagne ook vanaf aarde gefotografeerd. De twee sterren staan dichtbij de aarde en bij deze actie ging het er om dat van de twee sterren de parallax gemeten werd.

Credits: Pete Marenfeld, NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory.

Normaal gesproken doe je dat van nabije sterren door een foto te maken en dan een half jaar later weer – de positie van de aarde aan de andere kant van de zon zorgt dan voor een parallax van de ster, een kleine verschuiving ten opzichte van de achtergrondsterren. Bij die normale parallax is de basis twee keer de afstand aarde-zon, dus 300 miljoen km. Maar nu was ‘ie ruim zeven miljard km, een basis die 23 keer zo lang is (zie de afbeelding hierboven).

Sterrenkundige én Queen-gitarist Brian May met de OWL kijker, waarmee de stereogrammen bekeken kunnen worden. Credit: Brian May.

Proxima Centauri staat met z’n 2 á 3 planeten op een afstand van 4,24 lichtjaar van de aarde en Wolf 359 staat op 7,86 lichtjaar afstand. De eerste is vanaf het zuidelijk halfrond zichtbaar de tweede vanaf het noordelijk halfrond – daarom was bij ons de campagne op 22 en 23 gericht op het fotograferen van Wolfe 359. Van de nieuwe foto’s heeft Brian May stereoparen gemaakt die op verschillende manieren bekeken kunnen worden, zoals met de OWL kijker 9zie afbeelding hierboven). Hieronder een animatie waarop je Wolfe 359 ziet, gezien vanaf de aarde en vanuit de New Horizons. Het verspringen van de positie van de ster komt door z’n parallax-beweging ten opzichte van de achtergrondsterren.

Credit: NASA/SWRI/Johns Hopkins University.

De parallax-methode is een belangrijke methode in het kader van de afstandsbepaling tot nabije sterren en het is een onderdeel van de kosmische afstandsladder, die gehanteerd wordt om onder andere de expansiesnelheid van het heelal te bepalen. Bovengenoemde afstanden van Proxima Centauri en Wolfe 359 zijn nog gemaakt op basis van de normale parallax met de aardbaan als basis. Ik heb eerlijk gezegd nog geen  actuele afstandsbepalingen gezien op basis van deze waarnemingen met New Horizons. Mocht ik iets voorbij zien komen dan zijn jullie de eersten die ’t van mij horen. Bron: NASA.

Hoeveel kunstmatige objecten bevinden zich buiten het zonnestelsel

Artist’s impressie van de ruimtesonde Pioneer 10 tijdens zijn reis door de interstellaire ruimte. © NASA/JPL

Hoeveel kunstmatige, door mensen gemaakte objecten bevinden zich buiten het zonnestelsel? Mooie vraag voor een online pubquiz nietwaar? Je kan discussiëren over de exacte grens van het zonnestelsel, maar als we de baan van dwergplaneet Pluto (voor 2006 was dat nog planeet Pluto) nemen, kunnen we een goed antwoord formuleren. Duidelijk is dan dat in ieder geval zes kunstmatige objecten zich buiten het zonnestelsel bevinden – tussen haakjes de afstanden op dit moment in AE, astronomische eenheid (1 AE=afstand aarde-zon, 149 miljoen km): de ruimteverkenners Pioneer 10 (125), Pioneer 11 (103), Voyager 1 (148), Voyager 2 (123), New Horizons (46) én de Star 48B, de derde trap van de New Horizons. Van die laatste is bekend dat ‘ie op 15 oktober 2015 de baan van Pluto passeerde, op 213 miljoen km afstand van Pluto, ruim vier maanden na de scheervlucht van New Horizons langs Pluto.

Voorstelling van de twee Voyagers die het zonnestelsel verlaten. Credit: NASA/JPL-Caltech

En dan zijn er nog een aantal andere kunstmatige objecten, waarvan het zou kunnen zijn dat ze zich buiten het zonnestelsel bevinden, maar dat is niet zeker, omdat er geen radiocontact mee is [1]Met die Star 48B ook niet, maar die kon men wel lange tijd visueel volgen.. Het gaat om de derde trap van de Pioneer 10, Voyager 1 en 2 en om de twee kleine yo-yo despin gewichten van de New Horizons. Bij elkaar dus vijf objecten, die mogelijk ook buiten het zonnestelsel zijn geraakt (als ze niet ergens tegenop zijn gebotst). Kortom, mogelijk dat er zich elf kunstmatige objecten buiten het zonnestelsel bevinden. De elf objecten hebben snelheden die dermate hoog zijn dat ze het zonnestelsel ook daadwerkelijk kunnen verlaten en dat ze ooit eindigen in de gravitationele greep van een andere ster. Pioneer 10 zal dat als eerste gaan meemaken.

