aarde  maan

 Mars   zon 

July 7, 2015

The CIRS instrument will perform back-to-back limb sounding observations at closest approach, reaching high northern and southern latitudes to contrast the temperatures and gas abundances at the summer and winter poles.

VIMS will acquire a mosaic of the sub-Saturn tropical zone that includes the dune fields of Fensal and Aztlan and the Quivira plateau. VIMS will also observe the evolution of the south polar vortex and will look for the formation of clouds at northern mid-latitudes. Outbound, VIMS will take images of the north polar area with the seas illuminated.

112e flyby langs Titan

De sterrenkundige wereld staat dit jaar in het teken van de dwergplaneten Ceres en Pluto. De Dawn-ruimtesonde heeft onze kennis van Ceres spectaculair doen toenemen en New Horizons belooft binnenkort hetzelfde te doen bij Pluto. Maar je zou bijna vergeten dat nóg een ruimtesonde snel z’n doelwit aan het naderen is: de Jupitersonde Juno!

Deze zal in 2016 arriveren bij de grootste planeet in het zonnestelsel, maar maakt momenteel al regelmatig foto’s van z’n doelwit. Op 16 mei van dit jaar maakte Juno een opname met z’n InfraRed Telescope Facility (IRTF) en het resultaat mag er wezen. Hoewel Jupiter in zichtbaar licht gedomineerd wordt door z’n Grote Rode Vlek, is de planeet in infrarood licht helemaal rood, in allerlei verschillende tinten. Vijftig tinten rood du

Grote Rode Vlek 16 mei 2015

De Grote Rode Vlek valt in infrarood licht trouwens helemaal niet op – z’n aanwezigheid wordt alleen verraden door een kromming in een verder rechte lijn.

Materie in het inwendige van verre planeten en sterren bestaat onder een extreme druk en temperatuur. Een deel van dit materie bestaat uit edelgassen, zoals helium en neon. Wetenschappers hebben nu de omstandigheden in het inwendige van gasplaneten nagebootst, om te zien hoe de edelgassen zich dan gedragen.

Het team heeft de edelgassen helium, neon, argon en xenon blootgesteld aan een druk van meer dan 100.000 atmosfeer (15 tot 52 gigapascal) en een temperatuur van 28.000 graden Kelvin. Onder deze omstandigheden blijken de eigenschappen van de edelgassen spectaculair te veranderen. Normaal gesproken zijn edelgassen nogal inert – ze reageren nauwelijks met andere stoffen, vandaar dat ze “edel” genoemd worden. Dat betekent dat edelgassen normaal gesproken isolatoren zijn – ze zijn nauwelijks instaat om elektronen te geleiden.

Maar wat blijkt nou? Onder de nagebootste omstandigheden van het inwendige van gasplaneten, veranderen de edelgassen van doorzichtige isolatoren in ondoorzichtige geleiders! Met andere woorden: de edelgassen gaan zich als metalen gedragen. Deze faseverandering vindt plaats onder een druk en temperatuur waarbij waterstof (het belangrijkste bestanddeel van gasplaneten) zich eveneens als een metaal gaat gedragen.

Het blijkt dat zowel bij Jupiter als Saturnus helium een isolator is nabij het oppervlak en een metaalachtige geleider nabij de kern. Verder zal het helium onder deze omstandigheden kunnen oplossen in het metaalachtige waterstof. Andere edelgassen gedragen zich echter anders. Neon wordt namelijk een metaal in de kern van Jupiter, maar blijft een isolator in de kern van Saturnus.

Dat betekent dat zich een oceaan-achtige laag van onopgeloste neon zal verzamelen rondom de kern van Saturnus, waardoor deze kern tegen erosie beschermd wordt. Bij Jupiter zal zich geen neonlaag vormen, waardoor de ijzeren kern van de planeet langzaam wordt opgelost in het omringende vloeibare waterstof (metaalachtig waterstof is altijd een vloeistof).

Dit zou een verklaring kunnen geven voor het feit dat Saturnus veel meer warmte afgeeft dan Jupiter. De erosie van een planeetkern, zoals bij Jupiter, zal leiden tot verkoeling. Dat komt doordat tijdens het mixen van materialen een deel van het dichte materiaal zal opwellen, waarbij hitte wordt omgezet in potentiële zwaartekrachtenergie. Bij Saturnus zal het dichte materiaal zich juist gaan verzamelen rond de kern, waardoor een hogere temperatuur mogelijk wordt.

De Spitzer-ruimtetelescoop ontdekte jaren geleden als eerste telescoop de Phoebe-ring. Uit observaties bleek dat de ring 128 tot 207 keer breder was dan de radius van Saturnus en dus tussen 7,7 miljoen tot 12,4 miljoen kilometer van de ringplaneet af lag.

Nieuwe observaties met NASA’s WISE-ruimtesonde laten zien dat de ring veel groter is. De ring begint op 6 miljoen kilometer van Saturnus en eindigt op 16,2 miljoen kilometer afstand. Dit betekent dat de ring tien miljoen kilometer breed is. Dat is ruwweg dertig keer de afstand aarde-maan.

De onderzoekers benadrukken dat het voorzichtige cijfers zijn en dat de ring wellicht nog breder is.

Grote Rode Vlek in 1890 en 2015

De GRV – feitelijk een gigantische cycloon in de atmosfeer van Jupiter – hoeft niet echt definitief te verdwijnen. In het verleden is hij vaker kleiner geworden en weer groter geworden, zoals rond 1680 toen hij verdween en pas weer terugkeerde in 1708.

On May 7, the Cassini spacecraft soared over Saturn’s moon Titan at a distance of about 1,700 miles (about 2,700 kilometers).

The visual and infrared mapping spectrometer (VIMS) captured a mosaic of Titan's Xanadu region at a resolution of 6 miles (10 kilometers) per pixel. Xanadu is an Australia-sized bright region with geological features remarkably similar to Earth. The surface of this bright spot is modified by wind, rain and the flow of liquids. At Titan’s frigid temperatures, the liquid is likely methane or ethane.

VIMS also obtained high-resolution images of the impact crater named Menrva at closest approach.

The composite infrared spectrometer (CIRS) conducted limb sounding in the far-infrared to provide insight into the formation of Titan's southern winter polar vortex, as well as gathering information about the thermal structure and composition of the stratosphere. Cassini's cameras obtained images of Titan's surface and atmosphere, including eastern Shangri-La and western Xanadu.

De linkerfoto is gemaakt door de LBT. De donkerrode vlek is het lavameer Loki. De missie van LBT is het zoeken naar planeten rondom nabije sterren. Ook zal deze telescoop stofschijven fotograferen. De rechter foto is een satellietopname van Io gemaakt door Galileo (en Voyager 1 en 2), de groene cirkels zijn vulkanan.

Mercurius gefotografeerd dorr MESSENGER in 2013, de kleuren geven de verschillende soorten gesteenten op de planeet weer. De witte kraters zijn de recente inslagen.

More About Cassini's Final Mission Phase

As it plunges past Saturn, Cassini will collect some incredibly rich and valuable information that the mission’s original planners might never have imagined. The spacecraft will make detailed maps of Saturn’s gravity and magnetic fields, revealing how the planet is arranged on the inside, and possibly helping to solve the irksome mystery of just how fast the interior is rotating. It will vastly improve our knowledge of how much material is in the rings, bringing us closer to understanding their origins. Cassini’s particle detectors will sample icy ring particles being funneled into the atmosphere by Saturn’s magnetic field. And its cameras will take amazing, ultra-close images of Saturn’s rings and clouds.

No other mission has ever explored this unique region so close to the planet. What we learn from these activities will help to improve our understanding of how giant planets – and families of planets everywhere – form and evolve. And at the end of its final orbit, as it falls into Saturn’s atmosphere, Cassini completes its 20-year mission by ensuring the biologically interesting worlds Enceladus and Titan could never be contaminated by hardy microbes that might have stowed away and survived the journey intact. It’s inspiring, adventurous and romantic – a fitting end to this thrilling story of discovery.

June 5, 2014 UPDATE: The Cassini team plans to announce the chosen name for the spacecraft’s final orbits in late June, coincident with the mission’s 10th anniversary.

As NASA's Cassini mission approaches its 10th anniversary at Saturn, its team members back here on Earth are already looking ahead to an upcoming phase.

Starting in late 2016, the Cassini spacecraft will repeatedly climb high above Saturn's north pole, flying just outside its narrow F ring. Cassini will probe the water-rich plume of the active geysers on the planet's intriguing moon Enceladus, and then will hop the rings and dive between the planet and innermost ring 22 times.

Because the spacecraft will be very close to Saturn, the team has been calling this phase "the proximal orbits." But they think someone out there can conjure up a cooler name. Here's where you come in: you can choose your faves from a list already assembled, or you can submit your own ideas (up to three). The big reveal for the final name will be in May 2014.

This naming contest is part of the 10-year anniversary celebration. The mission will mark a decade of exploring Saturn, its rings and moons on June 30 PDT (July 1 EDT).

As NASA's Cassini spacecraft zooms toward Saturn's smoggy moon Titan for a targeted flyby on June 18, mission scientists are excitedly hoping to repeat a scientific tour de force that will provide valuable new insights into the nature of the moon's surface and atmosphere.

For Cassini's radio science team, the last flyby of Titan, on May 17, was one of the most scientifically valuable encounters of the spacecraft's current extended mission. The focus of that flyby, designated "T-101," was on using radio signals to explore the physical nature of Titan's vast northern seas and probe the high northern regions of its substantial atmosphere.

The Cassini team hopes to replicate the technical success of that flyby during the T-102 encounter, slated for June 18, during which the spacecraft will attempt similar measurements of Titan. During closest approach, the spacecraft will be just 2,274 miles (3,659 kilometers) above the surface of the moon while travelling at 13,000 miles per hour (5.6 kilometers per second).

During the upcoming flyby, if all goes well as before, Cassini's radio science subsystem will bounce signals off the surface of Titan, toward Earth, where they will be received by the ground stations of NASA's Deep Space Network. This sort of observation is known as a bistatic scattering experiment and its results can yield clues to help answer a variety of questions about large areas of Titan's surface: Are they solid, slushy or liquid? Are they reflective? What might they be made of?

During the May encounter, Cassini beamed radio signals over the two largest bodies of liquid on Titan, seas named Ligeia Mare and Kraken Mare. During that first attempt, scientists could not be certain the signals would successfully bounce off the lakes to be received on Earth. They were thrilled when ground stations received specular reflections -- essentially the glint -- of the radio frequencies as they ricocheted off Titan.

"We held our breath as Cassini turned to beam its radio signals at the lakes," said Essam Marouf, a member of the Cassini radio science team of San Jose State University in California. "We knew we were getting good quality data when we saw clear echoes from Titan's surface. It was thrilling."

Twintig tot dertig jaar wachten
Het onderzoek kan onder meer verklaren waarom het elke keer twintig tot dertig jaar duurt voor een storm ontstaat. “Het bovenste deel van de atmosfeer is zo koud en zo massief dat er 20 tot 30 jaar voor nodig is om zo’n storm te laten ontstaan,” stelt onderzoeker Andrew Ingersoll.

In hun studie stippen de onderzoekers ook kort de gasgigant Jupiter aan. Ook op deze planeet komen stormen voor, maar deze omwikkelen de planeet niet. Volgens de onderzoekers komt dat doordat de atmosfeer van Jupiter minder waterstof bevat dan de atmosfeer van Saturnus.

There was no tape draped across a finish line, but NASA is celebrating a win. The agency's Mars Exploration Rover Opportunity completed its first Red Planet marathon Tuesday -- 26.219 miles (42.195 kilometers) - with a finish time of roughly 11 years and two months.

March 16, 2015

Cassini will soar within 1,414 miles (2,275 kilometers) of Titan to carry out a targeted flyby of the hazy Saturn moon. Each flyby gives us a little more knowledge of Titan and its remarkable similarities to our world.

We hebben allemaal niet alleen een adres, maar ook een kosmische adres. Die luidt als volgt: aarde, zonnestelsel, Orionarm (een arm van de Melkweg), Melkweg, Lokale Groep, Virgo Supercluster, het heelal. Onze planeet maakt onderdeel uit van het zonnestelsel, ons zonnestelsel is één van de vele planetenstelsels in de Orionarm, deze arm is weer één van de armen van de Melkweg, etc…

Maar wat is de Lokale Groep nu precies? De Lokale Groep is een groep van ruim 40 sterrenstelsels, waar de Melkweg bij hoort. Deze sterrenstelsels bevinden zich relatief dicht bij ons eigen melkwegstelsel, namelijk binnen een afstand van vijf miljoen lichtjaar. De Melkweg is het op een-na-grootste lid van Lokale Groep. De eer van grootste lid gaat naar het Andromedastelsel.

We hebben het altijd maar over ons zonnestelsel of de Melkweg. Hoogste tijd om verder te kijken dan onze neus lang is. Een astronoom heeft een kaartje gemaakt van alle heldere sterrenstelsels binnen 35 miljoen lichtjaar van de aarde. Het levert een prachtig plaatje op: onze Melkweg in het hart van de ‘Raad der reuzen’.

De aarde maakt deel uit van de Melkweg: een sterrenstelsel dat zo’n 300 miljard sterren en planeten telt. Die Melkweg behoort weer tot een kleine groep sterrenstelsels die bekend staat als de ‘Lokale Groep’. Deze groep strekt zich over zo’n drie miljoen lichtjaar uit.

Net ietsje verder
Hoewel we onze nabije omgeving dan al aardig in kaart lijken te hebben gebracht, stelt het naar astronomische begrippen nog niet zoveel voor. Zelfs wanneer we de Lokale Groep in ogenschouw nemen, kijken we eigenlijk nog niet verder dan het stoepje bij de achterdeur. Reden voor onderzoeker Marshall McCall om nog net ietsje verder te kijken. Hij maakte een kaartje waarop alle heldere sterrenstelsels tot een afstand van zo’n 35 miljoen lichtjaar van de aarde te zien zijn.

Astronomen hebben gebruik gemaakt van gegevens van de Kepler-ruimtetelescoop om een stokoude ster met een planetenstelsel te vinden. De ster in kwestie is zo’n 11 miljard jaar oud en heeft ten minste vijf planeten, allemaal kleiner dan de aarde. De ontdekking laat zien dat rotsachtige planeten al vroeg in de geschiedenis van het universum konden ontstaan. Dat betekent dat de Melkweg stokoud buitenaards leven zou kunnen herbergen!

Dat buitenaardse leven zal je alvast niet op de nieuw ontdekte planeten kunnen vinden. Ze draaien namelijk allemaal binnen tien dagen om hun moederster Kepler 444. Deze ster is ongeveer een kwart kleiner dan de zon en staat op een afstand van 118 lichtjaar, in de richting van het sterrenbeeld Lier. De massa van de vijf planeten is niet bekend, maar Kepler heeft wel hun omvang bepaald.

De binnenste planeet, Kepler-444b, is ongeveer even groot als Mercurius. Daarna volgen drie planeten zo groot als Mars en dan de buitenste planeet, Kepler-444f, die qua omvang tussen Mars en Venus zit. De planeten zijn allemaal heter dan Mercurius en dus ongeschikt voor het leven zoals wij dat kennen.

6 december
Op 6 december zal New Horizons opdracht krijgen om opnieuw wakker te worden. En het dit keer te blijven. Zo’n 90 minuten nadat New Horizons is wakker gemaakt, zal de sonde de aarde laten weten dat hij weer actief is. Die signalen zullen – hoewel ze met de snelheid van het licht reizen – 4 uur en 25 minuten onderweg zijn alvorens ze de aarde bereiken. Op dat moment is New Horizons 4,6 miljard kilometer van de aarde verwijderd. De afstand tot Pluto bedraagt dan nog maar 260 miljoen kilometer.

Testjes
In de dagen na 6 december zal New Horizons uitgebreid getest worden om te kijken of alles aan boord van de sonde werkt. De observaties van Pluto moeten dan op 15 januari – als de sonde nog aardig wat kilometertjes van Pluto verwijderd is – beginnen. Die observaties lopen tot eind juli 2015. Op 14 juli zal de afstand tussen New Horizons en Pluto het kleinst zijn.

Hapi regio het nekgedeelte van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko met Hathor cliff rechts.

Ook blijkt de kern van de komeet een veel poreuzer te zijn dan gedacht, op het oppervlak ligt veel minder ijs en de komeet lijkt in zijn nek dat de twee delen verbindt, door uitstoot water te verliesen.

Cassini's radar will use its synthetic aperture radar (SAR) mode to obtain images of Titan’s seas in order to look for changes. Observations of the shorelines of Titan’s huge polar seas, Ligeia and Kraken, begin approximately an hour before closest approach. The closest approach SAR data, and the most unique observation of this flyby, will capture the labyrinth of channels between Kraken mare and Ligeia mare. Other RADAR observations include inbound and outbound scatterometry and radiometry, as well as outbound altimetry in high-altitude areas.

108e flyby langs Titan

Tijdens deze scheervlucht zal Rosetta dichter bij de komeet in de buurt komen dan deze ooit is geweest. Naar verwachting zal Rosetta tijdens deze scheervlucht bijzonder gedetailleerde kiekjes van de komeet kunnen maken en ons zo meer kunnen vertellen over de porositeit en albedo van komeet 67P/C-G.

De scheervlucht staat gepland voor februari. Rosetta heeft dan de unieke mogelijkheid om heel dicht bij de komeet in de buurt te komen. In de maanden erna is dat onmogelijk, omdat de komeet – naarmate deze de zon nadert – steeds actiever zal worden. Dat betekent dat de komeet – bestaande uit stof en ijs – steeds meer water en stof verliest. Die stromen stof en water kunnen Rosetta uit koers brengen. Vandaar dat een scheervlucht plaats moet vinden voor de komeet hyperactief wordt.

Onderzoekers troffen de organische moleculen aan in monsters die Marsrover Curiosity in de Gale-krater verzamelde. Uit eerder onderzoek is al gebleken dat de Gale-krater ooit een meer bevatte. Curiosity boorde in gesteenten die ontstonden toen de krater vol water stond en ontdekte de organische moleculen in die gesteenten.

Bewijs voor leven?
Organische moleculen zijn de bouwstenen voor het leven zoals dat hier op aarde voorkomt. Onder organische moleculen vallen moleculen die voornamelijk uit koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen bestaan. Het zijn de bouwstenen voor het leven zoals dat hier op aarde voorkomt. De moleculen blijken nu dus ook op Mars voor te komen. Maar dat is zeker geen bewijs voor leven op de rode planeet. De onderzoekers benadrukken dat organische moleculen ook tot stand kunnen komen door chemische reacties waarin leven geen rol speelt. Zo kunnen de moleculen bijvoorbeeld door interplanetair stof of kometen op Mars terecht zijn gekomen.

