Jonge sterrenclusters in de galactische halo stellen astronomen voor raadsel

Credit: Camargo et al., 2016.

Astronomen hebben zeven nieuwe embedded star clusters aangetroffen in de halo van de Melkweg – versluierde sterrenclusters in het Nederlands. Dit zijn sterrenclusters die zich binnen een uitgestrekte gas- en stofwolk bevinden, waardoor ze lastig te detecteren zijn. De clusters zijn aangetroffen in gegevens die zijn verzameld door NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Nu komen dit soort clusters wel vaker voor in de Melkweg, maar normaal toch in de schijf. De nieuwe versluierde sterrenclusters bevinden zich echter in de halo van de Melkweg, ver buiten de schijf. Drie ervan, namelijk C932, C934 en C939, maken deel uit van een wolkencomplex op een afstand van 16.300 lichtjaar ónder de galactische schijf. De rest, namelijk C1074, C1099, C1100 en C1101, bevinden zicht op een afstand van 5500 tot 10.400 lichtjaar bóven de galactische schijf. Al deze clusters zijn jonger dan vijf miljoen jaar oud – dat betekent dat ze op kosmische tijdschaal nog nat achter de oren zijn.De ontdekking van de nieuwe clusters is opmerkelijk, aangezien de halo van de Melkweg behoorlijk steriel zou moeten zijn, althans volgens de modellen. Met steriel bedoel ik dat hier geen stervorming plaatsvindt en dat de halo gevuld is met oude sterren. Dat blijkt dus helemaal niet te kloppen: de Melkweg heeft er geen problemen mee om nieuwe sterrenclusters te produceren in de halo. Hierdoor is ons beeld van de structuur van spiraalstelsels in het algemeen in de Melkweg in het bijzonder behoorlijk op z’n kop gezet. Bron: Phys.org,

Planeet ontdekt in nabije sterrencluster

De Hyaden zijn onder de juiste omstandigheden met het blote oog zichtbaar. De moederster van K2-25 is daar trouwens te zwak voor. De heldere oranje ster is Aldebaran – die staat toevallig in dezelfde richting, maar is geen onderdeel van de cluster. De Hyaden staan, gezien vanaf de aarde, in de buurt van de Pleiaden, maar is ouder en staat dichterbij – zo’n 150 lichtjaar. Credit: A. Mann/McDonald Obs./DSS

Astronomen hebben een exoplaneet ontdekt in de Hyaden, een relatief jonge sterrencluster en de dichtstbijzijnde open sterrenhoop tot de aarde. De planeet staat bekend als K2-25b en is ontdekt met de Kepler-ruimtetelescoop, in combinatie met de McDonald Observatory. De planeet cirkelt rondom een zwakke rode dwergster die 625 miljoen jaar oud is – vrij jong naar kosmische maatstaven. De planeet is vier keer groter dan de aarde, oftewel ongeveer zo groot als Neptunus. Dat is opmerkelijk, aangezien de meeste planeten die rondom rode dwergen cirkelen maximaal twee keer zo groot als de aarde zijn. Dat betekent dat K2-25b wellicht een opgezwollen atmosfeer van waterstof en helium heeft.

Bron: McDonald Observatory

Interstellaire beschavingen in bolvormige sterrenhopen zijn mogelijk

Het aantal toenemende leefbare planeten die we ontdekken bij andere sterren geeft aan dat er genoeg mogelijkheden zijn dat er buitenaards leven aanwezig is. Waar is iedereen? Wetenschappers vinden het steeds moeilijker worden om een antwoord te vinden op de Fermi paradox. Onderzoekers van Harvard en de Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai, hebben nu gesuggereerd dat we moeten zoeken naar intelligent leven net buiten onze melkweg.

Volgens nieuw onderzoek door Rosanne Di Stefano en Alak Ray zou een interstellaire beschaving zich kunnen ontwikkelen binnen de bolvormige clusters van sterren die de Melkweg omringen. Een bolvormige sterrenhoop (of bolhoop) is een bolvormige groep sterren die rond een sterrenstelsel draait (zoals een satelliet)

Astronomen denken dat er ongeveer 150 bolvormige sterrenhopen rond de Melkweg en maar liefst 500 rond Andromeda zijn. Zij werden ongeveer 10 miljard jaar geleden gevormd. Sterren in bolhopen zijn meestal metaalarm. Dat betekent dat ze minder zware elementen bevatten die nodig zijn om planeten te construeren. In feite is slechts één planeet gevonden in een bolvormige cluster.

Di Stefano en Ray zijn optimistischer: “Het is te vroeg om te zeggen dat er geen planeten in bolhopen voorkomen”, zegt Ray in een verklaring.