Credit: Adam Grossman  / Nick Risinger

Het is wel geen object, maar als je menselijke radiostraling ook mee zou tellen, dan zou dat het twaalfde ding zijn dat zich buiten het zonnestelsel bevindt, want al sinds 1899 met Marconi’s eerste experimenten met radioberichten zendt de aarde kunstmatige radiostraling uit, straling die inmiddels een omtrek van 121 lichtjaar rondom de aarde heeft. In de afbeelding hierboven stelt het blauw stipje het gebied in de Melkweg voor tot waar de menselijke radiostraling op dit moment reikt. Bron: Google.

References[+]

References
1 Met die Star 48B ook niet, maar die kon men wel lange tijd visueel volgen.

New Horizons na acht miljard kilometer op de teller nog topfit

Met het ‘Stellar Parallax Experiment’, de uitgave van het meest complete onderzoeksboek over Pluto, missienieuws, een korte terugblik, alsook een 3D-model van de NH om zelf uit te printen, viert NASA uitgebreid de perfecte conditie waarin het ruimteschip de New Horzons zich momenteel bevindt. Recent heeft het NASA New Horizons-missieteam een grote technische evaluatie van New Horizons uitgevoerd en daaruit bleek dat de NH nog steeds topfit is. De huidige conditie van NH werd vergeleken met de toestand op het moment van lancering en deze is onveranderd, zo concludeerde het missieteam, elk wetenschappelijk instrument aan boord van New Horizons werkt net zo goed als 14 jaar geleden. NH was de eerste ruimtevaartmissie naar de dwergplaneet Pluto en werd gelanceerd op 19 januari 2006. Doel van de missie was het onderzoeken van de samenstelling en de atmosfeer van Pluto, zijn manen en andere Kuipergordelobjecten (waar Pluto en zijn manen deel van uitmaken). Nu in 2020, met ruim 8 miljard km op de teller geeft het missieteam nieuws over o.a. het ‘Stellar Parallax Experiment’, een missieupdate en meld men de uitgave van een gloednieuw boek over Pluto.

Lees verder

Wind blaast over Pluto door diens ijzige hart

Pluto gefotografeerd met LORRI van New Horizons. Onderaan het ijzige hart, Thombaugh Regio. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Het ijzige hart van Pluto, in juli 2015 spectaculair vastgelegd met NASA’s New Horizons’ Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), blijkt in Pluto’s ijle atmosfeer voor winden te kunnen zorgen. De Tombaugh Regio, zoals het beroemde hart heet – genoemd naar de ontdekker van Pluto, Clyde Tombaugh, bestaat uit stikstofijs. Onderzoek van de gegevens verzameld tijdens de passage van New Horizons op 4 juli 2015 langs Pluto laat zien dat het ijzige hart de circulatie in de atmosfeer van Pluto bepaalt. De ijle atmosfeer van Pluto – zo’n 100.000 keer minder dicht dan de aardse atmosfeer – bestaat voor het grootste deel uit stikstofgas, samen met kleine hoeveelheden koolmonoxide en het broeikasgas methaan. Bevroren stikstof bedekt ook een deel van het oppervlak van Pluto in de vorm van een hart, de genoemde Tombaugh Regio. Overdag, als Pluto door de ver verwijderde zon wordt ‘verwarmt’ zal een dunne laag van dit stikstofijs verdampen tot gas. ’s Nachts condenseert de damp en vormt opnieuw ijs. Elke reeks is als een hartslag die stikstofwinden rond de dwergplaneet pompt. Het blijkt nu dat die circulatie van winden tegengesteld is aan de rotatie van Pluto. Men noemt dat retro-rotatie. Pluto heeft een rotatie in oostwaartse richting, maar de wind op 4 km hoogte blijkt westwaarts te draaien, aldus de onderzoekers, die onder leiding stonden van Tanguy Bertrand (Ames Research Center van NASA in Californië). De stikstofwinden verspreiden warmte, ijskorrels en neveldeeltjes en dat veroorzaakt donkere strepen en vlaktes over de noord- en noordwestelijke gebieden op Pluto. In Journal of Geophysical Research: Planets (2020) is er een artikel over het onderzoek verschenen. Bron: Phys.Org.