De omstandigheden
Toch is het een interessante vondst. Het bewijst namelijk dat Mars beschikt over één van de ingrediënten van leven. Een ander – minstens zo belangrijk – ingrediënt bestaat uit de juiste omstandigheden. Op dit moment is Mars niet geschikt voor leven zoals wij dat kennen. Maar er is bewijs dat dat in het verleden anders was. Miljarden jaren geleden zou de temperatuur op de rode planeet een stuk aangenamer zijn geweest en moeten er zelfs meren en rivieren op het oppervlak te vinden zijn geweest. “We denken dat het leven op aarde zo’n 3,8 miljard jaar geleden begon en onze resultaten laten zien dat plaatsen zoals Mars rond die tijd in dezelfde omstandigheden verkeerde: er was vloeibaar water, een aangename temperatuur en organisch materiaal,” vertelt onderzoeker Caroline Freissinet. “Dus als het leven op aarde onder deze omstandigheden ontstond, waarom zou dat dan ook op Mars niet gebeurd kunnen zijn?”

De organische moleculen die door Curiosity op Mars zijn aangetroffen bevatten ook chlooratomen. Onder de moleculen bevinden zich onder meer chloorbenzeen, dichloorethaan en dichloorpropaan. Chloorbenzeen komt het meest overvloedig voor met concentraties tussen de 150 en 300 deeltjes per miljard. Chloorbenzeen komt van nature niet op aarde voor, maar wordt gebruikt om bijvoorbeeld verf en pesticiden te maken. Dichloorpropaan treffen we op aarde in verfafbijtmiddelen aan en wordt als kankerverwekkend beschouwd. Het is mogelijk dat deze chloorbevattende organische moleculen daadwerkelijk in de gesteenten op Mars voorkomen, maar het is volgens de onderzoekers waarschijnlijker dat in de gesteenten andere organische moleculen zaten en dat de chloor ontstond door reacties in Curiosity zelf toen de verzamelde monsters voor onderzoek werden opgewarmd. Koolstof – aangetroffen in de organische moleculen – kent volgens de onderzoekers zeer waarschijnlijk wel een Martiaanse oorsprong.

Sneller
Uit de experimenten blijkt dat de wind op Titan zo’n vijftig procent sneller moet zijn dan gedacht. “We ontdekten dat de beweging van het zand op het oppervlak van Titan om een windsnelheid vroeg die hoger lag dan wat voorgaande modellen suggereerden,” stelt Burr. De ontdekking kan ook verklaren waarom de duinen zo’n afwijkende vorm hebben die suggereert dat de wind precies uit tegenovergestelde richting komt. “Als de belangrijkste winden licht zijn en van oost naar west waaien, dan zijn ze niet sterk genoeg om het zand te verplaatsen. Maar een zeldzame gebeurtenis kan ervoor zorgen dat de winden tijdelijk omkeren en sterker worden.”

Uit modellen van de atmosfeer van Titan blijkt dat die ‘zeldzame gebeurtenis’ elk Saturnusjaar (dat 30 aardse jaren duurt) twee keer optreedt. De wind draait zich om wanneer de zon de evenaar oversteekt en ervoor zorgt dat de atmosfeer – en dus ook de winden – verandert. Burr vermoedt dat in die periode krachtige, snelle winden vanuit het westen komen en dat deze winden de duinen vormgeven. “Cassini heeft deze winden wellicht niet opgemerkt, omdat ze zo weinig voorkomen.”

T-107 is the second of two Titan flybys in the Solstice Mission where Titan’s atmospheric density will be measured three different ways at the same time. The ion and neutral mass spectrometer (INMS), the attitude and articulation control subsystem (AACS) team, and the navigation (NAV) team will simultaneously acquire atmospheric measurements using three different, independent methods. The NAV team will track Cassini during its pass through the upper atmosphere, after which they can estimate the density based on the amount of drag the atmosphere exerts on the spacecraft. AACS will estimate the density by looking at how the atmosphere affects the spacecraft’s rotation (known as torque), and INMS will gather direct measurements by sampling the atmosphere. Collecting these three measurements is critical to understanding differences in the atmospheric density as calculated by the INMS, NAV, and AACS teams, as well as the ultraviolet imaging spectrograph (UVIS) team

Het was dit weekend precies tien jaar geleden dat ruimtesonde MESSENGER aan zijn spannende avontuur begon. En dat viert NASA met een nieuw filmpje dat een prachtig kijkje biedt op het oppervlak van Mercurius.

De lancering van MESSENGER was op 3 augustus 2004, de reis duurde zeven jaar en na 7,9 miljard kilometer volgde de aankomst bij Mercurius. , waarna drie jaar onderzoek begonen sinds die tijd draaide MESSENGER tien jaar werkzaam voor de NASA (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) gelanceerd. Zo’n 7,9 miljard kilometer later arriveerde de sonde op zijn plaats van bestemming: in een baan rond Mercurius. Daar is deze nu alweer zo’n drie aardse jaren actief. Voordat de sonde zich in een baan rond Mercurius installeerde, cirkelde deze eerst vijftien keer rond de zon en scheerde één keer langs de aarde, twee keer langs Venus en drie keer langs Mercurius.

Momenteel is MESSENGER bezig aan zijn laatste maanden. Naar verwachting kan de sonde – met het oog op de brandstof – nog zo’n acht maanden vooruit. De komende maanden zal MESSENGER het oppervlak van Mercurius nog verder naderen. Naar verwachting leidt dat tot een nog beter beeld van de binnenste planeet in ons zonnestelsel.

Met een opvallend grote kern stelt de kleinste planeet van ons zonnestelsel, Mercurius, wetenschappers voor een raadsel. Waarom is die kern vergeleken met de kern van de andere binnenplaneten relatief zo groot? Is dat al zo sinds de vorming van ons zonnestelsel, 4,5 miljard jaar geleden, of is veel later in de geschiedenis van deze planeet een deel van de mantel verdwenen?

Om dit raadsel te ontcijferen promovendus aan de Vrije Universiteit, bezig met aan analyse van het binnenste van de planeet Mercurius. De hoofdvraag is of Mercurius aanvankelijk is gevormd uit metaalrijk ‘oermateriaal’ óf dat het buitenste deel van de silicaatrijke mantel ooit is weggeslagen en dat dit die relatief grote kern verklaart. De twee hypotheses impliceren verschillende samenstellingen van de mantel, die Knibbe met moderne technieken in het hogedruklab van de Vrije Universiteit onderzoekt.

“De korst en mantel van Mercurius zijn samen ongeveer 400 km dik, slechts een zevende van de aardmantel”, vertelt Knibbe. “Mercurius is een rare planeet omdat je zou verwachten dat tijdens het ontstaan van ons zonnestelsel, toen ook de planeten werden gevormd, alle elementen in ons deel van het zonnestelsel vrijwel homogeen verdeeld waren. Die dunne mantel roept dus de vraag op waarom de kern-mantelverhouding van Mercurius zo sterk afwijkt van de verhoudingen zoals we die zien bij de andere binnenplaneten: aarde, Venus en Mars.

Van de korst van Mercurius is bekend dat er opvallend weinig ijzer en titanium aanwezig is en relatief veel aluminium en magnesium. “Vooral die lage ijzerconcentratie is opvallend,” aldus Knibbe, “want dit betekent dat ijzer blijkbaar liever als metaal (Fe) aanwezig is dan gebonden aan ijzer (FeO). Verhoudingsgewijs veel metallisch ijzer in een planeet wijst op een laag zuurstofgehalte tijdens de vorming van die planeet. Dat zou kunnen verklaren waarom de mantel van Mercurius weinig ijzer – in de vorm van ijzersilicaten – bevat, maar dat het ijzer grotendeels als metaal in de kern geconcentreerd is.”

Als er tijdens de vorming van Mercurius wel veel zuurstof beschikbaar geweest was, dan zou dit ook gebonden zijn aan ijzer in ijzersilicaten; deze silicaatmineralen zouden dan zowel in de mantel als in de korst terug te vinden moeten zijn, is de redenering.

Net als de aarde en de maan is Mercurius begonnen als een magmaoceaan waaruit de kern en mantel is uitgekristalliseerd. De kern-mantelverhouding van de binnenplaneten komt neer op de verhouding tussen metalen en silicaten: de relatief zware metalen zakken in de loop van de tijd uit naar de kern en de lichtere mineralen (de silicaten) vormen de mantel.

Twee soorten meteorieten uit de tijd van de vorming van ons zonnestelsel, ofwel chondrieten, zijn mogelijk afkomstig van Mercurius. Deze meteorieten hebben een (voor Mercurius) kenmerkende silicaatsamenstelling: het gehalte geoxideerde ijzer- (FeO) en titaanverbindingen (TiO) is laag en het gehalte aan magnesiumoxide (MgO) is hoog. Deze twee typen meteorieten zijn de CB-chondrieten, met een extreem hoog metaalgehalte (ca. 65%), en de EH-chondrieten, met een relatief hoog silicaatgehalte (ca. 85%).

Op basis van de samenstelling van beide groepen chondrieten experimenteert Knibbe nu met de mineralen die hij hierin aantreft. Door beide groepen van mineralen onder dezelfde druk en temperatuur te brengen als die op Mercurius hebben geheerst in mantel en kern, en de uitkomsten van dit experiment te vergelijken met nieuwe satellietwaarnemingen, wil hij er achter komen of de uitgangssituatie van Mercurius vooral lijkt op een metaalrijke bulksamenstelling of een samenstelling waarvan de oorspronkelijke metaal/silicaat-verhouding meer lijkt op die van de aarde.

Deze experimenten vormen de basis voor Knibbes rekenmodel dat de samenstelling van de mantel simuleert vanaf de grens tussen kern en mantel naar de korst. Knibbe: “We onderzoeken hoe de mantel vanaf de kern/mantelgrens stapsgewijs naar het oppervlak uitkristalliseert. Dit moet uiteindelijk leiden tot een schatting van de mineraalsamenstelling van het oppervlak van Mercurius op basis van de verschillende chrondrietsamenstellingen. Deze schatting vergelijken we vervolgens met de satellietwaarnemingen om te kunnen bepalen welke ‘evolutietheorie’ het meest waarschijnlijk is. Daarmee wordt ook duidelijk welke chrondriet afkomstig is van Mercurius”.

Het lage zuurstofgehalte tijdens de vorming van Mercurius is overigens niet eenvoudig te verklaren. Heel hypothetisch – en Knibbe zegt het dan ook met de nodige voorzichtigheid – is de theorie dat een laag zuurstofgehalte te verklaren is doordat de lichte zuurstofelementen zouden zijn weggeblazen door de zonnewinden.

Dit is aannemelijk omdat Mercurius zo dichtbij de zon staat, ook al ten tijde van het ontstaan van deze planeet. De atmosfeer van Mercurius is te vergelijken met de exosfeer van de aarde, waar een uitwisseling van elementen met de ruimte plaatsvindt door de kleine zwaartekracht in dat deel van de dampkring.

“Dat de zuurstof grotendeels zou zijn ‘weggeblazen’ klopt echter niet met de aanwezigheid van andere lichte elementen,” zegt Knibbe, “zoals zwavel. Aan de oppervlakte van Mercurius meten we een tien maal hogere zwavelconcentratie dan op aarde, dus we vermoeden dat er zich ook in de planeet veel zwavel bevindt.”

De aanwezigheid van zwavel in de planeet zou verrassend goed passen bij een bijzondere eigenschap van Mercurius, namelijk het verhoogde magnetisme. Dit is weliswaar minder sterk dan op aarde (zo’n factor 10), maar voor een kleine planeet zónder vloeibare kern zou dit opvallend hoog zijn. “Daarom denken we nu dat zwavel, dat gebonden aan ijzer (FeS) een veel lager smeltpunt heeft dan andere ijzerverbindingen, zorgt voor een vloeibare buitenkern van Mercurius en dat de beweging van vloeibaar metaal de oorzaak is van het sterke magnetisch veld. Twee andere elementen die dit zouden kunnen veroorzaken, zijn silicium en koolstof.”

Een alternatieve, minder populaire hypothese is dat Mercurius zijn magnetisme dankt aan het ‘geheugen’ van het gesteente, dat zelf een (metalen) magneet is geworden. “Maar huidige metingen van het magnetisch veld maken deze hypothese als enige verklaring vrijwel onmogelijk”, aldus Knibbe.

Voor beide hypothesen zijn in dit stadium al voor- en tegenargumenten te bedenken. "Een metaalrijke magmaoceaan kan veroorzaakt zijn doordat stofwolken de lichte elementen van de protoplaneet Mercurius hebben weggeblazen. Maar waarom vinden we dan nog zoveel andere lichte elementen, zoals zwavel? Wat pleit voor een impact en een ‘normale’ kern-mantelverhouding is dat de homogene verspreiding van elementen in ons deel van het zonnestelsel aannemelijk is. Maar de kans op een impact waarbij een deel van de mantel wordt weggeblazen, is klein omdat een object wel heel precies langs een planeet moet scheren om dát te laten gebeuren.

Dan is er nog een derde hypothese, volgens Knibbe het minst populair, die uitgaat van de verdamping van de buitenkant van de mantel. “De effecten van een dergelijk fenomeen zien we echter niet terug in recente beelden van gesteenten aan het Mercuriusoppervlak.”

De bestemming van de Hayabusa2 (Slechtvalk2 in het Nederlands) is een rotsblok dat 1999 Ju3 heet en dat net als de aarde in een baan om de zon draait. De sonde moet daar een krater slaan, monsters verzamelen en daar in 2020 mee terugkeren op aarde. Heen en weer gaat het om een reis van 5 miljard kilometer.

Water

Hayabusa2 is de opvolger van Hayabusa, een Japanse sonde die in 2003 werd gelanceerd, een bezoek bracht aan planetoïde Itokawa en een aantal monsters op aarde afleverde. De hoop is nu echter dat er deze keer water en organische materialen worden gevonden, de bronnen van het leven op aarde.

Woensdag rond 05.30 uur Nederlandse tijd werd de sonde gelanceerd. 

In 2018 moet Hayabusa2 bij de asteroïde een Duitse verkenner afstoten, die op het oppervlak moet landen. De lancering van de sonde werd eerder nog uitgesteld omdat er te harde wind werd verwacht.

De Duitse verkenner Mascot moet meerdere plekken op het oppervlak van het rotsblok onderzoeken. Ook moet Hayabusa2 een krater in het oppervlak schieten. Dat woelt de aarde om. Een camera meet dan wat er gebeurt. Verder moet Hayabusa2 stofdeeltjes opvangen en daar in 2020 mee terugkeren op aarde. De deeltjes kunnen in een laboratorium worden onderzocht.

De asteroïde waar het om gaat, is het rotsblok 1999 JU3. Dat draait net als de aarde in een baan rond de zon. Het is ontstaan toen ons zonnestelsel werd gevormd, 4,6 miljard jaar geleden. Sindsdien is het niet of nauwelijks veranderd. Mogelijk zijn er nog sporen van water en organisch materiaal te vinden. Dat zijn de bronnen van leven op aarde.

In 2014 is het zover: Japan stuurt dan Hayabusa2 op pad. De ruimtesonde gaat een bezoekje brengen aan een planetoïde en daar monsters verzamelen. Een prachtige missie!

Hayabusa2 is de opvolger van Hayabusa, een Japanse sonde die in het begin van de 21e eeuw geschiedenis schreef door de planetoïde Itokawa te bezoeken, op die planetoïde monsters te verzamelen en deze vervolgens netjes terug op aarde af te leveren. De missie van Hayabusa2 ziet er in grove lijnen hetzelfde uit. Maar er zijn ook verschillen en al met al belooft de missie van Hayabusa2 toch zeker een stuk spectaculairder te worden. Zo bezoekt Hayabusa2 een heel ander soort planetoïde (die waarschijnlijk veel interessanter is dan Itokawa) en gaat de sonde op die planetoïde een krater creëren, zodat ook onderliggende lagen van de planetoïde bloot komen te liggen en dus op grotere diepte monsters kunnen worden verzameld.

Waarom een planetoïde?
Dat de Japanners zich na de Hayabusa-missie opnieuw naar een planetoïde willen begeven, is niet zo heel vreemd. We kunnen namelijk ongelofelijk veel van planetoïden leren, met name als het gaat om de oorsprong van ons zonnestelsel. In tegenstelling tot grote hemellichamen die door toedoen van bijvoorbeeld thermale processen door de jaren heen veranderd zijn, zijn kleinere hemellichamen zoals planetoïden vaak nog vrij puur. Monsters van planetoïden kunnen ons dan ook een veel beter beeld geven van de ruwe materialen waar planeten en planetoïden uit bestaan en dus meer vertellen over de periode rondom de geboorte van de planeten.

1999 JU3
Zoals het er nu naar uitziet, gaat Hayabusa2 een bezoekje brengen aan de ongeveer 920 meter brede planetoïde 1999 JU3. Dit is een heel andere planetoïde dan Itokawa. 1999 JU3 is een zogenoemde C-type planetoïde, Itokawa is een S-type planetoïde. Beide planetoïden bestaan uit steen, maar van C-type planetoïden wordt vermoed dat ze meer organische materie en water bevatten. Hayabusa2 kan ons dan ook veel meer gaan vertellen over hoe organische materie en water er van origine in het zonnestelsel uitzag en hoe die stoffen zich verhouden tot het leven en oceaanwater zoals we dat nu kennen.

De gereedschappen
Voor zo’n grondig onderzoek heeft Hayabusa2 natuurlijk goede gereedschappen nodig. En die krijgt de sonde mee! Hayabusa2 is uitgerust met verschillende instrumenten waarmee de planetoïde op afstand bestudeerd kan worden. Ook beschikt de sonde over diverse landers en rover. Hayabusa2 zet de landers op het oppervlak van de planetoïde, zodat deze van dichtbij onderzoek kunnen gaan doen. Ook Hayabusa2 zelf landt kort op de planetoïde om monsters te verzamelen.

Tijdschema
Het is de bedoeling dat Hayabusa2 in 2014 wordt gelanceerd. Ergens halverwege 2018 zou de sonde dan bij de planetoïde aankomen. Daar blijft de sonde ongeveer anderhalf jaar aan het werk. Tegen het eind van 2020 kan Hayabusa2 dan de verzamelde monsters op aarde afleveren. Vooralsnog houden de Japanners zich prima aan het schema. In het voorjaar van 2012 werd het ontwerp van Hayabusa2 afgerond. En eind december van dat jaar kon de Japanse ruimtevaartorganisatie de Hayabusa2 onthullen. Helemaal af is de sonde nog niet. Zo wordt er nog hard gewerkt aan de zonnepanelen en worden de apparaten aan boord nog druk getest. Maar zoals het er nu naar uitziet, moet het lukken om de sonde in 2014 te lanceren.

Een team van wetenschappers heeft een onzichtbaar schild ontdekt op een hoogte van 11.500 kilometer boven het aardoppervlak. Dit Star Trek-achtige schild blokkeert extreem snelle elektronen, die tijdens zonnestormen door de ruimte vliegen en astronauten en satellieten bedreigen.