In de afgelopen jaren is gebleken dat rotsachtige planeten net zoveel kans hebben om zich te vormen rond zowel metaalarme sterren als metaalrijke. Het ontbreken van planetaire ontdekkingen kan te wijten zijn aan het feit dat bolvormige clusters enkele duizenden lichtjaren van de Melkweg afstaan , waardoor directe waarneming bemoeilijkt wordt.

Als planeten kunnen evolueren, zouden zij lang kunnen overleven, waardoor er kans op leven mogelijk is en vervolgens tot hogere intelligente soorten ontwikkelt. Indien dergelijke soorten bestaan, kunnen zij uiteindelijk overal door de gehele cluster navigeren. Dus als bewoonbare planeten gevormd kunnen worden in bolvormige sterrenhopen en miljarden jaren kunnen overleven, wat zijn dan de gevolgen voor het ontwikkelde leven?

Zo’n beschaving zou genieten van een heel andere omgeving dan de onze. Sterren binnen een bolhoop staan ook aanzienlijk dichterbij dan sterren rond de zon Proxima Centauri, de ster die zich het dichtst bij ons zonnestelsel bevindt, op 4,22 lichtjaar. De afstand tussen de sterren in bolhopen is ongeveer 20 keer kleiner dan dat. Dit zou interstellaire communicatie en exploratie aanzienlijk makkelijker maken.
“We noemen het de ‘bolvormige sterrenhoop kans,” zegt Di Stefano. “Het versturen van een bericht tussen de sterren zou niet langer duren dan een brief van de VS naar Europa in de 18e eeuw.”

IFLScience

Astronomen ontdekken hoe een klein dwergstelsel veel sterrenclusters kan produceren

Opname van WLM met de Blanco 4-meter telescoop, met linksboven een opname van waterstofgas (rood) gemaakt door de VLA en compacte CO-pakketten (geel) gemaakt door ALMA.

Een nabij dwergsterrenstelsel bevat een interessant mysterie. Waarom kan dit stelsel heldere sterrenclusters vormen, terwijl het een groot gebrek heeft aan stoffige en gasrijke gebieden die normaal gesproken noodzakelijk zijn voor het ontstaan van sterrenclusters?

Waarnemingen van het sterrenstelsel Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) hebben uitgewezen dat dit stelsel nauwelijks koolmonoxidegas (CO) bevat. Koolmonoxide is erg belangrijk voor stervorming: als gaswolken gaan instorten tot sterren, zal de temperatuur van het gas gaan toenemen. Immers: als je gas samendrukt dan wordt het warmer. Uiteindelijk zal het gas hierdoor dusdanig verhit worden, dat het vormen van sterren verhinderd wordt.

Gelukkig wordt de boel “gered” door “stoffige” moleculen zoals koolmonoxide, die een deel van de hitte absorberen en weer uitstoten in infrarode – en submillimeter-golflengtes. Door die verkoelende werking kan de zwaartekracht z’n werk blijven doen, zodat de gaswolk kan blijven instorten totdat er sterren ontstaan.

Maar goed, WLM bevat nauwelijks koolmonoxide en zou dus helemaal niet veel sterren moeten maken. Komt nog eens bij dat CO z’n werk alleen goed kan doen als veel materiaal erop drukt. Oftewel: een regio met veel CO moet ingebed liggen in een omvangrijke gas-envelop, anders wordt het

Vrijdag bij Huygens lezing over sterrenclusters

Komende vrijdag 4 september is de eerste bijeenkomst na de zomerpauze van sterrenkundevereniging Christiaan Huygens in Papendrecht, waarbij Tjibaria Pijloo over sterrenclusters zal spreken. Tjibaria is bezig met haar promotieonderzoek naar sterclusters aan de Radboud Universiteit Nijmegen en Universiteit Leiden. Voorheen heeft zij haar bachelor Natuurkunde, bachelor Sterrenkunde en Master Sterrenkunde aan de Universiteit van Leiden gehaald. Sterrenhopen vormen belangrijke onderdelen van melkwegstelsels en de meest bekende soorten sterrenhopen zijn de bolvormige sterrenhopen (Globular Clusters) en open sterrenhopen (Open Clusters). Bolvormige sterrenhopen bestaan vandaag de dag uit tientallen duizenden tot miljoenen sterren en zijn zeer sterk gebonden, terwijl open sterrenhopen doorgaans maximaal een aantal duizenden sterren bevatten en een veel minder sterk gebonden systeem vormen.Maar hoe zagen die sterrenhopen er in het begin uit (hoe massief, hoe groot), direct na hun vorming, of beter gezegd, nadat al het gas uit de cluster was verdwenen? Dat is een van de onderzoeksvragen en in deze lezing zal zij laten zien hoe ze op die vraag een antwoord proberen te geven. Om 20:00 uur is de zaal open en ben je van harte welkom. Zoals gebruikelijk beginnen ze bij Huygens