Pluto’s Virgil Fossae gebied bevat ammoniak dat duidt op ondergrondse oceaan met vloeibaar water.

Data van NASA’s New Horizons die in 2015 Pluto passeerde leidt nog steeds tot nieuwe ontdekkingen. Deze keer betreft het de aanwezigheid van ammoniak op Pluto’s oppervlak in het Virgil Fossae gebied. Een planetair wetenschapsteam onder leiding van Cristina Dalle Ore van het SETI instituut (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) publiceerde hierover eind mei een artikel in het wetenschappelijk tijdschrift Science Advances.* Wat de onderzoekers extra intrigeerde is het gegeven dat het ammoniak terecht komt in zo een gebied als Virgil Fossae dat vol troggen zit, bergen waterijs bevat en tekenen vertoont van voorbije tektonische activiteit. Daar ammoniak uiteindelijk wordt vernietigd in omgevingen zoals van Pluto zien de onderzoekers dit als een teken dat de tektonische activiteit van vrij recent is – en zo mogelijk bewijst dat de dwergplaneet nog steeds een vloeibare oceaan onder de grond heeft en nieuwe materialen opwaarts stuwt.
Lees verder

Eerste wetenschappelijke resultaten van New Horizon’s flyby langs 2014 MU69 (Ultima Thule) zijn verschenen

Kleurenopname van Ultima Thule gemaakt door New Horizons. De foto is gebruikt voor de cover van Science Magazine van deze week. Credits: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko

Op Nieuwjaarsdag 1 januari 2019 vloog de ruimteverkenner New Horizons van de NASA vlak langs het Kuipergordelobject 2014 MU69 (Ultima Thule). Vandaag verschenen in het tijdschrift Science de eerste resultaten van het wetenschappelijk onderzoek dat tijdens die #flyby langs Ultima Thule werden gedaan, hier allemaal te lezen. Op het moment van de scheervlucht stond de ‘bilobed contact binary’, zoals ‘ie wordt genoemd – hij bestaat zoals goed te zien is uit twee delen, die door een zachte botsing in de oertijd van het zonnestelsel aan het elkaar vast zijn komen te zitten – zo’n 6,5 miljard km van de aarde en daarmee is dit het verste object dat ooit door een ruimtevaartuig van dichtbij is bestudeerd. Een paar van de belangrijkste resultaten van het onderzoek op een rijtje:

  • Ultima Thule is 36 km lang en bestaat uit twee afgeplatte delen, het grote deel heet Ultima, het kleinere deel Thule. Ze worden verbonden door een soort van nek. Hoe de twee delen zo plat kunnen zijn is nog niet bekend.
  • Het lijkt erop dat de twee delen ooit om elkaar heen draaiden en toen via een zachte botsing tegen elkaar vast kwamen te zitten. Daarvoor moet wel het impulsmoment van de twee delen afgenomen zijn en niet bekend is hoe dat precies verliep, maar wellicht dat gas in de buurt van Ultima en Thule hun rotatie afremde en ze dichter bij elkaar konden komen.
  • Ultima en Thule zijn beiden met de uiteinden van hun platte kanten aan elkaar vast komen te zitten en dat wijst erop dat ze voor dat moment al een synchrone rotatie hadden (Engels: tidally locked), dat wil zeggen dat de twee altijd met dezelfde kant naar hun gemeenschappelijk zwaartepunt keken.
  • Ultima Thule is een uitermate ongeschonden (Engels: pristine) stuk rots uit de oertijd van het zonnestelsel, een object dat ons veel kan leren over die allervroegste tijd.
  • Het is rood van kleur – nog roder zelfs dan Pluto, die veel groter is (2400) en waar New Horizons op 14 juli 2015 langs vloog. Aangenomen wordt dat deze kleur wordt veroorzaakt door de inwerking van kosmische straling op de organische verbindingen op het oppervlak. Aan dat oppervlak heeft men methanol, waterijs en organische moleculen aangetroffen.
  • Er is geen bewijs gevonden voor maantjes, ringen, gas- of stofomhulsels rondom Ultima Thule of dat ‘ie één of andere interactie met de zonnewind zou hebben.