De onderzoekers troffen het schild aan in de Van Allen-gordels. Dit zijn twee gordels van geladen deeltjes rond de aarde. De gordels worden op hun plaats gehouden door het magnetische veld van de aarde. Ze krimpen en groeien regelmatig. Dit is afhankelijk van hoeveel energie er binnenkomt van de zon. Opvallend is dat de buitenste Van Allen-gordel een scherpe grens heeft op een hoogte van ruim elfduizend kilometer, waar elektronen worden tegengehouden die lager in de atmosfeer willen dringen.

Onzichtbaar schild
“Het lijkt wel alsof de elektronen op een glazen wand botsen”, legt studieleider Daniel Baker van de universiteit van Colorado uit. Zijn paper is vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke journaal Nature. “Dit fenomeen heeft wel iets weg van het schild dat in Star Trek wordt gebruikt om de Enterprise te beschermen tegen vijandig vuur. Het is in ieder geval een bijzonder fenomeen.”

Voorheen dachten wetenschappers dat hoogenergetische elektronen – die met een snelheid van 160.000 kilometer per seconde langs de aarde razen – langzaam worden afgeremd in de atmosfeer en uiteindelijk verdwijnen door interacties met luchtmoleculen. Nu lijkt het erop dat het Star Trek-achtige schild hiervoor verantwoordelijk is.

Monitoren
Het is nog onduidelijk hoe het schild zich heeft kunnen vormen. “We gaan het gebied de komende tijd in de gaten houden”, zegt Baker. “Stel, er vindt een grote uitbarsting plaats op de zon, dan verwacht ik dat het schild tijdelijk wordt gebroken door de grote hoeveelheid elektrisch geladen deeltjes.”

Sterrenkundigen zijn er in geslaagd om voor het eerst een supernova te zien, waarvan het licht door de zwaartekracht van een massieve cluster van sterrenstelsels tussen de supernova en de aarde werd verbogen en waardoor er in plaats van één maar liefst vier supernovae te zien waren. De supernova wordt SN Refsdal genoemd, naar de Noorse sterrenkundige  Sjur Refsdal die veel onderzoek heeft gedaan aan zwaartekrachtslenzen, de cluster heet MACS J1149. Met de Hubble telescoop zag men de vier stipjes verschijnen, S1 t/m S4 op de foto hierboven, en in de periode tussen 10 en 20 november 2014 werden er waarnemingen aan gedaan. Op de bovenste foto zie je de stipjes rondom het heldere elliptische stelsel, dat deel uitmaakt van MACS J1149, op de onderste foto is dat stelsel met de computer verwijdert. De afstand tot de supernova bedraagt 9,4 miljard lichtjaar, de cluster ligt met vijf miljard lichtjaar veel dichterbij. Het is voor het eerst dat van een supernova een meervoudige zwaartekrachtslens ontdekt is, d.w.z. dat er van de supernova meerdere beeldjes zijn te zien door het ‘lensstelsel’, dat is in dit geval de cluster. Hieronder een voorstelling hoe zoiets ontstaat, waarbij de bron geen supernova is, maar een gewoon sterrenstelsel.

MACS en supernova SN Refsdal

De supernova die waargenomen is ligt in een sterrenstelsel, dat (uiteraard) ook op 9,2 miljard lichtjaar afstand ligt. Ook dat stelsel is door de zwaartekrachtslens qua vorm veranderd, maar het is niet in vier aparte beeldjes te zien. Hieronder zie je dat ‘moederstelsel’ van de supernova.

Uranus wordt momenteel geteisterd door extreme stormen. De stormen zijn zo heftig dat zelfs amateur-astronomen de heldere wolkenpartijen kunnen onderscheiden. Wetenschappers staan voor een raadsel: waarom ontstaan die extreme stormen juist nu?

“Het weer op Uranus is extreem actief,” concludeert onderzoeker Imke de Pater. “Deze vorm van activiteit zouden we in 2007 verwacht hebben, toen de één keer in de 42 jaar op Uranus optredende equinox plaatsvond en de zon direct op de evenaar scheen,” voegt onderzoeker Heidi Hammel toe. “Maar we voorspelden dat die activiteit nu wel zou zijn weggestorven. Waarom we deze ongelofelijke stormen nu zien is een raadsel.”

Acht grote stormen
Pater, Hammel en collega’s bestudeerden het noordelijk halfrond van Uranus begin augustus vanuit het Keck Observatory. Ze namen acht grote stormen waar. Eén van de stormen was de helderste storm die ooit op een golflengte van 2.2 microns op Uranus is waargenomen. De storm was verantwoordelijk voor maar liefst dertig procent van al het licht dat op deze golflengte door de gehele planeet gereflecteerd werd. “De kleuren en vormen van het wolkencomplex suggereren dat de storm – net als de twee wolkenpartijen die we tijdens de equinox zagen – verband houdt met een vortex dieper in de atmosfeer,” vertelt onderzoeker Larry Sromovsky.

Amateurs
De stormen op Uranus zijn zo heftig en helder dat zelfs amateur-astronomen sommige stormen kunnen waarnemen. Op de anders geheel blauwe planeet zien ze nu heldere vlekken.

Uranus is een zogenoemde ijsreus. De planeet heeft geen interne warmtebron. Daarom dachten onderzoekers altijd dat de activiteiten in de atmosfeer van de planeet alleen beïnvloed werden door zonlicht. Maar momenteel valt er weinig zonlicht op het noordelijk halfrond. En toch is er veel activiteit te zien in de atmosfeer. “Deze onverwachte observaties herinneren ons eraan hoe weinig we begrijpen van de dynamiek in de atmosfeer van de buitenste planeten van ons zonnestelsel,” zo concluderen de onderzoekers.

De Grote Rode Vlek op de reuzenplaneet Jupiter dankt zijn kleur aan de afbraak van moleculen hoog in de dampkring, onder invloed van ultraviolet zonlicht. Dat blijkt uit 14 jaar oude waarnemingen van de Amerikaanse planeetverkenner Cassini, gecombineerd met laboratoriumexperimenten.

Tot nu toe werd veelal aangenomen dat de rode kleur veroorzaakt werd doordat bepaalde chemische verbindingen van grote diepte omhoog werden gebracht door turbulentie in het kolossale stormsysteem. De Grote Rode Vlek is een gigantische cycloon in de Jupiterdampkring die hoog uittorent boven de omringende wolkenlagen. Hij is groter dan de aarde, en draait in circa zes dagen één keer rond. De Vlek werd ruim driehonderd jaar geleden al voor het eerst waargenomen.

De oorzaak van de rode kleur (in feite meer zalmroze of licht oranje) was echter nooit opgehelderd; algemeen werd aangenomen dat er sprake was van fosforhoudende moleculen die vanaf grotere diepte omhoog werden gebracht. Onderzoekers hebben nu echter ontdekt dat de kleur van de Grote Rode Vlek, zoals die in 2000 nauwkeurig is vastgelegd door de planeetverkenner Cassini, heel goed overeenkomt met de kleur van de organische verbindingen die achterblijven wanneer ammoniak en acetyleen beschenen worden door ultraviolette straling.

Spectroscopische waarnemingen die verricht zijn tijdens laboratoriumexperimenten komen goed overeen met de spectroscopische metingen van Cassini. Ammoniak en acetyleen zijn bekende bestanddelen van de Jupiterdampkring. Dat de oranjeroze kleur vooral in het stormsysteem zo goed zichtbaar is, komt vermoedelijk door de grote hoogte van de wolkentoppen in de Grote Rode Vlek, en doordat de wervelstructuur de verspreiding van het materiaal belemmert.

To the delight of Cassini scientists, two new bright features appeared in Titan's largest sea, Kraken Mare, during the August 21 flyby. In contrast to a previously reported bright, mystery feature in another of Titan's large seas, Ligeia Mare, the new features in Kraken Mare were observed in both radar data and images from Cassini's Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS). Having observations at two different wavelengths provides researchers with important clues to the nature of these enigmatic objects.

The VIMS data suggest the new features might have similarities to places in and around the seas that the Cassini team has interpreted as waves or wet ground. The observations support two of the possible explanations the team thinks are most likely -- that the features might be waves or floating debris.

Unfortunately for mystery lovers, the August Titan flyby marked the final opportunity for Cassini's radar to observe Kraken Mare. However, the spacecraft is scheduled to observe the original "magic island" feature in Ligeia Mare once more, in January 2015.

A similar feature appeared in Ligea Mare, another Titan sea, and was seen to evolve in appearance between 2013 and 2014 (see Mysterious Changing Feature in Ligeia Mare).

Kraken Mare augustus 2014

Cassini's Titan flyby on Aug. 21, 2014, included a segment designed to collect altimetry (or height) data, using the spacecraft's radar instrument, along a 120-mile (200-kilometer) shore-to-shore track on Kraken Mare, Titan's largest hydrocarbon sea. For a 25-mile (40-kilometer) stretch of this data, along the sea's eastern shoreline, Cassini's radar beam bounced off the sea bottom and back to the spacecraft, revealing the sea's depth in that area. Observations in this region, near the mouth of a large, flooded river valley, showed depths ranging from 66 to 115 feet (20 to 35 meters).

Plots of three radar echoes are shown at left, indicating depths of 89 feet (27 meters), 108 feet (33 meters) and 98 feet (30 meters), respectively. The altimetry echoes show the characteristic double-peaked returns of a bottom-reflection. The tallest peak represents the sea surface; the shorter of the pair represents the sea bottom. The distance between the two peaks is a measure of the liquid's depth.

The Synthetic Aperture Radar (SAR) image at right shows successive altimetry observations as black circles. The three blue circles indicate the locations of the three altimetry echoes shown in the plots at left.

Helderder
Het licht dat de onderzoekers gedetecteerd hebben, is duizend keer helderder dan het zodiakale licht dat we rond onze eigen zon zien. Bovendien wijst alles erop dat het aantal sterren dat net zulk zodiakaal licht vertoont als in ons zonnestelsel is aangetroffen veel groter is dan gedacht. “De hoge detectiegraad bij dit helderheidsniveau wijst erop dat er een aanzienlijk aantal stelsels moet zijn die stof bevatten dat beneden de detectiedrempel van ons onderzoek blijft, maar altijd nog veel helderder is dan het zodiakale stof in het zonnestelsel,” vertelt onderzoeker Olivier Absil.

Onder alle sterren die de onderzoekers bestudeerden, bevinden zich ook veertien sterren waarvan we weten dat ze exoplaneten bezitten. Al deze planeten bevinden zich in het gebied waar ook het zodiakale licht is waargenomen. Het is mogelijk slecht nieuws voor onderzoekers die planeten die op de aarde lijken in beeld hopen te gaan brengen. De gloed van het exo-zodiakale stof maakt het in beeld brengen van zulke planeten namelijk lastiger. Ook als die gloed maar heel zwak is.

Zodiakaal licht, gezien vanuit het woestijnlandschap waar ook de Very Large Telescope zich bevindt. Afbeelding: ESO

This image beautifully captures the zodiacal light, a triangular glow seen best in night skies free of overpowering moonlight and light pollution. The photograph was taken at ESO’s La Silla Observatory in Chile in September 2009, facing west some minutes after the Sun had set. A sea of clouds has settled in the valley below La Silla, which sits at an altitude of 2400 metres, with lesser peaks and ridges poking through the mist.

The zodiacal light is sunlight reflected by dust particles between the Sun and Earth, and is best seen close to sunrise or sunset. As its name implies, this celestial glow appears in the ring of constellations known as the zodiac. These are found along the ecliptic, which is the eastward apparent “path” that the Sun traces across Earth’s sky.

Om de exokometen van Bèta Pictoris te onderzoeken heeft het team meer dan duizend waarnemingen geanalyseerd die tussen 2003 en 2011 zijn verkregen met het HARPS-instrument van de 3,6-meter ESO-telescoop van de sterrenwacht op La Silla in Chili.

Zwarte gaten zenden zelf geen licht uit, maar de materie in de directe omgeving van het zwarte gat wordt zo sterk verhit dat er straling wordt uitgezonden in vrijwel alle golflengtegebieden. Vanwege de afstand van 27.000 lichtjaar is het echter vrijwel niet mogelijk om de afmetingen van dat emissiegebied te bepalen.

Waarnemingen op radiogolflengten van ca. 1 centimeter laten echter heldere, variabele plekken zien. Die worden veroorzaakt doordat de radiostraling van het zwarte gat (Sagittarius A* geheten) worden verstrooid door de interstellaire materie tussen het Melkwegcentrum en de aarde, net zoals licht van een verre schijnwerper verstrooid kan worden door mist.

Uit de eigenschappen van de waargenomen substructuur kon nu berekend worden dat het straling producerende gebied rond Sagittarius A* een middellijn heeft van ca. twintig maal de zogeheten gebeurtenishorizon – de feitelijke ‘rand’ van het zwarte gat. Dat komt overeen met een afmeting van iets minder dan één miljard kilometer, of ca. zes keer de afstand tussen de aarde en de zon.

De maan, onze trouwe wachter, wordt geacht al zeker een miljard jaar geologisch “dood” te zijn. Men heeft echter voorheen onbekende vulkanen gevonden, die (geologisch gezien) recent moeten zijn ontstaan, vermoedelijk in de afgelopen 50 miljoen jaar!

De vulkanische “plekken” kenmerken zich door lage, afgeronde verhogingen in de buurt van ruw en blokkerig terrein, meestal omringd door een diepe depressie. Ze zijn te klein om vanaf de aarde zichtbaar te zijn (gemiddeld zo’n 500 meter) en de meeste zijn nog maar pas ontdekt. Een uitzondering vormt een vulkanisch gebied dat “Ina” wordt genoemd en al sinds de Apollo-missies bekend is. Het was al bekend dat Ina zeer jong moest zijn, maar vergelijkbare plekken zijn nu pas gevonden.

De leeftijd is vastgesteld door kratertellingen te koppen aan in laboratoria gemeten leeftijden van maanstenen. De conclusie luidt dat de maan dus helemaal niet een miljard jaar dood is – het is in het geologisch recente verleden nog vulkanisch actief geweest!

Dat zadelt astronomen wel met een raadsel op, aangezien het inwendige van de maan al lang zou moeten zijn gestold. Dat is dus duidelijk niet het geval – schijnbaar moet de maanmantel nog een beetje vloeibaar zijn. Dat is trouwens ook uit andere recente onderzoeken gebleken.

This artist's rendering shows a cross-section of the surface and subsurface of Saturn's moon Titan, with a possible model for the structure of underground liquid reservoirs there.

Hundreds of lakes and seas are spread across the surface of Saturn's moon Titan -- its northern polar region in particular. These lakes are filled with hydrocarbons, a form of organic compound that is also found naturally on Earth and includes methane. While most of the liquid in the lakes is thought to be replenished by rainfall from clouds in Titan's atmosphere, the cycling of liquid between the subsurface, surface and atmosphere is still not well understood.

Scientists have modeled how a subsurface reservoir of liquid hydrocarbons, also called an "alkanofer," once filled with methane rainfall runoff, would diffuse through Titan's porous, icy crust. They found that this diffusion could cause a new reservoir -- formed from clathrates -- to form where the bottom of the original underground reservoir meets layers of non-porous ice. Clathrates are compounds that form a crystal structure with small cages that trap other substances like methane and ethane. Titan's subsurface clathrate reservoirs would interact with and the methane-rich liquid within the original underground hydrocarbon lake, slowly changing its composition. Eventually, subsurface alkanofers that come into contact with the clathrate layer would mainly be composed of either propane or ethane, depending on the type of clathrate that had formed.

Importantly, this process would continue up to Titan's surface. Lakes fed by these propane or ethane subsurface reservoirs would show the same kind of composition, whereas those fed by rainfall would be different and contain methane, nitrogen, and trace amounts of argon and carbon monoxide. In other words, the composition of the lake could indicate what is happening deep underground.

Scientists analyzing data from NASA's Cassini mission have firm evidence the ocean inside Saturn's largest moon, Titan, might be as salty as Earth's Dead Sea.

These two views of Saturn's moon Titan show the southern polar vortex, a huge, swirling cloud that was first observed by NASA's Cassini spacecraft in 2012.

The view at left is a spectral map of Titan obtained with the Cassini Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) on Nov. 29, 2012. The inset image is a natural-color close-up of the polar vortex taken by Cassini's wide-angle camera (part of the view previously released as PIA14925).

Three distinct components are evident in the VIMS image, represented by different colors: the surface of Titan (orange, near center), atmospheric haze along the limb (light green, at top) and the polar vortex (blue, at lower left).

Uit onderzoek blijkt dat de minimaantjes in de F-ring van Saturnus geen lang leven beschoren zijn. Onderzoekers hebben hiertoe een vergelijking gemaakt tussen foto’s die gemaakt zijn door de Cassini-ruimtesonde en foto’s die dertig jaar eerder gemaakt zijn door de Voyager-ruimtesondes. Hieruit is gebleken dat het aantal minimaantjes enorm is afgenomen.

De F-ring is sowieso een geval apart, aangezien de ring nooit een gladde structuur heeft, maar vol zit met klonters en gebiedjes met een hogere en lagere helderheid. Astronomen vermoeden dat minimaantjes van een kilometer of vijf groot hiervoor verantwoordelijk zijn. Deze maantjes verstoren dan het omringende materiaal.

Uit onderzoek blijkt dat de minimaantjes in de F-ring van Saturnus geen lang leven beschoren zijn. Onderzoekers hebben hiertoe een vergelijking gemaakt tussen foto’s die gemaakt zijn door de Cassini-ruimtesonde en foto’s die dertig jaar eerder gemaakt zijn door de Voyager-ruimtesondes. Hieruit is gebleken dat het aantal minimaantjes enorm is afgenomen.

De F-ring is sowieso een geval apart, aangezien de ring nooit een gladde structuur heeft, maar vol zit met klonters en gebiedjes met een hogere en lagere helderheid. Astronomen vermoeden dat minimaantjes van een kilometer of vijf groot hiervoor verantwoordelijk zijn. Deze maantjes verstoren dan het omringende materiaal.

F-ring 2006

Uit het onderzoek blijkt dat de F-ring ten tijde van de Voyagers veel meer onregelmatige klonters bevatte dan vandaag de dag. Deze klonters zijn vermoedelijk het gevolg van minimaantjes die met hun zwaartekracht het omringende materiaal op elkaar doen knallen en verpulveren. Blijkbaar zijn er nu minder minimaantjes dan dertig jaar geleden, vandaar de afname in het aantal klonters. Maar hoe komt dat?

Wel, je kunt Prometheus de schuld geven. De F-ring bevindt zich namelijk op een bijzonder punt, de zogenaamde Roche-limiet. Alle manen die dichter bij Saturnus staan dan deze limiet, zullen uiteen getrokken worden door de getijdenkrachten van de planeet. Aangezien de F-ring precies op de grens ligt, kan het materiaal uit de ring niet beslissen of het een maan wil gaan vormen, of een ring wil blijven.

Een andere vraag die uit de kaartenbak kan, is waarom er nauwelijks kraters te zien zijn op Europa. Als het oppervlak zichzelf vernieuwd, verdwijnen kraters en andere onzuiverheden op het bevroren oppervlak.