De Melkweg heeft inderdaad vier spiraalarmen

credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)

Stel je voor dat je een huis in kaart zou moeten brengen, terwijl je bent opgesloten in één kamer. Je zou aanwijzingen kunnen vinden door te kijken naar licht dat door ramen valt, of deuren openen en in andere kamers kijken (maar niet binnentreden). Je zal misschien een eind komen, maar uiteindelijk zorgen de muren en het gebrek aan zichtbaarheid ervoor dat je het grote geheel niet kunt zien.Iets dergelijks geldt ook voor het in kaart brengen van de Melkweg vanaf de aarde. Stofwolken doordringen de Melkweg en blokkeren ons zicht. Toch proberen wetenschappers al tientallen jaren om een geschikte kaart van ons sterrenstelsel te maken en dat lukt steeds beter. In een nieuw onderzoek heeft men vastgesteld dat de Melkweg inderdaad vier spiraalarmen heeft, waartoe gebruik is gemaakt van gegevens van NASA’s WISE-survey. Dankzij die gegevens hebben onderzoekers ruim 400 door stof omhulde sterrenclusters ontdekt, die gebruik kunnen worden om de vorm van de spiraalarmen te achterhalen.De resultaten ondersteunen het model waarin de Melkweg vier spiraalarmen heeft. Deze spiraalarmen zijn de plaatsen waar de meeste jonge sterren geboren worden. Ze zitten tjokvol met gas en stof, de ingrediënten van sterren. Twee armen, die Perseus en Scutum-Centaurus genoemd worden, lijken prominenter te zijn en meer sterren te bevatten. De twee andere armen, Sagittarius en de Buitenarm, hebben evenveel gas, maar minder sterren.

Aan de hand van de WISE-studie heeft men “ingebedde sterrenclusters” gevonden in de Perseus-, Sagittarius- en Buitenarmen. Dit soort clusters vormen een belangrijk gereedschap voor het achterhalen van de locatie van de spiraalarmen, omdat de clusters jong zijn en de sterren nog geen tijd gehad hebben om uit de spiraalarm “weg te drijven”. Sterren beginnen hun leven namelijk in de dichte en gasrijke gebieden van een spiraalarm, maar kunnen na verloop van tijd migreren. Spiraalarmen zijn feitelijk verkeersopstoppingen, waarin gas en sterren samenkomen en langzamer bewegen. Naarmate materiaal door de dichte spiraalarmen beweegt, zal het samengedrukt worden en meer stervorming op gang brengen. WISE is ideaal om verborgen sterrenclusters in kaart te brengen, omdat het de hemel in kaart heeft gebracht in infraroodlicht, dat door het verduisterende stof kan heendringen. WISE is trouwens eigenlijk een infrarood-ruimtetelescoop die in 2011 is uitgeschakeld, nadat het twee keer de hemel in kaart had gebracht. In 2013 is de telescoop opnieuw geactiveerd en als NeoWISE op zoek is gegaan naar potentieel gevaarlijke aardscheerders (ruimterotsen die de baan van de aarde kruisen). Bron: Jet Propulsion Laboratory.

Eerste sterrenclusters straalden met een helderheid van 100 miljoen zonnen

Credit: Shantanu Basu, University of Western Ontario.

De eerste sterren in het universum werden een paar honderd miljoen jaar na de oerknal geboren, waarmee een einde kwam aan de zogenaamde “kosmologische donkere eeuwen” – een periode waarin het heelal was gevuld met waterstof en helium, maar zonder zichtbare lichtbronnen. Nu hebben Canadese onderzoekers ontdekt hoe deze eerste lichtbronnen eruit moeten hebben gezien: de allereerste sterren zijn samengeclusterd in groepen met een fenomenale helderheid van 100 miljoen zonnen!

Deze conclusie is verkregen dankzij een computermodel, waarin de helderheid van sterren tijdens hun ontstaan wordt gevolgd. Het blijkt dat het geboorteproces van de eerste sterren bijzonder chaotisch moet zijn geweest, met flinke (tijdelijke) toenames in helderheid. Opvallend genoeg zijn de eerste sterren het helderst geweest in hun “protoster-fase”, oftewel nog voordat ze helemaal “af” waren. Zelfs in een kleine cluster van 10 tot 20 protosterren moet de totale helderheid met een factor 1000 zijn gestegen tot 100 miljoen keer de helderheid van de zon!

Deze sterren waren trouwens geen lang leven beschoren: binnen een miljoen jaar zijn ze ontploft als supernova en hebben daarmee het heelal voor het eerst verrijkt met andere stoffen dan waterstof en helium, zoals koolstof en zuurstof.

Bron: Royal Astronomical Society