Het zijn de eerste, maar zeker niet de laatste wetenschappelijke resultaten die gepubliceerd zijn. New Horizons is nog steeds bezig om de data van de nieuwjaarsdagpassage door te zenden naar de Aarde – gezien de afstand op dit moment, zo’n 6,6 miljard km, heeft dat even tijd nodig. En ondertussen is het ruimtevaartuig bezig om met een snelheid van 53.000 kilometer/uur steeds verder de Kuipergordel in te duiken, wellicht naar een nieuwe doel (zoals de eerder geopperde KBO 2014 PN70). Bron: NASA.

Ultima Thule in 3D

Credits: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/National Optical Astronomy Observatory

De NASA heeft van foto’s van Kuipergordelobject Ultima Thule (2014 MU69) bovenstaande 3D foto gemaakt. Pak je 3D bril (met rode en blauwe glazen) en bekijk het oeroude stuk ruimterots in de buitenste regionen van het zonnestelsel driedimensionaal. De foto is gemaakt van twee foto’s die op 1 januari 2019 (Nieuwjaarsdag) met de Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) van de ruimteverkenner New Horizons zijn gemaakt, de ene om 5:01 en de ander om 5:26 UT die dag, de eerste toen de afstand 28.000 km, de tweede 6.600 km bedroeg. Bij de eerste foto is de resolutie 1 px = 130 m, bij de tweede 33 m. Hieronder een andere versie van de foto, waarbij je ‘parallel’ moet kijken, d.w.z. dat je als ’t ware door de foto heen moet kijken in de verte. Tussen de twee beelden van Ultima Thule krijg je dan een derde beeld te zien dat ‘stereoscopische beeld’ moet je zien vast te houden.

Credits: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/National Optical Astronomy Observatory

Bron: NASA.

Ultima Thule in kleur

Credit: NASA/JPL.

Gisteren hadden we al de foto van Kuipergordelobject Ultima Thule (a.k.a. 2014 MU69), gemaakt door New Horizons op 1 januari j.l., maar daarop was ‘ie muisgrijs. Maar nu is daar een kleurenversie, gemaakt door een combinatie van de gegevens van New Horizon’s Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) én de Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC). Ze hebben de KBO ook geroteerd ten opzichte van de grijze foto van gisteren. De foto is 6½ minuut vóór de dichtste nadering gemaakt, toen de afstand 6628 km bedroeg. De resolutie is 33 meter per pixel. Bron: Jason Major op Twitter. Eh…. nou we ’t toch over Ultima Thule hebben, ik zag deze tweet ook nog voorbij komen. 😀

Bullseye! New Horizon’s scherpste foto’s tot nu toe van Ultima Thule

Credit: NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute, National Optical Astronomy Observatory.

De NASA heeft vandaag opnieuw een serie foto’s gepubliceerd die op Nieuwjaarsdag door de New Horizons ruimteverkenner gemaakt zijn van het Kuipergordelobject Ultima Thule alias 2014 MU69. Het zijn de scherpste foto’s die we tot nu toe hebben van Ultima Thule. Ze zijn op 6½ minuut vóór de dichtste nadering gemaakt met New Horizon’s Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI), toen de afstand 6628 km bedroeg (en de afstand tot de aarde 6,6 miljard km). Hierboven zie je een combinatie van negen opnames, elk gemaakt met een opnameduur van 0,025 seconde. De resolutie van de foto is 33 meter per pixel. Alan Stern, de hoofd wetenschapper van het team van New Horizons, spreekt van een Bullseye, een scherpe foto van het oudste object in het zonnestelsel ooit gefotografeerd door een ruimtevaartuig.

Getting these images required us to know precisely where both tiny Ultima and New Horizons were — moment by moment – as they passed one another at over 32,000 miles per hour in the dim light of the Kuiper Belt, a billion miles beyond Pluto. This was a much tougher observation than anything we had attempted in our 2015 Pluto flyby –  Alan Stern.

De foto’s laten nieuwe details zien, die op eerdere opnames niet te zien waren, zoals heldere, ronde patronen. Ook worden de donkere kraters bij de terminator, de grens van licht en donker, beter zichtbaar. De hoek tussen New Horizons, Ultima Thule en de zon, de zogeheten fasehoek, was op dat moment 33°. Het is nog niet bekend of dit inslagkraters zijn of dat het kuilen zijn, die veroorzaakt zijn door uitstoot van gassen of het instorten van de bodem. Tijdens de dichtste nadering kwam New Horizons tot slechts 3500 km afstand van Ultima Thule. Bron: NASA.