Europa
NASA / JPL-Caltech / SETI Institute.

De foto is gemaakt door de ruimtesonde Galileo. Deze maakte de foto – in zwartwit – in 1997. De afstand tussen Europa en Galileo bedroeg toen zo’n 21.700 kilometer.

Uit metingen die zijn verricht door de Galileo-ruimtesonde (1995-2003) is gebleken dat het oppervlak van de Jupitermaan Europa verdeeld is in afzonderlijke platen – net als bij de aarde. Europa is iets kleiner dan onze maan en heeft één van de jongste oppervlakken in het zonnestelsel – een teken dat de korst van Europa heel snel gerecycled wordt.

Door goed te kijken naar de foto’s hebben wetenschappers een gebied ontdekt waarin een stuk oppervlak “verdwijnt” langs de grens tussen twee ijsplaten – vermoedelijk het gevolg van de ene ijsplaat die onder de andere duikt. Iets soortgelijks gebeurd ook op aarde, in de buurt van zogenaamde subductie-zones. Hier duikt de ene plaat onder de andere, om vervolgens in het binnenste van de aarde te worden vernietigd (lees: gesmolten). Op andere plaatsen wordt dan weer nieuwe aardkorst aangemaakt, zodat het totale oppervlak van de aarde gelijk blijft.

De New Horizons ruimtesonde heeft het piepkleine maantje Hydra gefotografeerd – een half jaar eerder dan verwacht. Hydra is één van de vijf manen van de dwergplaneet Pluto, maar het is de verwachting dat zich nog meer maantjes kunnen schuilhouden in dit koude gedeelte van het zonnestelsel. Daarom is de waarneming van Hydra ook belangrijk: het betekent dat New Horizons eventueel onbekende obstakels ruim van tevoren kan zien aankomen. Als de ruimtesonde immers een nog onbekende maan tegen het lijf loopt, dan zou New Horizons uit koers kunnen raken of, nog erger, kunnen crashen.

De ruimtesonde is nog altijd 430 miljoen kilometer verwijderd van Pluto, maar die afstand zal New Horizons in minder dan een jaar doorkruisen. Ondertussen zijn wetenschappers druk bezig om te bepalen waar New Horizons ná Pluto heen zal gaan. De ruimtesonde zal immers niet in een omloopbaan rond Pluto terecht komen, maar er simpelweg langs vliegen (een flyby). Er zijn al verschillende kandidaten in de Kuipergrodel gevonden, maar het kan nog wel even duren voordat een definitieve nieuwe bestemming zal worden vastgesteld.

Om Hydra te kunnen spotten, maakte New Horizons op 18 juli 48 foto’s met een belichtingstijd van 10 seconden van Pluto en omgeving. Op 20 juli deed de sonde dat opnieuw. De beste foto’s legden de onderzoekers vervolgens naast elkaar. Op die foto’s veranderden de sterren op de achtergrond niet. Door de zaken die niet veranderden weg te filteren, bleef uiteindelijk alleen Hydra over. Ook Pluto zien we op de beelden: het is de heldere vlek in het midden van de foto’s. Hydra – die over de periode van twee dagen van plaats verandert – zien we als een licht en donker vlekje.

“Met behulp van deze technieken, sprong Hydra zo uit de data, ondanks dat de maan nog weinig helder is, enkele keren minder helder dan de zwakste objecten die de New Horizons-camera veel dichter bij Pluto zou moeten kunnen detecteren. We zijn opgewonden dat we dit zien, omdat het aantoont dat onze technieken werken en dat onze camera werkt. Maar het is ook opwindend om een derde lid van het Pluto-systeem in beeld te zien komen, omdat het bewijst dat we er bijna zijn!”

During this flyby, Cassini’s optical remote sensing instruments dominate during the approach period looking for weather activity and atmospheric properties. At closest approach, the Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) will examine the seas and lakes of the northern polar area of Titan, including Kraken Mare and Ligeia Mare. Finally, the Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) will observe Titan’s southern hemisphere during the stellar occultation of Eta Ursae Majoris—also known as Alkaid, the end star in the handle of the Big Dipper.

Cassini scientists noted a decrease in clouds everywhere on Titan after a large storm in 2010, and expected clouds to return sooner, based on computer models of Titan's atmosphere. Continued monitoring should help them determine if the clouds' appearance signals the beginning of summer weather patterns, or if it is an isolated occurrence.

Een internationaal team van astronomen heeft met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en andere telescopen op aarde en in de ruimte de beste opname ooit gemaakt van een botsing tussen twee sterrenstelsels tot op heden. De botsing vond plaats toen het universum nog maar half zo oud was als nu. Door een vergrootglas ter grootte van een sterrenstelsel konden ze details zien die anders onzichtbaar zouden zijn gebleven. Uit dit nieuwe onderzoek naar het sterrenstelsel H-ATLAS J142935.3-002836 blijkt dat dit complexe, verafgelegen object lijkt op de bekende nabije botsing van sterrenstelsels, de Antennestelsels.

De beroemde, fictieve detective Sherlock Holmes gebruikte een vergrootglas om bijna onzichtbaar maar belangrijk bewijs te vinden. Astronomen gebruiken meerdere telescopen op aarde en in de ruimte [1], en een enorme kosmische lens om extreme sterformatie in het jonge universum te onderzoeken.

"Astronomen worden vaak beperkt in hun onderzoek door de mogelijkheden van hun telescopen, maar in sommige gevallen kunnen ze toch details zien met natuurlijke lenzen die door het universum zijn gemaakt", legt eerste auteur Hugo Messias van de Universidad de Concepción (Chile) en het Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (Portugal) uit. "Einstein voorspelde in zijn algemene relativiteitstheorie dat licht zich niet in een rechte lijn voortplant, maar wordt afgebogen als er genoeg materie aanwezig is. Het effect is vergelijkbaar met de afbuiging van licht door een normale lens." 

Deze kosmische lenzen ontstaan door zware structuren zoals sterrenstelsel en clusters van sterrenstelsels die licht van achterliggende objecten afbuigen met hun zwaartekracht - het effect wordt een zwaartekrachtslens genoemd. Door de versterkende eigenschappen van dit effect kunnen astronomen objecten bestuderen die anders onzichtbaar zouden zijn, en kunnen ze lokale sterrenstelsels vergelijken met verafgelegen sterrenstelsels in het jonge universum.

Deze zwaartekrachtslenzen werken alleen als het lenzende sterrenstelsel en het sterrenstelsel dat er ver achter ligt precies op een lijn staan.

"Deze perfecte opstellingen zijn zeldzaam en moeilijk te vinden", voegt Hugo Messias toe, "maar uit recente onderzoeken blijkt dat we veel efficiënter naar hen kunnen zoeken door waarnemingen te doen op ver-infrarood- en millimetergolflengten."

Acht jaar en acht maanden was New Horizons onderweg alvorens deze gisteren de baan van de verre Neptunus kon kruisen. In die periode legde de sonde 4,4 miljard kilometer af. Op het moment dat de sonde de baan van Neptunus kruiste, bevond deze zich op zo’n 4 miljard kilometer afstand van Neptunus. Dat is ongeveer 27 keer de afstand tussen de aarde en de zon.

NASA's Pluto-bound New Horizons spacecraft captured this view of the giant planet Neptune and its large moon Triton on July 10, 2014, from a distance of about 2.45 billion miles (3.96 billion kilometers) - more than 26 times the distance between the Earth and sun. The 967-millisecond exposure was taken with the New Horizons telescopic Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI).

New Horizons traverses the orbit of Neptune on Aug. 25, 2014 – its last planetary orbit crossing before beginning an encounter with Pluto in January 2015. In fact, at the time of the orbit crossing, New Horizons was much closer to its target planet – just about 273 million miles (or 440 million kilometers) – than to Neptune.

A range of supermassive black holes lights up this new image from NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array, or NuSTAR. All of the dots are active black holes tucked inside the hearts of galaxies, with colors representing different energies of X-ray light.

The red, yellow and green colors represent black holes seen previously by NASA's Chandra X-ray Observatory (with red denoting the lowest-energy X-ray light). The color blue shows black holes recently detected by NuSTAR, which was uniquely designed to detect the highest-energy X-ray light. The black holes in this picture are between about 3 to 10 billion light-years away.

Why do some black holes produce more high-energy X-ray light than others? Astronomers say this is because the black holes are more actively feeding off surrounding clouds of dust and gas, and also because the material surrounding them is so dense that only high-energy X-ray photons can penetrate the thick screen.

NuSTAR is the first telescope capable of imaging obscured black holes at this distance using high-energy X-rays; previous telescopes operating in a similar energy range would not have been able to discern the separate host galaxies. One of the goals of the NuSTAR mission is to pinpoint the different types of distant black holes that are contributing to a diffuse X-ray glow in our sky, what is called the X-ray background. This will reveal new details about the evolution of both black holes and the galaxies that house them.

The image shows an area, called the COSMOS field, that has been studied in great detail by many telescopes (COSMOS stands for Cosmic Evolution Survey). Red and green represent X-ray light seen by Chandra with energies of 0.5 to 2 kiloelectron volts (keV), and 2 to 7 keV, respectively. Blue is 8 to 24 keV, which can only be seen by NuSTAR.

Wetenschappers hebben een recordbrekend lange ‘brug’ van waterstofgas ontdekt in de ruimte. De brug is maar liefst 2,6 miljoen lichtjaar lang en verbindt een sterrenstelsel en een groep sterrenstelsels die zich op zo’n 500 miljoen lichtjaar afstand van de aarde bevinden.

De brug gaat de boeken in als de langste waterstofgasbrug die ons tot op heden bekend is. Met een lengte van 2,6 miljoen lichtjaar is deze maar liefst 1 miljoen lichtjaar langer dan de gasstroom die vorig jaar in het Virgo-cluster werd aangetroffen. “We zien regelmatig stromen van gas in sterrenstelselclusters waarin veel sterrenstelsels dicht bij elkaar staan,” vertelt onderzoeker Rhys Taylor. “Maar nog nooit hebben we zo’n lange stroom ontdekt en dan bevindt deze zich ook nog eens buiten een cluster.”

De stroom is niet alleen lang, maar bevat ook nog eens opvallend veel gas. “Normaal gesproken vinden we gas in de sterrenstelsels, maar hier vinden we de helft van het gas – vijftien miljard keer de massa van de zon – in de brug,” vertelt onderzoeker Roberto Rodriguez. Om een beeld te geven van om hoeveel gas het gaat: “Dat is meer dan het gas in de Melkweg en Andromedastelsel samen.”

De brug bevindt zich tussen een sterrenstelsel en een groep kleinere sterrenstelsels. Hoe de burg ontstaan is, is nog onduidelijk. Mogelijk bevonden de groep kleine sterrenstelsels en het grote sterrenstelsel aan de andere kant van de brug zich ooit dichter bij elkaar en is de afstand tussen deze twee gaandeweg groter geworden en is de brug daarbij meegerekt. Een andere mogelijkheid is dat het grote sterrenstelsel dwars door de groep kleine sterrenstelsels is gereisd en daarbij gas uit deze groep geduwd heeft. Nader onderzoek moet aantonen welke hypothese het dichtst bij de werkelijkheid komt.

Kwantumstuiters” kunnen zwarte gaten veranderen in…witte gaten

Sommige kosmologen speculeren dat zwarte gaten hun leven eindigen door te veranderen in het tegenovergestelde – zogenaamde witte gaten, die al het opgeslokte materiaal weer terug de ruimte in schieten. Een nieuwe theorie die gebaseerd is op kwantumzwaartekracht, zou kunnen verklaren hoe dit mogelijk is.

Zwarte gaten ontstaan als zware sterren onder hun eigen gewicht ineenstorten. Het resultaat is dan een sfeervormig oppervlak, de zogenaamde gebeurtenishorizon, die het object in het midden aan ons oog onttrekt. Dat komt doordat niets voorbij deze horizon aan de zwaartekracht kan ontsnappen. Sommige natuurkundigen vermoeden dat tijdens dit proces, de wetten van kwantumzwaartekracht de boel overnemen. Hierbij wordt het ineenstorten een halt toe geroepen en worden ‘oneindigheden’ voorkomen.

Roc Cowen van Nature News legt uit hoe zwarte gaten wit kunnen worden.

A. Corichi/J.P. Ruiz

The collapse of a star into a black hole could be a temporary effect that leads to the formation of a 'white hole', suggests a new model based on a theory known as loop quantum gravity.

De afgelopen zes maanden is het magnetisch veld van de aarde over het algemeen sterk verzwakt. Dat blijkt uit de eerste metingen van drie satellieten van ESA. Het kan erop wijzen dat het magnetisch veld zich binnenkort gaat omkeren.

De drie satellieten – die samen worden aangeduid als Swarm – werden in november 2013 gelanceerd. Onderzoekers gebruiken ze om het magnetisch veld van de aarde – dat ons beschermt tegen onder meer kosmische straling – te bestuderen. De eerste resultaten van Swarm zijn nu binnen en werden halverwege vorige maand tijdens de Third Swarm Science Meeting gepresenteerd.

De resultaten
Uit de gegevens blijkt dat het magnetisch veld van de aarde de afgelopen zes maanden over het algemeen sterk verzwakt is. Met name op het westelijk halfrond nam het magnetisch veld in kracht af. In andere gebieden – zoals bijvoorbeeld het zuidelijke deel van de Indische Oceaan – is het magnetisch veld sinds januari juist in kracht toegenomen. De laatste metingen bevestigen bovendien dat het magnetische noorden zich richting Siberië beweegt.

Waarom?
De onderzoekers hopen de komende tijd het magnetisch veld van de aarde met behulp van Swarm nader te bestuderen. Ze hopen dan onder meer te achterhalen waarom het magnetisch veld momenteel zwakker wordt. En waarom het veel sneller verzwakt dan eerder het geval was. Eén van de mogelijke verklaringen voor het snel zwakker wordende magnetische veld is dat de magnetische polen zich binnenkort gaan omkeren.

Hoewel zich over het omkeren van de magnetische polen van de aarde allerlei wilde verhalen de ronde doen, is de omkering geen reden tot zorg. De magnetische polen van de aarde keren zich vrij regelmatig om: de laatste twintig miljoen jaar gebeurde het gemiddeld elke 200.000 tot 300.000 jaar. Afgaande op de snelheid waarmee het magnetisch veld tot voor kort veranderde, dachten onderzoekers dat het binnen 2000 jaar weer zo ver zou zijn. Swarm wijst er echter op dat het magnetische veld sneller aan het verzwakken is en dat de omkering zich wellicht eerder aandient.

LOFAR is ontworpen en gebouwd door ASTRON, het Nederlandse instituut voor radioastronomie. Het is een revolutionaire radiotelescoop, die werkt met de laagste frequenties die vanaf de aarde waargenomen kunnen worden. Met LOFAR kunnen astronomen miljarden jaren terugkijken naar een periode waarin de eerste sterren en sterrenstelsels zich vormden (de zogenoemde Kosmische Middeleeuwen). Ze kunnen onafgebroken de laagfrequente radiohemel afzoeken naar de meest energetische en explosieve gebeurtenissen in het heelal. Poolse wetenschappers zullen zich richten op de verdeling van neutraal waterstof in het verre, vroege heelal, de timing van pulsars en op studies over magnetische velden in verschillende melkwegstelsels, zonnestelsels en planetaire omgevingen.

De Internationale LOFAR Telescoop heeft 38 antennestations in Nederland, zes in Duitsland en één in Frankrijk, Zweden en Engeland. Door de drie nieuwe ‘POLFAR'-stations toe te voegen, wordt de telescoop nog gevoeliger. Bovendien wordt de maximale afstand tussen de uiterste stations met de Poolse stations 1550 km, waardoor de telescoop beelden met een nog hogere resolutie kan maken van gedetailleerde structuren. De posities van de nieuwe stations bieden ook letterlijk nieuwe invalshoeken voor ionosferische tomografie.

LOFAR map in Europe

Several international stations are contructed or planned in Germany (5), Sweden (1) , the UK (1), France (1), Poland and Italy.

De afstand tot de maan meten

“Ik hou van jou helemaal tot aan de maan en terug,”

vertelt Grote Haas aan Hazeltje, uit het kinderboek ‘Raad eens hoeveel ik van je hou’.

Maar hoe groot is de afstand tot de maan nu eigenlijk precies? Vandaag de dag kunt u dat heel eenvoudig zelf – met behulp van een digitale camera en een smartphone – meten. Dat schrijven onderzoekers in een nieuw paper. Om de afstand van de maan als leken te kunnen meten, moeten we kijken naar hoe de schijnbare grootte van de maan door de tijd heen verandert.

Binnen de sterrenkunde vormt “afstand” een sleutelwoord. Hoewel vroege astronomen slimme methodes hadden om afstanden te meten, heeft het de wetenschap zo’n 2000 jaar gekost om de afstand tot de maan te perfectioneren. Vandaag de dag is het heel simpel: er zijn spiegels op de maan geplaatst en daar kun je een laserstraal op richten. Door te berekenen hoe lang het duurt voordat de laserstraal heen en weer is gereisd, kun je de onderlinge afstand berekenen.

Helaas valt deze techniek buiten bereik van amateur-astronomen en ‘burgerwetenschappers’. Maar wees niet getreurd: we zijn allemaal in het bezit van hightech apparatuur, zoals smartphones, digitale camera’s een exacte klokken. Hiermee kun je helemaal zelf de afstand tot de maan berekenen! Maar hoe dan?

Wel, gedurende de nacht veranderd de schijnbare grootte van de maan. Hoewel de maan groter lijkt als-ie aan de horizon staat, is het eigenlijk andersom: hoe hoger aan de hemel de maan staat, hoe groter hij is. Bedenk wel dat de afstand tussen de maan en het centrum van de aarde altijd gelijk blijft!

Het verschil in grootte tussen ‘hoog aan de hemel’ en ‘vlak boven de horizon’ bedraagt zo’n 1,7 procent. Dat verschil kunnen onze ogen niet zien, maar onze apparatuur wel! Je hebt hiertoe een smartphone en een goede camera nodig. Voltooi dan de volgende stappen:

• -Wacht op een heldere nacht met een volle maan. Zet je camera op een statief, op de maan gericht.
• -Bij iedere maanfoto die je maakt, moet je de hoogte van de maan schatten. De meeste smartphones hebben apps waarmee je de hoek van de camera kunt meten. Door de telefoon en camera precies uit te lijnen, kun je de hoogte van de maan behoorlijk precies bepalen.
• -Bij iedere maanfoto die je maakt, moet je uitrekenen hoe groot de maan lijkt. Dit kun je doen door het aantal pixels te tellen. Je zal dit aantal zien toenemen naarmate de maan hoger aan de hemel komt.
• -Uiteindelijk kan de afstand tot de maan bepaald worden door gebruik te maken van slechts twee foto’s. Natuurlijk is het veiliger om meerdere foto’s te gebruiken, om de kans op fouten te minimaliseren. Een beetje affiniteit met wiskunde is wel op z’n plaats, want je moet de volgende formule gebruiken:

waarbij d(t) staat voor de afstand tot de maan vanaf jouw locatie, Re is de straal (halve diameter) van de aarde, ht(t) is de hoogte van de maan op je tweede foto, a(t) is de relatieve schijnbare grootte van de maan (oftewel de schijnbare grootte op de tweede foto gedeeld door de schijnbare grootte op de eerste foto) en ht,0 is de hoogte van de maan op je eerste foto.

Men spreekt van een supermaan wanneer de maan het dichtst bij de aarde staat en dan ook nog samenvalt met een volle maan. Een supermaan is een zeldzaam fenomeen, hoewel we maar een goed jaar geleden - in maart 2011 - ook al een supermaan noteerden. Daarvoor waren er supermanen in 2010, 2008 en 2005. De volgende supermaan is in november 2016.

Dat de maan niet altijd even groot lijkt heeft te maken met de elliptische baan die de maan om de aarde volgt. Daardoor varieert de afstand - en dus automatisch ook de (optische) grootte - van de maan met ongeveer veertien procent. De helderheid van de maan - het licht dat de maan weerkaatst - varieert met ongeveer dertig procent.

De maan en de aarde lijken onafscheidelijk van elkaar: we weten niet beter dan dat de maan langs de avondhemel omhoog klimt, om ‘s ochtends weer te verdwijnen. Maar hoe zou onze planeet eruit zien als die maan er nooit was geweest?

Stel dat we het zonder onze trouwe metgezel de maan zouden moeten doen. Dat heeft zeker invloed op de aarde. Simpelweg omdat de maan invloed uitoefent op onze planeet.

Meer harde wind. Meer stormen. Geen zonsverduisteringen meer. Wellicht meer inslagen op aarde. De volgende keer dat u achteloos de ogen opslaat en de maan aan de hemel ziet staan, bent u wellicht net ietsje blijer dat ‘ie er is.

In een nieuw paper beweert Butcher dat wanneer een wormgat veel langer is dan zijn breedte, dat de aanwezige negatieve energie genoeg is om het wormgat iets langer open te houden. In dat geval kan er een foton afgevuurd worden.

Kwantumverstrengeling is één van de meest fascinerende verschijnselen binnen de fysica. Zelfs Einstein wist niet zo goed wat hij er mee moest en bestempelde het als ‘spookachtige acties op afstand’. En die acties zijn zojuist ietsje minder spookachtiger geworden nu fysici suggereren dat zodra deeltjes verstrengeld raken er een wormgat ontstaat.

Het is ingewikkelde materie en dus beginnen we even bij het begin. Verstrengeling. Hoe zit het ook alweer? We spreken van kwantumverstrengeling als twee deeltjes hun gedrag op elkaar afstemmen. Als de toestand van het ene deeltje verandert, verandert de toestand van het andere deeltje ook. Het maakt daarbij niet uit hoe ver de deeltjes van elkaar verwijderd zijn: al zitten er lichtjaren tussen, ze passen zich tegelijkertijd aan.

Onderzoekers slaan nu dus voorzichtig een theoretische brug tussen het hypothetische wormgat en de spookachtige kwantumverstrengeling. En dat biedt weer even genoeg stof tot nadenken.

Star Eater

Albert Einstein thought that a black hole—a collapsed star
so dense that even light could not escape its thrall—
was too preposterous a notion to be real.
Einstein was wrong.

Our star, the sun, will die a quiet death. The sun’s of only average mass, starwise, and after burning through the last of its hydrogen fuel in about five billion years, its outer layers will drift away, and the core will eventually compact to become what’s known as a white dwarf, an Earth-size ember of the cosmos.

For a star ten times as big as the sun, death is far more dramatic. The outer layers are blasted into space in a supernova explosion that, for a couple of weeks, is one of the brightest objects in the universe. The core, meanwhile, is squeezed by gravity into a neutron star, a spinning ball bearing a dozen miles in diameter. A sugar-cube-size fragment of a neutron star would weigh a billion tons on Earth; a neutron star’s gravitational pull is so severe that if you were to drop a marshmallow on it, the impact would generate as much energy as an atom bomb.

But this is nothing compared with the death throes of a star some 20 times the mass of the sun. Detonate a Hiroshima-like bomb every millisecond for the entire life of the universe, and you would still fall short of the energy released in the final moments of a giant-star collapse. The star’s core plunges inward. Temperatures reach 100 billion degrees. The crushing force of gravity is unstoppable. Hunks of iron bigger than Mount Everest are compacted almost instantly into grains of sand. Atoms are shattered into electrons, protons, neutrons. Those minute pieces are pulped into quarks and leptons and gluons. And so on, tinier and tinier, denser and denser, until...

Until no one knows. When trying to explain such a momentous phenomenon, the two major theories governing the workings of the universe—general relativity and quantum mechanics—both go haywire, like dials on an airplane wildly rotating during a tailspin.

The star has become a black hole.

What makes a black hole the darkest chasm in the universe is the velocity needed to escape its gravitational pull. To overcome Earth’s clutches, you must accelerate to about seven miles a second. This is swift—a half dozen times faster than a bullet—but human-built rockets have been achieving escape velocity since 1959. The universal speed limit is 186,282 miles a second, the speed of light. But even that isn’t enough to defeat the pull of a black hole. Therefore whatever’s inside a black hole, even a beam of light, cannot get out. And due to some very odd effects of extreme gravity, it’s impossible to peer in. A black hole is a place exiled from the rest of the universe. The dividing line between the inside and outside of a black hole is called the event horizon. Anything crossing the horizon—a star, a planet, a person—is lost forever.

Albert Einstein, one of the most imaginative thinkers in the history of physics, never believed black holes were real. His formulas allowed for their existence, but nature, he felt, would not permit such objects. Most unnatural to him was the idea that gravity could overwhelm the supposedly mightier forces—electromagnetic, nuclear—and essentially cause the core of an enormous star to vanish from the universe, a cosmic-scale David Copperfield act.

Einstein was hardly alone. In the first half of the 20th century most physicists dismissed the idea that an object could become dense enough to asphyxiate light. To lend it any more credence than one would give the tooth fairy was to risk career suicide.

Still, scientists had wondered about the possibility as far back as the 18th century. English philosopher John Michell mentioned the idea in a report to the Royal Society of London in 1783. French mathematician Pierre-Simon Laplace predicted their existence in a book published in 1796. No one called these superdense curiosities black holes—they were referred to as frozen stars, dark stars, collapsed stars, or Schwarzschild singularities, after the German astronomer who solved many theoretical equations about them. The name “black hole” was first used in 1967, during a talk by American physicist John Wheeler at Columbia University in New York City.

Around the same time there was a radical shift in black hole thinking, due primarily to the invention of new ways of peering into space. Since the dawn of humanity, we’d been restricted to the visible spectrum of light. But in the 1960s x-ray and radio wave telescopes began to be widely used. These allowed astronomers to collect light in wavelengths that cut through the interstellar dust and let us see, as in a hospital x-ray, the interior bones of galaxies.

What scientists found, startlingly, was that at the center of most galaxies—and there are more than 100 billion galaxies in the universe—is a teeming bulge of stars and gas and dust. At the very hub of this chaotic bulge, in virtually every galaxy looked at, including our own Milky Way, is an object so heavy and so compact, with such ferocious gravitational pull, that no matter how you measure it, there is only one possible explanation: It’s a black hole.

These holes are immense. The one at the center of the Milky Way is 4.3 million times as heavy as the sun. A neighboring galaxy, Andromeda, houses one with as much mass as 100 million suns. Other galaxies are thought to contain billion-sun black holes, and some even ten-billion-sun monsters. The holes didn’t begin life this large. They gained weight, as we all do, with each meal. Black hole experts also believe that small holes roam the galactic suburbs, common as backyard deer.

In the course of a single generation of physicists, black holes morphed from near jokes—the reductio ad absurdum of mathematical tinkering—to widely accepted facts. Black holes, it turns out, are utterly common. There are likely trillions of them in the universe.

No one has ever seen a black hole, and no one ever will. There isn’t anything to see. It’s just a blank spot in space—a whole lot of nothing, as physicists like to say. The presence of a hole is deduced by the effect it has on its surroundings. It’s like looking out a window and seeing every treetop bending in one direction. You’d almost certainly be right in assuming that a strong yet invisible wind was blowing.

When you ask the experts how certain we are that black holes are real, the steady answer is 99.9 percent; if there aren’t black holes in the center of most galaxies, there must be something even crazier. But all doubt may be removed in a matter of months. Astronomers are planning to spy on one while it eats.

The black hole at the center of the Milky Way, 26,000 light-years away, is named Sagittarius A*. Sgr A*—that’s the standard abbreviation; its surname is pronounced A-star—is currently a tranquil black hole, a picky eater. Other galaxies contain star-shredding, planet-devouring Godzillas called quasars.

But Sgr A* is preparing to dine. It’s pulling a gas cloud named G2 toward it at about 1,800 miles a second. Within as little as a year G2 will approach the hole’s event horizon. At this point radio telescopes around the world will focus on Sgr A*, and it’s hoped that by synchronizing them to form a planet-size observatory called the Event Horizon Telescope, we will produce an image of a black hole in action. It’s not the hole itself we will see but likely what’s known as the accretion disk, a ring of debris outlining the edge of the hole, the equivalent of crumbs on a tablecloth after a hearty meal. This should be enough to dispel most doubts that black holes exist.

More than merely exist. They may help determine the fabric of the universe. Matter hurtling toward a black hole produces a lot of frictional heat. Slide down a fire pole; your hands get hot. Same with stuff sliding toward a black hole. Black holes also spin—they’re basically deep whirlpools in space—and the combination of friction and spin results in a significant amount of the matter falling toward a black hole, sometimes more than 90 percent, not passing through the event horizon but rather being flung off, like sparks from a sharpening wheel.

This heated matter is channeled into jet streams that hurtle through space, away from the hole at phenomenal velocities, usually just a tick below the speed of light. The jets can extend for millions of light-years, drilling straight through a galaxy. Black holes, in other words, churn up old stars in the galactic center and pipe scalding gases generated in this process to the galaxy’s outer parts. The gas cools, coalesces, and eventually forms new stars, refreshing the galaxy like a fountain of youth.

It’s important to clarify a couple of things about black holes. First is the idea, popularized in science fiction, that black holes are trying to suck us all in. A black hole has no more vacuuming power than a regular star; it just possesses extraordinary grip for its size. If our sun suddenly were to become a black hole—not going to happen, but let’s pretend—it would retain the same mass, yet its diameter would shrink from 865,000 miles to less than four miles. Earth would be dark and cold, but our orbit around the sun wouldn’t change. This black hole sun would exert the same gravitational tug on our planet as the full-size one. Likewise, if the Earth were to become a black hole, it would retain its current weight of more than six sextillion tons (that’s a six followed by 21 zeros) but be shrunk in size to smaller than an eyeball. The moon, though, wouldn’t move.

So black holes don’t suck. Easy. The next topic, time, is way more of a mind bender. Time and black holes have a very strange relationship. Actually time itself—forgetting about black holes for a moment—is an unusual concept. You probably know the phrase “time is relative.” What this means is that time doesn’t move at the same speed for everybody. Time, as Einstein discovered, is affected by gravity. If you place extremely accurate clocks on every floor of a skyscraper, they will all tick at different rates. The clocks on the lower floors—closer to the center of the Earth, where gravity is stronger—will tick a little slower than the ones on the top floors. You never notice this because the variances are fantastically small, a spare billionth of a second here and there. Clocks on global positioning satellites have to be set to tick slightly slower than those on Earth’s surface. If they didn’t, GPS wouldn’t be accurate.

Black holes, with their incredible gravitational pull, are basically time machines. Get on a rocket, travel to Sgr A*. Ease extremely close to the event horizon, but don’t cross it. For every minute you spend there, a thousand years will pass on Earth. It’s hard to believe, but that’s what happens. Gravity trumps time.

And if you do cross the event horizon, then what? A person watching from the outside will not see you fall in. You will appear frozen at the hole’s edge. Frozen for an infinite amount of time.

Though technically not infinite. Nothing lasts forever, not even black holes. Stephen Hawking, the British physicist, proved that black holes leak—the seepage is called Hawking radiation—and given enough time, will evaporate entirely. But we’re talking trillions upon trillions upon many more trillions of years. Long enough so that in the far future, black holes may be the only objects remaining in our universe.

While an outside observer would never see you slip into a black hole, what would happen to you? Sgr A* is so large that its event horizon is about eight million miles from its center. There’s some debate in the physics community about the moment you cross over. It’s possible there exists what’s called a fire wall, and that upon reaching the event horizon, you promptly burn up.

General relativity theory predicts, however, that something else happens when you cross the event horizon: Nothing. You just pass through, unaware that you’re now lost to the rest of the universe. You’re fine. Your watch on your wrist ticks along as usual. It’s often said that black holes are infinitely deep, but this is not true. There is a bottom. You won’t live to see it. Gravity, as you fall, will grow stronger. The pull on your feet, if you’re falling feet first, will be so much greater than the tug on your head that you’ll be stretched until you’re ripped apart. Physicists call this being “spaghettified.”

But pieces of you will reach the bottom. At the center of a black hole is a conundrum called a singularity. To understand a singularity would be one of the greatest scientific breakthroughs in history. You’d first need to invent a new theory—one that went beyond Einstein’s general relativity, which determines the motion of stars and galaxies. And you’d have to surpass quantum mechanics, which predicts what happens to microscopic particles. Both theories are fine approximations of reality, but in a place of extremes, like the interior of a black hole, neither applies.

Singularities are imagined to be extremely tiny. Beyond tiny: Enlarge a singularity a trillion trillion times, and the world’s most powerful microscope wouldn’t come close to seeing it. But something is there, at least in a mathematical sense. Something not just small but also unimaginably heavy. Don’t bother wondering what. The vast majority of physicists say, yes, black holes exist, but they are the ultimate Fort Knox. They’re impenetrable. We will never know what’s inside a singularity.

But a couple of unorthodox thinkers beg to differ. In recent years it’s become increasingly accepted among theoretical physicists that our universe is not all there is. We live, rather, in what’s known as the multiverse—a vast collection of universes, each a separate bubble in the Swiss cheese of reality. This is all highly speculative, but it’s possible that to give birth to a new universe you first need to take a bunch of matter from an existing universe, crunch it down, and seal it off.

Sound familiar? We do know, after all, what became of at least one singularity. Our universe began, 13.8 billion years ago, in a tremendous big bang. The moment before, everything was packed into an infinitesimally small, massively dense speck—a singularity. Perhaps the multiverse works something like an oak tree. Once in a while an acorn is dropped, falls into the ideal soil, and abruptly sprouts. So too with a singularity, the seed of a new universe. And like a sapling oak, we’ll never send a thank-you note to our mother. For the message to escape our universe, it would have to move faster than the speed of light. Again, sound familiar?

The evidence for what could reside in a black hole is compelling. Look to your left, look to your right. Pinch yourself. A black hole might have originated in another universe. But we may be living in it.

Astronomen hebben voor het eerst een magnetar met een begeleidende ster ontdekt. De bijzondere vondst geeft meer inzicht in een raadseltje dat astronomen al 35 jaar bezighoudt: hoe ontstaat een bijzonder magnetische neutronenster?

Als een zware ster aan het eind van zijn leven komt, volgt een supernova-explosie waarbij de ster onder zijn eigen zwaartekracht bezwijkt. De ster verandert dan in een zwart gat of een neutronenster. Een magnetar is eigenlijk een heel bijzondere neutronenster. Net als een ‘gewone’ neutronenster is een magnetar heel klein en compact. Maar als ‘extraatje’ heeft een magnetar ook nog extreem krachtige magnetische velden. Die magnetische velden maken de magnetars tot de sterkste magneten in het heelal.

Westelund 1
Inmiddels zijn er in onze Melkweg ruim twintig magnetars ontdekt. CXOU J164710.2-455216 is er daar één van. De magnetar is te vinden in sterrenhoop Westelund 1. En van die magnetar liggen astronomen al geruime tijd wakker. Want er lijkt iets niet te kloppen, zo legt onderzoeker Simon Clark uit. “In ons eerdere onderzoek hebben we aangetoond dat de magnetar in de sterrenhoop Westerlund 1 moet zijn ontstaan bij de explosieve dood van een ster die ongeveer veertig keer zo zwaar was als de zon. Maar dit introduceert een nieuw probleem, omdat zulke zware sterren na hun dood naar verwachting ineenstorten tot zwarte gaten, niet tot neutronensterren. We begrepen maar niet hoe deze een magnetar kon zijn geworden.”

Theorie
In een poging het bestaan van de magnetar te verklaren, bedachten de onderzoekers een theorie: de magnetar was ontstaan door de interactie tussen twee zware zeer zware sterren die om elkaar heen draaien. Maar ook die theorie leverde problemen op: er werd namelijk geen begeleidende ster bij de magnetar ontdekt. De astronomen besloten naar de begeleidende ster te gaan zoeken en zetten daarbij de Very Large Telescope (VLT) in. De telescoop zocht in andere delen van de sterrenhoop, omdat niet ondenkbaar was dat de begeleidende ster tijdens de supernova-explosie die aan de geboorte van de magnetar ten grondslag lag, was weggeschoten. En zo stuitten de onderzoekers elders in de sterrenhoop op een ster die waarschijnlijk dienst deed als begeleider van de magnetar. “Niet alleen heeft deze ster een snelheid die het gevolg kan zijn van een supernova-explosie, hij is ook veel te helder om als enkelvoudige ster geboren te zijn,” legt onderzoeker Ben Ritchie uit. “Bovendien heeft hij een ongewoon koolstofrijke samenstelling die een enkelvoudige ster onmogelijk tot stand kan brengen – een duidelijk bewijs dat hij oorspronkelijk een begeleider moet hebben gehad.”

Roteren
Het mooiste is nog dat onderzoekers dankzij deze begeleidende ster – Westerlund 1-5 genaamd – kunnen verklaren waarom in Westelund 1 een magnetar in plaats van een zwart gat is ontstaan. Volgens de onderzoekers was de weggeschopte ster de zwaarste ster die het dubbelstersysteem telde. Die ster kwam als eerste zonder brandstof te zitten en zwol op. Zijn buitenste lagen droeg de ster over aan de andere ster in het systeem – deze zou later uitgroeien tot een magnetar. Die ster ging daardoor steeds sneller draaien. Die snelle rotatie lijkt een cruciale voorwaarde te zijn voor de vorming van het extreem sterke magnetische veld van de magnetar.

Doordat de ster alle massa van zijn begeleider kreeg, werd deze heel zwaar. De ster kon dan ook niet anders dan een deel van de verworven massa weer afstoten. Een deel van die afgestoten massa bereikte daarop weer de ster die deze massa eerder had weggegeven. “Het is deze utiwisseling van materiaal die Westerlund 1-5 een unieke chemische signatuur heeft gegeven en ervoor heeft gezorgd dat de massa van zijn begeleider voldoende afnam om een magnetar te laten ontstaan in plaats van een zwart gat,” stelt onderzoeker Francisco Najarro. Het wijst erop dat een ster enkel uit kan groeien tot een magnetar als deze een begeleider heeft. Kort samengevat: de eerste overdracht van materie zorgt ervoor dat de ster snel gaat draaien. En wanneer de ster een deel van de materie teruggeeft, slankt deze ster zodanig af dat deze niet meer in een zwart gat kan veranderen.

Magnetars zijn de bizarre supercompacte overblijfselen van supernova-explosies. Ze zijn voor zover bekend de sterkste magneten in het heelal – miljoenen keren sterker dan de sterkste magneten op aarde. Een team van Europese astronomen heeft nu voor het eerst een magnetar met een begeleidende ster ontdekt. Deze ontdekking helpt verklaren hoe magnetars ontstaan.

Wanneer een zware ster tijdens een supernova-explosie onder zijn eigen zwaartekracht bezwijkt, verandert hij in een neutronenster ^[1] of een zwart gat ^[2]. Magnetars zijn zeer exotische neutronensterren. Net als andere neutronensterren zijn ze heel klein en hebben een buitengewoon hoge dichtheid – een theelepel neutronenstermaterie zou een massa van ongeveer een miljard ton hebben – maar daarnaast hebben ze ook extreem krachtige magnetische velden.

De sterrenhoop ^[3] Westerlund 1, die op een afstand van 16.000 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Altaar staat, bevat één van de ruim twintig magnetars die tot nu toe in de Melkweg ^[4] zijn ontdekt. Het object, dat CXOU J164710.2-455216 wordt genoemd, bezorgt astronomen al geruime tijd hoofdbrekens.

“In eerder onderzoek hebben we aangetoond dat de magnetar in deze sterrenhoop moet zijn ontstaan bij de explosieve dood van een ster die ongeveer veertig keer zo zwaar was als de zon. Maar dit introduceert een nieuw probleem, omdat zulke zware sterren na hun dood naar verwachting ineenstorten tot zwarte gaten, niet tot neutronensterren. We begrepen maar niet hoe deze een magnetar kon zijn geworden,” zegt Simon Clark, hoofdauteur van het artikel waarin deze resultaten worden gepresenteerd.

Astronomen bedachten een uitweg. Zij opperden dat de magnetar was ontstaan door de interactie met een tweede zeer zware ster die binnen de zon-aarde-afstand om het hemellichaam draait. Maar tot nu toe was er op de plek van de magnetar in Westerlund 1 geen begeleidende ster opgemerkt.

Daarom werd de Very Large Telescope ^[5] ingeschakeld om er in andere delen van de sterrenhoop naar te gaan zoeken. De astronomen zochten naar wegloopsterren – objecten die met hoge snelheid aan de sterrenhoop ontsnappen – die door de supernova-explosie waarbij de magnetar is ontstaan zijn ‘weggeschopt’. Bij een van de sterren van de sterrenhoop, Westerlund 1-5, bleek inderdaad de juiste kenmerken te vertonen.

Cassini flybys Saturnus

April 10, 2014

As NASA's Cassini mission approaches its 10th anniversary at Saturn, its team members back here on Earth are already looking ahead to an upcoming phase.

Starting in late 2016, the Cassini spacecraft will repeatedly climb high above Saturn's north pole, flying just outside its narrow F ring. Cassini will probe the water-rich plume of the active geysers on the planet's intriguing moon Enceladus, and then will hop the rings and dive between the planet and innermost ring 22 times.

Because the spacecraft will be very close to Saturn, the team has been calling this phase "the proximal orbits." But they think someone out there can conjure up a cooler name. Here's where you come in: you can choose your faves from a list already assembled, or you can submit your own ideas (up to three). The big reveal for the final name will be in May 2014.

This naming contest is part of the 10-year anniversary celebration. The mission will mark a decade of exploring Saturn, its rings and moons on June 30 PDT (July 1 EDT).

No other mission has ever explored this unique region so close to the planet. What we learn from these activities will help to improve our understanding of how giant planets – and families of planets everywhere – form and evolve. And at the end of its final orbit, as it falls into Saturn’s atmosphere, Cassini completes its 20-year mission by ensuring the biologically interesting worlds Enceladus and Titan could never be contaminated by hardy microbes that might have stowed away and survived the journey intact. It’s inspiring, adventurous and romantic – a fitting end to this thrilling story of discovery.

NASA’s Cassini spacecraft will whiz past Saturn’s smoggy moon Titan on April 7, sniffing the moon’s atmosphere as it makes the closest planned pass for the remainder of the mission. Cassini’s point of closest approach during the flyby, named “T-100” by mission planners, is targeted at a mere 598 miles (963 kilometers) above the moon’s haze-obscured surface.

The close flyby altitude enables Cassini’s Ion and Neutral Mass Spectrometer, or INMS, to sample the composition of Titan’s upper atmosphere as the spacecraft zooms past. The instrument is capable of determining the chemical, elemental and isotopic composition of the gaseous and volatile components of the neutral particles and the low energy ions in Titan's atmosphere and ionosphere. During this flyby INMS is the prime instrument at closest approach.

100ste flyby langs Titan

Cassini’s Composite Infrared Spectrometer, or CIRS, will continue its campaign to map the vertical structure of Titan’s atmosphere in far-infrared wavelengths of light, this time near 43 degrees south latitude. This is the most southerly latitude to be sounded by CIRS during this phase of the Cassini mission. Scientists are eagerly watching for seasonal changes as the moon’s southern hemisphere heads into its several-years-long winter season.

Also during this encounter, the Visible and Infrared Mapping Spectrometer, or VIMS, will extend its global and regional map coverage of Titan at medium resolution 20 km/pixel. During the approach to Titan, VIMS will observe as the moon’s extended atmosphere passes in front of the bright red star Antares. Such occultations of well-known stars provide a useful probe of the structure and density of the atmospheres of Titan and Saturn.

During the T-100 flyby, the spacecraft will pass over mid-southern latitudes on Titan, making its closest approach over the central portion of the sunlit hemisphere (local noon on Titan). The flyby also will take place at noon local time for Titan relative to Saturn – meaning Titan is on the sunward side of Saturn’s bullet-shaped magnetosphere. This geometry places Cassini in an intriguing region where the solar wind could interact directly with the magnetosphere that is created or ‘induced’ around Titan due to the interaction of Titan with its surrounding environment. Combined with a period of anticipated high solar activity, this flyby will provide important observations of this unique region and of the effects of the sun’s input on Titan’s ion and neutral atmospheres. T-100 is the final flyby of the Cassini mission that could encounter Titan in this geometry. The remainder of Titan flybys are on the nightside of Saturn.

This is a Radio Science (RSS) 10 point flyby– one of the two most scientifically valuable flybys for RSS during the Solstice Mission. The “bistatic” observation crosses Ligeia Mare and the northern tip of Kraken Mare, the two largest bodies of liquid on Titan. Bistatic scattering is a type of radio science observation used to infer the nature and composition of Titan's surface by reflecting the spacecraft's radio signal off the surface of Titan and returning it to the Earth. A successful bistatic observation will yield important information about the surface status (liquid or solid?), surface reflectivity, surface dielectric constant and implied composition, and surface roughness. Prior to the RSS observation, an ultraviolet imaging spectrograph (UVIS) stellar occultation probes Titan’s atmosphere to provide a high-resolution vertical profile of hydrocarbons, haze and temperature.

During the Titan 102 flyby, labeled T-102, on June 18, the Radio Science (RSS) instrument carries out a maneuver in which it passes its signal through the atmosphere of Titan and back to the Deep Space Network (DSN) stations on Earth until the signal is fully blocked (occulted) by Titan itself. These observations of Titan’s atmosphere help answer three main science questions. First, the occultation will help determine seasonal changes in the high latitude atmosphere, specifically the temperature structure and formation and breakup of the winter polar vortex. Second, it will determine tropospheric winds from measurements of tropospheric temperature profiles. And third, it will determine the atmospheric and ionospheric structure at all levels.

This flyby also presents another northern lake-crossing opportunity to bounce signals off the surface of the liquid. Known as a bistatic scattering experiment, the results can be used to reveal details about the nature and composition of the surface and how those characteristics vary from place to place.

Cassini's approach for the T-104 Titan encounter began on Aug. 9, when the spacecraft successfully executed the largest propulsive maneuver of its remaining mission.

During the Aug. 21 encounter, the spacecraft will perform some of the most unique and scientifically valuable radar observations of the entire Cassini Solstice mission.

The Cassini Radar’s Synthetic Aperture Radar Imager (SAR) will capture a new region of the hydrocarbon sea known as Kraken Mare, as well as the mysterious “Magic Island” region of Ligeia Mare The radar team observed a feature in this location June 2013, but it appeared to have vanished in follow-up observations. What is the “Magic Island?” There are a number of hypotheses, all related to the warming trends in the north of Titan: Is it floating methane/ethane ice? Organic material? Volcanic vent bubbles? Waves whipped up by growing winds? No one really knows for sure. This new data may help scientists get closer to answering that question.

Radar will also perform altimetry over Kraken Mare and its estuary, allowing for the measurements of their depths. Following this, observations with the Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) will look for specular reflection on Kraken Mare to determine whether or not Titan’s winds create waves.

De Arecibo-radiotelescoop in Puerto Rico heeft een stoot korte, maar zeer krachtige, radiogolven opgevangen, misschien uit een ander sterrenstelsel. De energie die nodig is voor het creëren van die zogeheten fast radio bursts is zo groot dat de golven niet afkomstig kunnen zijn van bekende kosmische objecten.

‘De afstand die de radiogolven hebben afgelegd lijkt enorm, en wijst erop dat de radiogolven drie miljard lichtjaar hebben gereisd om ons te bereiken’, zegt Jason Hessels, een van de onderzoekers, verbonden aan het Nederlands instituut voor radioastronomie ASTRON en de Universiteit van Amsterdam. Die afstand berekenen sterrenkundigen door te meten hoeveel later lange golflengtes op aarde aankomen dan korte golflengtes. Lange golflengtes komen een fractie van een second later aan, omdat ze meer interacties aangaan met deeltjes die ze onderweg tegenkomen, waaronder elektronen. Omdat sterrenkundigen een goed beeld hebben van het aantal elektronen in de ruimte kunnen zij de afstand berekenen die het signaal heeft afgelegd. De gemeten afbuiging van de radiogolven was zo groot dat het aantal elektronen in ons sterrenstelsel dat niet konden veroorzaken. De onderzoekers vermoeden daarom dat het signaal afkomstig is van ver buiten de Melkweg.

Twijfelachtig verleden

De huidige meting maakt een einde aan de twijfel over het bestaan van de radiogolven. In 2007 werd voor het eerst zo’n signaal waargenomen met de Parkes-radiotelescoop in Australië. De telescoop pikte daarna nog vijf soortgelijke signalen op. Sterrenkundigen twijfelden of die signalen niet werden veroorzaakt door een afwijking van de Parkes-radiotelescoop. Dergelijke signalen waren immers nog nooit eerder waargenomen door andere telescopen. De nieuwe metingen met de Arecibo-radiotelescoop bevestigen dat de signalen niet toe te schrijven zijn aan een afwijking van de Parkes-radiotelescoop.

De vraag blijft hoe fast radio bursts ontstaan. ‘Het is nog een compleet onbekend signaal en we hebben tot nu toe geen idee wat deze radiogolven veroorzaakt’, zegt mede-onderzoeker Joeri van Leeuwen (ASTRON). Wel denken de onderzoekers dat er een gigantische hoeveelheid energie nodig is om de radiogolven te creëren. De onderzoekers vermoeden dat het een zeer krachtige explosie moet zijn geweest of een nog onbekende catastrofe op een neutronenster, die enorm veel energie afgeeft.

Mogelijk kunnen sterrenkundigen over enkele jaren de bron achterhalen. Tegen die tijd moet het mogelijk zijn om tientallen fast radio bursts per jaar te vinden, denkt Van Leeuwen. Twee nieuwe Nederlandse telescopen, LOFAR en Westerbork/Apertif, moeten daarvoor zorgen. Die worden de gevoeligste breedbeeldtelescopen ter wereld. Van Leeuwen: ‘Hoewel Arecibo de grootste schotel ter wereld is, mis je 99,99 procent van wat er zich allemaal aan de hemel afspeelt. Omdat de nieuwe telescopen een 1000 keer groter deel van hemel kunnen bekijken dan Arecibo, hopen we snel beter te begrijpen welke kosmische ontploffingen deze radioflitsen veroorzaken.’

De planeet werd in 2008 ontdekt en bevindt zich in het sterrenbeeld Schilder. De ster Bèta Pictoris is vanaf de aarde met het blote oog te zien.

Het is de eerste keer dat wetenschappers erin zijn geslaagd de draaisnelheid van een planeet bij een andere ster te meten. Het onderzoek staat donderdag in het belangrijke wetenschapsblad Nature (pdf.).

Een dag is de tijd die een planeet nodig heeft om één keer om zijn as te draaien. Bij de aarde is dat afgerond 24 uur. Bèta Pictoris b is zestien keer zo groot als de aarde, maar een dag duurt drie keer zo kort.

Dat komt door de enorme draaisnelheid. De planeet draait om z’n as met een snelheid van bijna 100.000 kilometer per uur. Ter vergelijking: de zogeheten rotatiesnelheid van de aarde is ongeveer 1.700 kilometer per uur.

Zwaar

De onderzoekers denken dat de hoge snelheid komt doordat de planeet erg zwaar is. Bèta Pictoris b is ongeveer drieduizend keer zo zwaar als de aarde. In de loop van de tijd zal de planeet waarschijnlijk afkoelen en krimpen.

Als dat gebeurt, zal de planeet nog sneller om zijn as gaan draaien, misschien wel met 144.000 kilometer per uur. Een dag duurt in dag geval nog maar een uurtje of drie.

De planeet werd in 2008 ontdekt. Hij draait rond een ster in het sterrenbeeld Schilder. Die ster is vanaf de aarde met het blote oog te zien.

Het onderzoek is uitgevoerd door wetenschappers van de Sterrewacht in Leiden en het ruimteonderzoeksinstituut SRON in Utrecht.

Saturnus’ maan Iapetus bezit een bijzonder gebergte. Het gebergte bevindt zich op de evenaar van de maan en is ontzettend hoog: op sommige plekken steekt het gebergte wel twintig kilometer boven het omringende landschap uit. Het gebergte is tot wel zeventig kilometer breed en sommige stukken van het gebergte bestaan uit tot wel drie bijna parallel aan elkaar lopende bergruggen.

Uit de ruimte
Maar hoe komt het maantje dan aan zijn gebergte? De onderzoekers gebruikten beelden van ruimtesonde Cassini om een beter beeld te krijgen van de vorm van het gebergte. Zowel die vorm als de steilte van de hellingen wijzen er volgens de onderzoekers op dat het gebergte een exogene oorsprong heeft. Dat wil zeggen dat de bergrug uit de ruimte komt.

Het onderzoek concludeert dat Iapetus het gebergte niet zelf heeft gemaakt. Waarschijnlijk is op een gegeven moment – bijvoorbeeld door een botsing tussen Iapetus en een ander hemellichaam – een ring van puin rond Iapetus ontstaan die uiteindelijk op de evenaar van de maan is gevallen. De theorie is een variant op een theorie die onderzoekers in 2010 opperden, namelijk dat nabij Iapetus een maantje uit elkaar gevallen is dat een ring van puin vormde die vervolgens op Iapetus viel.

Zwart gat

Een zwart gat ontstaat dus, wanneer de kern van een exploderende ster, de supernova,
die ongeveer 5 tot 10 keer zo zwaar is als de zon, ineenstort.

De zwaartekracht van de neutronenster is zo sterk dat ze alles vasthoudt.
Omdat licht er niet meer uitkomt, lijkt het een zwartgat.

Sterren, gas en stof in de buurt van het zwarte gat worden er naar toe getrokken en opgezogen, hierbij komt
veel straling vrij die sterrenkundigen kunnen waarnemen met radiotelescopen. Een zwart gat zelf kunnen we niet zien,
maar we kunnen wel zien wat er in de buurt van een zwart gat gebeurt.

Er zijn ook superzware zwarte gaten, die wel 10 miljard keer zo zwaar zijn als een gewoon zwart gat,
maar hoe zo'n zwart gat ontstaat is nog niet bekend.

Het materiaal van stervende sterren wordt het heelal ingeslingerd.
Daar vormt het een wolk van gas en stof, waaruit zich dan weer nieuwe sterren vormen.

Onderzoekers willen voor het eerst zwart gat fotograferen

Het bestaan van zwarte gaten, voor het eerst voorspeld in de alom bekende algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, wordt inmiddels ondersteund door tientallen jaren aan observaties, metingen en experimenten. Het is tot op heden echter niet mogelijk geweest om één van deze maalstromen, wiens overweldigende aantrekkingskracht zelfs de ruimtetijd kan beïnvloeden, direct waar te nemen en in beeld te brengen. Een groep onderzoekers wil hier nu verandering in gaan brengen en gaat binnen afzienbare tijd met meer dan vijftig radiotelescopen wereldwijd de uitdaging aan.

Black Hole

Het gravitatieveld rond een zwart gat is zo immens dat het werkelijk alles in zijn bereik ‘opslokt’; zelfs licht kan niet ontsnappen aan zijn greep. Om die reden zenden zwarte gaten geen licht uit. Hoe wil men dan iets dat per definitie onmogelijk te zien is in beeld brengen?

Voordat het stof en gas dat om een zwart gat wervelt naar binnen wordt ‘getrokken’, ontstaat een soort van kosmische file. Door de gloed van deze materie in beeld te brengen voordat het de point of no return passeert en verdwijnt in de afgrond van ruimte en tijd kunnen onderzoekers slechts de omlijning van het zwarte gat zien, ook wel de schaduw of de waarnemingshorizon genoemd.

Tot dusver is er slechts indirect bewijs dat er een zwart gat te vinden is in de kern van ons melkwegstelsel. De onderzoekers hopen dit om te zetten in direct bewijs door de schaduw van het object in beeld brengen. Hoewel het zwarte gat zeer massief is met een massa die ruim vier miljoen keer zo groot is als de van de zon, is het erg klein. Met een doorsnede die kleiner is dan die van de baan van Mercurius rond onze ster en een afstand van bijna 26.000 lichtjaar tot de aarde, is het vanaf het aardoppervlak gezien ongeveer even groot als een grapefruit op de maan.

Om het zwarte gat, ook wel bekend als Sagittarius A*, te zien is dus een enorme telescoop nodig. Om die reden worden voor het project ruim vijftig verschillende radiotelescopen ingezet, onder meer in Europa, die in essentie een virtuele telescoop met een spiegel die zo groot is als onze planeet moeten vormen.

De waarnemingen moeten ook licht schijnen over de vorm van de omlijning van zwarte gaten. Volgens de algemene relativiteitstheorie moet deze namelijk een perfecte cirkelvorm hebben en mocht dit niet het geval zijn, dan betekent dit dat de theorie gebrekkig is. Maar zelfs mocht er geen afwijking gevonden worden, dan zullen al deze processen de fundamentele aspecten van de theorie ons nog veel beter laten begrijpen.

Zon Op Zondag 6 april om 7:03 uur en de sterrenhemel van april

Groot Europees ruimteproject van de grond

Europa is begonnen aan een groot nieuw project in de ruimte. Een netwerk van satellieten gaat de aarde de komende jaren in de gaten houden.

Sentinel test radar

De eerste sonde daarvoor, de Sentinel 1A, is donderdag gelanceerd vanaf de ruimtebasis Kourou in Frans-Guyana.

Volgend jaar moet de tweelingbroer van de satelliet, de Sentinel 1B, naar de ruimte gaan. Samen scannen ze elke plek om de zes dagen. Zo kunnen ze onder meer de Nederlandse dijken in de gaten houden. De sondes meten waar de dijken verzakken en zien dus waar maatregelen nodig zijn.

Ook kijken de satellieten naar illegale houtkap in het tropisch regenwoud. Op de beelden kunnen overheden zien waar illegaal bomen worden gekapt. Boeren kunnen straks vanuit de ruimte zien hoe hun weilanden erbij liggen en waar ze moeten bemesten of sproeien. Het is zelfs mogelijk voorspellingen over de oogst te doen, zegt de Europese ruimtevaartorganisatie ESA.

Natuurrampen

Bij natuurrampen kunnen Sentinel 1A en 1B ook helpen. Zo geven ze bij overstromingen direct een totaalbeeld van het rampgebied. Daardoor kunnen overheden snel inschatten wat de schade zal zijn. Ook kunnen ze helpen bij het volgen van olievlekken op zee.

De beide satellieten kijken verder naar het zeeijs in het Noordpoolgebied. Schepen kunnen zo zien waar er kan worden gevaren. Met het smelten van het ijs wordt de Noordpool namelijk steeds belangrijker voor de scheepvaart. De wateren worden steeds drukker.

Gratis beschikbaar

De komende jaren gaan er meer van zulke satellieten de ruimte in. Die kijken onder meer naar de dampkring en de oceanen. Alle gegevens worden gratis beschikbaar, zodat iedereen ermee aan de slag kan gaan.

Het project heeft de naam Copernicus gekregen. Het kost de komende jaren ongeveer 4 miljard euro en levert volgens de Europese Unie op de lange termijn ongeveer 30 miljard euro op.

Bij de missie is ook de Europese Commissie betrokken. Het is het tweede ruimtevaartproject uit Brussel. Europa bouwt ook een eigen navigatienetwerk, Galileo genaamd. Dat moet een tegenhanger van het Amerikaanse gps worden.

Ondergrondse oceaan op Saturnusmaan

Op de Saturnusmaan Enceladus is een ondergrondse oceaan ontdekt. 

5 april

Dat melden de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA en de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA donderdag.

Bewijs daarvoor is verzameld door de Europees-Amerikaanse satelliet Cassini. Die draait sinds 2004 in een baan rond Saturnus.

Wetenschappers vermoedden al jaren dat er op Enceladus vloeibaar water is. In 2005 werden stralen waterdamp gezien die opspoten uit de kleine maan, met een diameter van vijfhonderd kilometer.

Zee

Cassini vloog in 2010 en 2012 enkele keren op honderd kilometer afstand langs de maan. Met speciale apparatuur is vastgesteld dat Enceladus een zee herbergt. Die ligt waarschijnlijk ingeklemd tussen de rotsachtige kern en het met ijs bedekte oppervlak.

Wetenschappers denken dat de oceaan de kans vergroot dat Enceladus geschikt is voor buitenaards leven. ''Het binnenste van de maan is een goede potentiële plek om daar naar te zoeken'', aldus deskundige Jonathan Lunine van de Cornell Universiteit.

Het gaat dan waarschijnlijk wel om buitenaardse micro-organismen, die niet met het blote oog zijn te zien.

This diagram illustrates the possible interior of Saturn's moon Enceladus based on a gravity investigation by NASA's Cassini spacecraft and NASA's Deep Space Network, reported in April 2014. The gravity measurements suggest an ice outer shell and a low density, rocky core with a regional water ocean sandwiched in between at high southern latitudes.

Views from Cassini's imaging science subsystem were used to depict the surface geology of Enceladus and the plume of water jets gushing from fractures near the moon's south pole.

Nieuwe methode voor bepalen leeftijd van de maan

De maan ontstond zo'n honderd miljoen jaar na de vorming van ons zonnestelsel, blijkt uit nieuwe simulaties.

Dat concludeert een team van wetenschappers uit Frankrijk, Duitsland en de Verenigde Staten vandaag in het tijdschrift Nature.

De wetenschappers baseerden hun conclusies op metingen van de samenstelling van de aardmantel in combinatie met computersimulaties van de protoplanetaire schijf, ofwel de schijf die zich vormt rond een jonge ster waaruit planeten ontstaan.

Ze simuleerden de groei van aardachtige planeten (Mercurius, Venus, Mars en de aarde) in een schijf van duizenden planetaire bouwblokken rond de zon, zo'n 4,5 miljard jaar geleden.

Simulaties

Uit 259 simulaties bleek dat een object ter grootte van de planeet Mars een botsing moet hebben gehad met de aarde om de maan te kunnen vormen.

Hoe eerder de botsing plaatsvond, hoe meer van het planetaire bouwmateriaal daarna nog op aarde moet zijn terechtgekomen.

De simulaties toonden in combinatie met bestaande literatuur over de hoeveelheden ijzerminnende elementen in de huidige en vroege aardkorst aan dat de maan zo'n 95 miljoen jaar na de geboorte van het zonnestelsel werd gevormd.

Platina

IJzerminnende (siderofiele) elementen hebben de neiging om samen met (vloeibaar) ijzer naar de kern van de aarde te zinken. Juist het feit dat bepaalde ijzerminnende elementen zo veel voorkomen in de aardkorst, laat zien dat de toegenomen massa van de aarde een directe relatie heeft met de maan-vormende inslag.

Zonder de inslag of een veel vroegere inslag, zouden er niet zo veel van bepaalde elementen, zoals platina, in de aardkorst hebben kunnen zitten.

Uit deze metingen hebben de wetenschappers een soort 'klok' kunnen samenstellen, waaruit blijkt dat de maan 95 miljoen jaar na de vorming van het zonnestelsel ontstond, met een marge van 32 miljoen jaar eerder of later.

Telescoop Dwingeloo speurt het heelal weer af

Na een restauratie van ruim twee jaar is zaterdag de Dwingeloo Radiotelescoop (DRT) in Drenthe weer in gebruik genomen.

De telescoop, die de status heeft van rijksmonument, was de laatste jaren in verval geraakt en dreigde onder zijn eigen gewicht te bezwijken.

Eigenaar Astron (het Nederlands Instituut voor Radioastronomie) heeft het rijksmonument grondig laten restaureren.

Kapotte onderdelen zijn vervangen of schoongemaakt en opnieuw geverfd. Ook de controle- en machinekamer zijn gerestaureerd. De schotel zelf (doorsnee 25 meter, 38.000 kilo) moest voor de restauratie van zijn sokkel worden gehaald.

Nu de restauratie is voltooid, kunnen radioamateurs, amateurastronomen en scholen met de telescoop de hemel afspeuren. Voor puur wetenschappelijke doeleinden is DRT niet meer geschikt. Die functie is overgenomen door onder meer de veertien telescopen van de Radiosterrenwacht Westerbork, ruim twintig kilometer verderop.

Astrofysicus

De heropening werd zaterdag bijgewoond door de Amerikaanse astrofysicus Joseph Hooton Taylor. Taylor kreeg in 1993 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor zijn onderzoek naar zwaartekrachtgolven.

De telescoop, aan de rand van het Nationaal Park Dwingelderveld, werd gebouwd in 1954 en in april 1956 in gebruik genomen door koningin Juliana. DRT was indertijd de grootste radiotelescoop ter wereld waarmee voor het eerst werd aangetoond dat de zon en de aarde in een spiraalvormig sterrenstelsel staan.

Tijdens het laatste wetenschappelijke project met de telescoop in 1994 zochten onderzoekers naar ver gelegen melkwegstelsels. Toen werden twee nieuwe sterrenstelsels ontdekt, op 10 miljoen lichtjaar van de aarde. Die hebben daarom de namen Dwingeloo I en Dwingeloo II gekregen.

Op tafel liggen een paar stukken ijzer die bedekt zijn onder een dikke laag roest. Zo zag de schotel van de radiotelescoop er dus uit voor de grote opknapbeurt.

"Als we nu niks hadden gedaan, dan was hij vanzelf uit elkaar gevallen", zegt André van Es. Hij is voorzitter van Camras, de stichting die de telescoop van Dwingeloo beheert. De beroemde radiotelescoop wordt vandaag heropend na een restauratie.

De hele schotel moest eraf voor de restauratie. Een gevaarte van zo'n 40 ton en een diameter van 25 meter. Sommige onderdelen moesten worden vervangen en dan maar meteen door een roestvrijstalen variant. Verder is hij dik in de verf gezet, zodat hij er weer jaren tegen kan.

Piepjes

De telescoop werd in 1956 in gebruik gesteld door koningin Juliana. Het was destijds de grootste radiotelescoop ter wereld en bedoeld om het melkwegstelsel in kaart te brengen door te luisteren naar de piepjes van hemellichamen. Dat speurwerk heeft onder meer twee sterrenstelsels aan het licht gebracht die sindsdien de naam dragen van het Drentse dorp: Dwingeloo I en Dwingeloo II.

In 1998 werd de installatie stilgelegd en begon het verval. De ontwikkelingen in de astronomie gingen snel en de radiotelescoop begon zijn wetenschappelijke waarde te verliezen. Zo werd vorig jaar in Chili de grootste radiotelescoop ter wereld geopend.

De ALMA-telescoop staat in het Andesgebergte | www.almaobservatory.org

"Maar Dwingeloo is een monument voor de wetenschap", zegt Van Es. "Hier lag de bakermat van de radioastronomie."

Buitenaards leven

"Daar komt bij dat het instrument het ook gewoon nog doet. Het wordt nu gebruikt door amateurastronomen die onderzoek doen waar de professionals niet aan toekomen. Ze bestuderen bijvoorbeeld de zon. Ze volgend baan van aardscheerders. En ook heel interessant: ze zoeken naar buitenaards leven!"

Het is niet erg waarschijnlijk dat uitgerekend dit oude beestje in Dwingeloo het eerste teken van leven op een verre planeet zal opvangen. Helemaal uitsluiten kun je het ook niet.

Misschien is het nog wel veel belangrijker dat jonge aardbewonertjes door dit imposante apparaat met zijn grote staat van dienst geïnteresseerd raken in de geheimen van het heelal en de wetenschap die ze probeert te doorgronden.

De zon in radioprogramma Vroege Vogels (april)
2 april 2014

De verre planetoïde Chariklo wordt omringd door twee smalle ringen. Tot die verrassende conclusie komen astronomen. De planetoïde is het kleinste object in het zonnestelsel dat door ringen omringd wordt. Hoe de ringen ontstaan zijn, is een raadsel.

Jupiter heeft ze. Uranus ook. Net als Saturnus en Neptunus. Het is dan ook niet ongewoon dat een hemellichaam dat rond onze zon cirkelt ringen telt. Maar nog nooit zijn ze rond zo’n klein object aangetroffen. Sterker nog: onderzoekers dachten niet dat objecten zo klein als planetoïde Chariklo ze zouden hebben. “De ontdekking kwam dus als een complete verrassing,

De onderzoekers ontdekten de ringen toen Chariklo voor de ster UCAC4 248-108672 langs bewoog. Met behulp van telescopen op maar liefst zeven locaties in Zuid-Amerika bestudeerden de onderzoekers de sterbedekking. Ze hadden verwacht één dipje in de helderheid van de ster te zien, veroorzaakt door de planetoïde die een deel van het licht van de ster wegnam. Maar in werkelijkheid zagen ze een paar seconden voor en na de eigenlijke sterbedekking nog twee korte dipjes. Dat wees erop dat niet alleen Chariklo het sterlicht tegenhield, maar ook de twee ringen. Ze hebben een middellijn van 780 en 810 kilometer en zijn zeven en drie kilometer breed. Tussen de ringen zit een leegte van negen kilometer.

De landing
Het zijn allemaal voorbereidingen voor het grote moment op 11 november. Dan zal Philae op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko landen. En dat is een wereldprimeur, zo stelt onderzoeker Matt Taylor. “Niemand heeft het ooit eerder geprobeerd en we zijn heel opgewonden over deze uitdaging.”

Waar Philae precies zal gaan landen, is nog onduidelijk. In augustus en september zal Rosetta de komeet uitgebreid bestuderen en een landingsplek zoeken. Rosetta zal zich ongeveer een jaar bij de komeet ophouden. Philae heeft een accu aan boord die ongeveer 64 uur meegaat. Wel beschikt de lander over zonnepanelen die deze daarna van energie kunnen voorzien. Hoelang de lander met zonne-energie uit de voeten kan, is onduidelijk. Dat hangt af van de landingsplek en de mate waarin stof zich op die zonnepanelen verzamelt.

ESA heeft lander Philae wakker gemaakt. En met succes: de lander heeft inmiddels contact gemaakt met de aarde. En daarmee is weer een cruciale stap gezet richting dat grootse moment later dit jaar: Philae zal dan op een komeet gaan landen.

Philae bevindt zich aan boord van Rosetta. Die ruimtesonde werd op 20 januari al wakker gemaakt, na een winterslaap van 31 maanden. Lander Philae mocht nog ietsje langer doorslapen, maar moest er vrijdag toch echt aan geloven en ook wakker worden.

Elke week Govert Schilling met een zonnig verhaal. Precies op het moment dat de zon opkomt boven Gasterij Stadzigt
in het Naardermeer (52 gr 17' 31" N, 5 gr 8' 31" O). Sinds het begin van deze serie op 5 januari is dat al bijna anderhalf uur eerder!
In een minuutje per week leert u de zon steeds beter kennen.

Deze week om 7.24 uur antwoord op de vraag: wat weten we van de achterkant van de zon?

Deze week om 7.08 uur: zonnebezoek. Voor wetenschappelijk onderzoek naar een planeet worden er raketten gelanceerd
om karretjes op het oppervlak te laten landen. Maar hoe doe je dat bij de zon die vele duizenden graden heet is?

Zon Op Zondag 16 maart om 06:52 uur

Het weetje over de zon wordt voor zeven uur uitgezonden door Villa VPRO op radio 1.
zondag 30 maart door zomertijd tijdelijk weer door Vroege Vogels.

Zon Op Zondag 23 maart om 06:35 uur

Via de link kun je de tijd en datum aanklikken om Govert Schilling te luisteren.

Komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko is terug van weggeweest! De komeet die later dit jaar door Rosetta bezocht gaat worden, verdween in oktober vorig jaar achter de zon en is nu weer tevoorschijn gekomen. En de komeet is helderder dan verwacht.

Dat melden onderzoekers van het Max Planck Instiute vor Solar System Research. Ze maakten met behulp van de Very Large Telescope (VLT) een foto van de komeet. Op het moment dat de onderzoekers de kiekjes maakten, bevond de komeet zich op ongeveer 740 miljoen kilometer van de aarde.

De foto’s verraden dat de komeet een stuk helderder is geworden. De helderheid is ten opzichte van oktober vorig jaar – toen de komeet achter de zon verdween – maar liefst vijftig procent toegenomen. En daarmee is de komeet nu veel helderder dan de onderzoekers verwacht hadden. Het suggereert dat ijs op de komeet – die nu ongeveer 80 miljoen kilometer dichter bij de zon is dan in oktober vorig jaar – reeds aan het verdampen is. “De nieuwe beelden suggereren dat 67P op relatief grote afstand van de zon begonnen is met het uitstoten van gas en stof,” vertelt onderzoeker Colin Snodgrass.

De komende tijd zal de komeet ons ongetwijfeld nog veel vaker versteld doen staan. In augustus van dit jaar zal kometenjager Rosetta de komeet ontmoeten en vergezellen op de reis die de komeet rond de zon maakt. Het wordt een hele bijzondere missie. Want niet alleen gaan we een komeet van heel dichtbij bekijken en observeren hoe de komeet naarmate deze dichterbij de zon in de buurt komt, transformeert. We gaan er ook op landen. Aan boord van Rosetta bevindt zich lander Philae. Deze lander zal in november van dit jaar op de komeet gezet worden en daar onder meer boringen uitvoeren en foto’s maken. Een primeur!

Volgens onderzoekers is er een signaal gevonden dat het gevolg is van de ultra snelle inflatie van het heelal, fracties van seconden na het ontstaan. 

Het heeft de vorm van een rimpeling in het oudste licht dat waargenomen kan worden met radiotelescopen. Het is voor het eerst dat deze gravitatiegolven zijn waargenomen.

Hoewel de ontdekking nog verder wordt onderzocht met alternatieve experimenten, is er al sprake van een vondst die de wetenschappers mogelijk een Nobelprijs op kan leveren.

"Dit is spectaculair", laat professor Marc Kamionkowski van de Johns Hopkins Universiteit in Baltimore aan de BBC weten.

"Ik heb het onderzoek gezien en deze bewijzen zijn overtuigend. De wetenschappers die betrokken zijn bij het project horen bovendien bij de voorzichtigste en conservatiefste wetenschappers die ik ken."

Telescoop

De doorbraak werd bekendgemaakt door een Amerikaans team, dat werkt aan het BICEP2-project. De onderzoekers gebruikten een telescoop op de zuidpool, waarmee een fractie van het heelal gedetailleerd in kaart werd gebracht. 

Het doel was het vinden van een overblijfsel van de razendsnelle groei van de kosmos, die in de eerste biljoenste van een biljoenste van een biljoenste seconde van het ontstaan plaats moet hebben gevonden.

De theorie houdt in dat het kleine universum in dit tijdsbestek is gegroeid van iets onvoorstelbaar kleins tot ongeveer het formaat van een knikker. In de 13,8 miljard jaar die volgde is het universum continu verder gegroeid.

Oneffenheden 

De theorie dat het universum zich telkens verder uitbreidt is voor het eerst voorgesteld door Alan Guth en Andrei Linde in de jaren tachtig, als antwoord op enkele tekortkomingen in de oerknal-theorie. 

Zo vroeg men zich onder meer af hoe het komt dat het diepe heelal er alle richtingen op vrijwel hetzelfde uitziet. De bewering was dat alleen een razendsnelle inflatie oneffenheden heeft kunnen voorkomen..

De voorspelling was dat gravitatiegolven een spoor kunnen zijn van deze snelle inflatie, waarin sporen van het oudste licht in het universum moet zijn terug te vinden. De wetenschappers beweren nu dat dit spoor is waargenomen.

Afbeelding waarop de polarisatie (de trillingsrichting) van de kosmische achtergrondstraling te zien is. De zwarte streepjes geven de richting aan. Dit patroon is vrijwel zeker veroorzaakt door zwaartekrachtsgolven die tijdens de inflatie-periode van het universum ontstonden.

De gegevens zijn van januari 2010 tot december 2012 verzameld en laten een patroon zien in de trillingsrichting oftewel de polarisatie ^[1] van het licht dat we nu nog van de oerknal kunnen waarnemen. Dat licht wordt de kosmische achtergrondstraling genoemd en is te detecteren in alle richtingen waar astronomen hun telescopen op richten. Het is als het ware de nagloed van de oerknal.

De gemeten polarisatie van deze achtergrondstraling, ook wel de B-mode polarisatie genoemd, zou veroorzaakt zijn door zwaartekrachtsgolven die in de allereerste momenten van het universum ontstonden. Deze golven zijn door Albert Einstein voorspelde rimpelingen in de ruimtetijd ^[2].

Bewijs voor de inflatietheorie

De resultaten zijn een sterk bewijs voor de inflatietheorie die de Amerikaanse natuurkundige Alan Guth in 1981 presenteerde als aanvulling op de oerknaltheorie. Het belangrijkste bewijs voor de oerknal werd al in 1964 geleverd met de eerst detectie van de kosmische achtergrondstraling. Sindsdien is de oerknaltheorie algemeen geaccepteerd, alleen konden astronomen ermee niet het ontstaan van de grote structuren verklaren die de kosmische achtergrondstraling laat zien.

De inflatietheorie biedt hiervoor een oplossing. Guth stelde dat het universum 10^-36 seconden na de oerknal begon aan een enorme uitdijingssprint. In een kleine fractie van die eerste seconde werd het universum opeens vele malen groter. Daarbij werden minuscule en toevallige variaties binnen de dichtheid van materie opgeblazen tot kosmische schalen. Na de korte inflatieperiode zou het universum blijven uitdijen, zij het langzamer.

Met de inflatietheorie konden veel observaties verklaard worden, maar nooit werd er echt bewijs voor gevonden. Tot nu. De gevonden polarisatie in de straling is volgens de astronomen het bewijs voor zwaartekrachtsgolven die tijdens de inflatieperiode ontstonden en als het ware hun afdruk hebben achtergelaten in de achtergrondstraling. Bovendien is het gemeten signaal veel sterker dan eerder gedacht, waardoor een groot aantal inflatiemodellen weggestreept kunnen worden.

Veel wetenschappers reageren verheugd op de resultaten. De ontdekking wordt qua belang al vergeleken met de ontdekking van het Higgsboson in 2012 en ook de term Nobelprijs valt vaak. Voordat het zover is zullen de resultaten eerst bevestigd moeten worden door teams van wetenschappers die met andere detectoren naar dezelfde signalen speuren. Maar dat lijkt slechts een kwestie van tijd.

De zoektocht naar zwaartekrachtsgolven in het huidige heelal gaat overigens gewoon door. Ze zouden ook veroorzaakt moeten worden door extreem zware objecten zoals zwarte gaten. Al jaren wordt er naar de hemel geluisterd, maar nog nooit werd er zo’n golf gevonden.

De straal van Mercurius, de kleinste planeet van ons zonnestelsel, is in de afgelopen vier miljard jaar met ongeveer zeven kilometer afgenomen.

Dat melden Amerikaanse onderzoekers in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Geoscience.

Eerder werd geschat dat afstand van de rand tot het middelpunt van de planeet slechts drie kilometer korter was geworden in de loop der tijd.

Plooien

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen op basis van nieuwe foto's van Mercurius die zijn gemaakt door de ruimtesonde Messenger.

Hun berekening is gebaseerd op waarnemingen van geologische verschijnselen die samenhangen met krimp van een planeet, zoals plooien in het landschap.

Mercurius bevat veel meer van deze heuvels, hellingen en kliffen dan tot nu toe werd gedacht.

Korst

De afgenomen grootte is veroorzaakt door afkoeling van de planeet. Mercurius heeft een relatief dunne korst waar in de loop van miljarden jaren veel hitte uit kon ontsnappen. Daardoor kromp de planeet langzaam en ontstonden de plooien in het landschap.

De straal van Mercurius bedraagt nu 2.440 kilometer, ooit was deze lijn 2.447 kilometer lang.

Nieuw onderzoek suggereert voorzichtig dat er op Saturnus’ maan Titan een briesje staat. Op beelden van ruimtesonde Cassini zou namelijk te zien zijn hoe het oppervlak van het op twee na grootste meer dat Titan rijk is, golvende bewegingen maakt.

Onderzoekers observeerden beelden die Cassini maakte van de noordpool van Titan. Al snel ontdekten ze iets interessants toen ze Punga Mare – het op twee na grootste meer dat Titan rijk is – bekeken. Ze stuitten er op bijzondere reflecties van het zonlicht (zie ook de afbeelding hierboven).

De onderzoekers vermoeden dat de reflecties het resultaat zijn van zonlicht dat op golfjes valt. Veel moet u zich niet van die golven voorstellen. In hun paper schrijven de onderzoekers dat deze – als het inderdaad om golven gaat – waarschijnlijk niet veel hoger zijn dan twee centimeter. Het zijn dus eerder rimpeltjes. Desalniettemin zou de ontdekking van golven op Titan vrij spectaculair zijn. “Als deze ontdekking klopt, zijn het de eerste golven in oppervlaktevloeistof die we buiten de aarde aantreffen,” stellen de onderzoekers.

Titan 24 juli 2012

Vorige week konden we nog melden dat het op één na grootste meer op Titan – Ligeia Mare – spiegelglad was. Die studie lijkt haaks te staan op dit onderzoek. Maar ten eerste gaat het om een ander meer. En ten tweede sloten de onderzoekers met die studie niet uit dat er wind staat op Titan. Want behalve een gebrek aan wind is er nog een andere mogelijke verklaring voor dit rimpelloze meer. Zo zou het kunnen dat er ook boven Ligeia Mare een windje waait, maar dat op het oppervlak van het meer een laagje materiaal rust dat de golfjes onderdrukt. “Als je op aarde olie op zee hebt, onderdruk je ook een hoop kleine golven,” vertelde onderzoeker Howard Zebker toen.

De ster in het midden van de foto heet Kappa (ongeveer 40 keer zwaarder dan onze zon)
en is een runaway star ook wel wegloopster of hogesnelheidsster.
Hij staat in het sterrenbeeld Cassiopeia en is met het blote oog te zien.

Kappa Cassiopeia in de cirkel, sterrenbeeld Cassiopeia (wikipedia)

De rode boog op de opname ontstaat door de ster zelf. Het is een schok- of boeggolf (net als bij een schip)
die ontstaat doordat Kappa met grote snelheid door de ruimte beweegt. Kappa Cassiopeia, HD 2905 of K Cass,
is een heel grote en hete ster (superreus) op een afstand van vierduizend lichtjaar.

Hij wordt net als onze zon omringd door een onzichtbaar magnetisch veld en een wolk van elektrisch geladen deeltjes
die hij in alle richtingen uitzendt. De zon verplaatst zich met een snelheid van 20 kilometer per seconde door de ruimte
en Kappa met een snelheid van 25 kilometer per seconde ten opzichte van onze zon.

De rode boog laat zien waar de cocon die zich om Kappa heen bevindt, tegen het ijle,
onzichtbare gas en stof in de ruimte tussen de sterren botst. De materie wordt daar samengedrukt,
verwarmd en is daardoor zichtbaar op een opname van de infraroodsatelliet Spitzer.

De boeggolf ligt op een afstand van vier lichtjaar voor de ster, deze afstand is te vergelijken met die tussen de zon
en de meest nabije ster Proxima Centauri. Dat geeft aan hoe groot de invloed van deze superreus is.

De zwakkere, groene vlekken zijn stofwolken die door het krachtige licht van Kappa worden beschenen.
De rechte rode strepen die door de boeggolf heen lopen, hangen waarschijnlijk samen met het magnetische veld
van het Melkwegstelsel. Zo maakt Kappa het onzichtbare zichtbaar.

z

Nederlandse telescoop voor zwaartekrachtgolven

7 maart Roel van der Heijden Kennislink

Al jaren proberen wetenschappers zwaartekrachtsgolven te detecteren. Dure observatoria, zoals LIGO in de Verenigde Staten en Virgo in Italië, werden gebouwd en luisterden langdurig naar de hemel. LIGO vanaf 2002 en Virgo vanaf 2007. Tevergeefs, want er werd tot nu toe nog niets gemeten.

Momenteel ondergaan LIGO en Virgo een upgrade die ze pakweg een factor 10 gevoeliger moeten maken. Bovendien krijgen de observatoria hulp uit Nederlandse hoek. Wetenschappers van de Radboud Universiteit Nijmegen werken momenteel aan BlackGEM ^[1], een verzameling van 15 optische telescopen die de zwaartekrachtsobservatoria gaan assisteren op het moment dat er een zwaartekrachtsgolf wordt gedetecteerd. Deze week ontving het project een subsidie van 300.000 euro voor de ontwikkeling ^[2] van een koolstofvezel-frame.

In totaal kost de eerste fase van het project, waarin vijf telescopen ontwikkeld en gebouwd worden, zo’n 3 miljoen euro. Die financiering is met de toezegging van NWO rond, laat projectleider Marc Klein Wolt weten. Hij is universitair docent astrofysica van de Radboud Universiteit Nijmegen.

Golven in de ruimtetijd

Deze afbeelding toont het exotische dubbele object dat bestaat uit een piepkleine, maar ongewoon zware neutronenster die 25 keer per seconde om zijn as tolt, waar eens in de tweeënhalf uur een witte dwerg omheen wentelt. De neutronenster is een pulsar, PSR J0348+0432 geheten, die radiogolven uitzendt die met radiotelescopen op aarde kunnen worden ontvangen. Hoewel dit ongewone tweetal op zichzelf al heel interessant is, is het ook een uniek laboratorium voor het toetsen van natuurkundige theorieën.
Het stelsel zendt zwaartekrachtsstraling uit – rimpelingen in de ruimtetijd. Astronomen kunnen deze golven nog niet rechtstreeks waarnemen. Wel kan het energieverlies dat zij veroorzaken worden geregistreerd door de verandering te meten van de omlooptijd van het stelsel.
Omdat de pulsar zo klein is, zijn de beide objecten hier niet op gelijke schaal afgebeeld.

Zwaartekrachtsgolven werden voor het eerst door Albert Einstein voorspeld in 1916. Zijn algemene relativiteitstheorie stelt zwaartekracht voor als een vervorming van de ruimtetijd ^[3]. Hoe zwaarder een object des te sterker is die vervorming. Twee extreem zware objecten, bijvoorbeeld zwarte gaten, die snel om elkaar heen draaien of botsen zouden bovendien meetbare golven in die ruimtetijd moeten veroorzaken. Het zijn deze golven – die met de lichtsnelheid door het universum reizen – waarnaar wetenschappers op zoek zijn.

Aan de hand van zo’n lichtflits kunnen wetenschappers veel preciezer bepalen waar de zwaartekrachtsgolf vandaan komt, iets wat met LIGO en Virgo lastig is. Die plaatsbepaling is niet accurater dan een gebied van 400 keer de omvang van een volle maan. Naast een plaatsbepaling kan ook beter bestudeerd worden hoe deze uitbarstingen ontstaan.

Met BlackGEM krijgen de zwaartekrachtsdetectoren voor het eerst eigen ogen, waarmee de bronnen hopelijk gezien kunnen worden. Klein Wolt laat weten dat hun afdeling momenteel het enige actieve sterrenkundige instituut is in de samenwerking. “Tot een paar jaar geleden bestond het uit alleen maar natuurkundigen en die zijn voornamelijk geïnteresseerd in het detecteren van de zwaartekrachtsgolven zelf. En dat gaat met BlackGEM veranderen.”

Mislukte ster' met rode atmosfeer ontdekt

Britse wetenschappers van de Universiteit van Hertfordshire hebben een bijzonder hemellichaam in kaart gebracht. Het gaat om een bruine dwerg, ook wel mislukte ster genoemd, met bijzondere rode wolken in zijn dampkring.

''Dit is een heel ander soort wolken dan op aarde'', legt onderzoeksleider Federico Marocco uit. ''Deze wolkenlagen bestaan uit kleine mineraaldeeltjes, zoals enstatiet en korund. We weten dat ze er zijn en we kunnen zelfs een goede inschatting maken hoe groot deze stofdeeltjes zijn.''

De grotere planeten in ons zonnestelsel, zoals Jupiter en Saturnus, hebben in hun atmosfeer wolken opgebouwd uit onder meer ammonia, waterstofsulfide en waterdamp. Op deze bruine dwerg, waar in de wolkenlaag onder meer waterdamp, methaan en ammonia rondzweven, is het echter veel heter.

De wetenschappers zijn ervan overtuigd dat als ze te weten komen hoe deze atmosfeer werkt een veel beter beeld ontstaat over hoe andere soorten dampkringen werken.

During this close flyby of Titan, the Cassini Radar will look for changes to the shoreline of Ontario Lacus when compared to the T-57/58 (June/July 2009) and T-65 (January 2010) fly-bys.  The instrument will be used as a synthetic aperture radar, a technique which uses that spacecraft's flight path to simulate a very large radar aperture.

98e flyby langs Titan

North is up in this image. Objects appear bright in this radar image when they are tilted toward the spacecraft or have rough surfaces. The lake surface appears dark because it is smooth.

Astronomen hebben de oudste ster ooit ontdekt. De ster ontstond kort na de oerknal, zo’n 13,7 miljard jaar geleden. De ontdekking is belangrijk, omdat deze onderzoekers in staat stelt om de samenstelling van de allereerste sterren te bestuderen.

De ster bevindt zich op ongeveer 6000 lichtjaar van de aarde. Naar astronomische begrippen is dat bijzonder dichtbij. De onderzoekers ontdekten de ster met behulp van de ANU SkyMapper (zie de afbeelding hierboven).

De samenstelling van de ontdekte ster suggereert dat deze in het kielzog van een andere oerster ontstond. “Om een ster zoals onze zon te maken, heb je waterstof en helium, basisingrediënten van de oerknal, nodig en moet je daar een enorme hoeveelheid ijzer aan toevoegen: ongeveer duizend keer de massa van de aarde,” legt onderzoeker Stefan Keller uit. “Om deze oude ster te maken, heb je niet meer nodig dan een ijzeren planetoïde zo groot als Australië en heel veel koolstof. Het is een heel ander recept en dat vertelt ons veel over de aard van de eerste sterren en de manier waarop deze stierven.”

Zo dachten onderzoekers altijd dat oersterren stierven middels enorme explosies waarbij ze grote delen van de ruimte met ijzer bezaaiden. Maar de oude ster blijkt vooral lichtere elementen te bevatten, zoals koolstof en magnesium. “Dat wijst erop dat de explosie van de oerster verrassend weinig energiek was. Hoewel de explosie sterk genoeg was om de oerster te doen uiteenvallen, zijn bijna alle zware elementen zoals ijzer geconsumeerd door het zwarte gat dat in het hart van de explosie ontstond.”

Het gaat om een ster die zich op ongeveer zesduizend lichtjaar van de aarde bevindt.

Waarschijnlijk ontstond het hemellichaam ongeveer 13,7 miljard jaar geleden, kort na de oerknal.

Dat melden astronomen van de Australian National University.

De oude ster werd in kaart gebracht met de SkyMapper-telescoop in het Siding Spring Observatorium in het oosten van Australië.

De ouderdom van de ster schatten de wetenschappers aan de hand van de chemische samenstelling. "Door te kijken naar de kleur van de hemellichamen, kunnen we zeggen welke sterren het oudste zijn", verklaart hoofdonderzoeker Stefan Keller in de Britse krant The Guardian.

"We kunnen dan namelijk ongeveer bepalen hoe veel ijzer de ster bevat. Hoe meer ijzer, hoe jonger de ster."

De wetenschappers hebben zich tot doel gesteld om met behulp van de SkyMapper-telescoop de eerste digitale kaart van de zuidelijke sterrenhemel samen te stellen. Het project zal vijf jaar duren.

De telescoop zoekt de sterrenhemel af met behulp van een digitale camera die elke minuut in 268 miljoen pixels een gebied vastlegt ter grootte van de maan. 

De ontdekking van de oudste ster was volgens de wetenschappers puur toeval. De bevinding wordt binnenkort gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Onderzoekers ontdekten de pulsar – een snel roterende neutronenster die dienst kan doen als astronomische precisieklok – met behulp van de Green Bank Telescope. De pulsar maakt deel uit van een systeem dat in totaal drie sterren telt. De sterren draaien om elkaar heen in een baan die kleiner is dan de baan die de aarde rond de zon trekt.

Interessant
Mede doordat de banen van de drie sterren zo klein zijn, is het stersysteem bijzonder interessant. Onderzoekers kunnen de sterren – die ook nog eens veel compacter zijn dan onze zon – gebruiken om de zwaartekracht te bestuderen. En dan met name het ‘sterke equivalentieprincipe’, te vinden in de door Albert Einstein geformuleerde algemene relativiteitstheorie. Volgens dit principe is het effect van zwaartekracht op een voorwerp niet afhankelijk van de interne structuur van dat voorwerp. Onderzoekers Scott Ransom: “Dit drievoudige systeem geeft ons het beste kosmische lab ooit om de werking van dit soort systemen te begrijpen, en om problemen met algemene relativiteit te toetsen, die zich onder zulke extreme condities kunnen voordoen.”

Waarnemen
Maar voordat het systeem gebruikt kon worden als ‘zwaartekracht-lab’, moesten de onderzoekers eerst zoveel mogelijk over het systeem – en met name de pulsar – te weten komen. “Het was een indrukwekkende waarneemcampagne,” vindt onderzoeker Jason Hessels. “Een tijd lang hebben we de pulsar iedere dag waargenomen, om te kunnen bepalen hoe hij rond zijn twee begeleiders draait. Terwijl we honderden terabytes aan data verwerkten, hebben we ook een precisiemodel van het systeem gemaakt.”

Hoe werkt het?
Maar hoe kunnen onderzoekers aan de hand van dit systeem nu Einsteins sterke equivalentieprincipe testen? Ze gebruiken daarvoor de experimentele massa’s van de sterren zelf en hun verschillende massa’s en gravitationele bindingsenergie. “Door het kloksignaal van de pulsar te gebruiken, zijn we hiermee begonnen,” vertelt onderzoeker Anne Archibald. “We zijn ervan overtuigd dat onze tests gevoeliger zullen zijn dan elke eerdere poging om een afwijking te vinden in het sterke equivalentsprincipe.”

De onderzoekers zijn blij met de ontdekking van het systeem. Het is een zeer geschikt ‘laboratorium’ om Einsteins principe te testen. En dat is best uniek: de Melkweg zou maar weinig van dit soort systemen bevatten.