24-06-17

Verslagen Noorderkroon juni 2017

Administrativa

  • Vanwege de verbroedering geen open agenda en geen administrativa.
  • Nieuwe jaarkalender in dit maandblaadje

Verslagen van de beide uiteenzettingen tijdens de Verbroedering Noorderkroon-Aquila 2017. Sprekers van dienst waren Jean-Paul Verhoeven voor Aquila met een uiteenzetting over burgerwetenschappen en Lambert Beliën met een uiteenzetting over hyper-snelle sterren. Hieronder de verslagen:

 Runaways!

Sterren verplaatsen zich in hun eigen pad doorheen de spiraalarmen van het sterrenstelsel. Sommige reizen van spiraalarm naar spiraalarm, net als auto’s in het spitsuur. Een opname van de nachtelijke hemel geeft je de illusie dat alles op een vaste plaats staat, net zo gefixeerd als de grote pyramides van Egypte. Van de geschatte 200 tot 400 miljard sterren die ons stelsel rijk is, is een klein deeltje van dat aantal sterren opmerkelijk. Het zijn de hete, massieve sterren!

Gravitationele interacties zwepen hun snelheden op tot het dubbele, zelfs het drievoudige van de snelheid die onze zon heeft. Het zijn hyper-velocity sterren! Ze racen zo snel doorheen het stelsel dat het niet anders kan dan dat ze ontsnappen aan de gravitationele “omhelzing” van ons stelsel. Onze lokale achtertuin is in een constante beweging. Het meerendeel van de sterren gehoorzaamt een heel geordende flow rond het centrum van ons stelsel. Er is echter een klein gedeelte van “snelle” sterren die deze “rustige” flow doorbreekt. Men vind ze meestal bij jonge sterrenclusters.

Hypersnelheid-sterren brengen snelheid op een heel ander niveau. De afgelopen 10 jaren hebben wetenschappers een paar dozijn van deze speeders gevonden. Bijna allemaal zijn het B-type sterren met een massa van tussen de 2x en 5x zonnemassa. Ze hebben een oppervlaktetemperatuur van 10.000K Hun locatie is te vinden in buitenste halo, 150.000 lichtjaren van het galactische centrum. Hun snelheid: 1.1 miljoen km/h. Ter vergelijk: afstand aarde-maan op 20 minuten. Ze kunnen een afstand van 1.000 lj overbruggen in 1 miljoen jaren. En allemaal hebben ze een snelheid die toelaat dat ze de gravitationele kracht van ons stelsel kunnen overwinnen en ontsnappen

De eerste voorspelling van hypersnelle sterren kwam van Jack Hills (Los Alamos- New Mexico) in 1988. Het duurde tot 2005 voordat men effectief een hypersnelle ster ontdekte.Op zoek naar zwakke blauwe sterren in de halo stootte Warren Brown (Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics) op  SDSS J090745.0+024507, een ster op 350.000 lj van het centrum van de Melkweg. De gemeten snelheid, weg van het centrum, is niet minder dan 2.42 miljoen km/h. Reistijd van het centrum van de Melkweg tot aan de buitenste galactische halo: slechts 140 miljoen jaren.

Men vermoedt dat Sagittarius A*, het super massieve zwarte gat in het centrum avn de Melkweg verantwoordelijk is voor de versnelling van de hypersnelle sterren. Er zijn nog andere denkpistes: zijn er hypersterren die “binnenkomen” in plaats van ontsnappen en zijn er mogelijkheden dat er snelheden ontwikkeld kunnen worden zonder de hulp van een zwart gat? Bestaat de mogelijkheid dat dichtbevolkte clusters een individu uitwerpen of de trigger van een supernova-explosie?

Zwaartekracht versneld de sterren tot fenomenale snelheden. De meest basic uitleg is die van een “three-body-exchange”, een wisselwerking tussen een dubbelster-systeem en een zwart gat. Het zwarte gat pakt één van de twee sterren in haar aantrekkingskracht en trekt het systeem in een strakke baan. Het gevolg is dat de begeleider weggeslingerd wordt.

Alle “runaways” zijn B-type sterren op de hoofdreeks. Ze produceren energie door waterstof om te zetten in Helium in hun kern. Omdat dit type sterren niet langer leven dan enkele honderd miljoen jaren verwacht je ze niet te kunnen vinden op de rand van het stelsel. Ze kunnen daar normaal gezien niet bestaan, er is geen stervorming in de buitenste regionen van de halo. Dit gebied is “dood”. De halo bestaat uit  bolhopen en oude, metaal-arme lage-massa sterren. Geen gebied voor B-type sterren, maar ze zijn er toch!

Stersnelheden worden gemeten door te kijken naar hun spectrum. Licht spreidt zich uit in golflengten. Als een object naar ons toekomt verschuiven de spectraallijnen naar korter golflengtes, van ons af naar groter golflengtes.  Hoe hoger de snelheid hoe groter de shift. Heel straight forward wat betreft nabije sterren, maar een ander verhaal voor die jongens die ver weg staan.  Zelfs de grootste telescopen hebben moeite om genoeg data te verzamelen om de hypers te toetsen. Men vermoed dat er zelfs lage-massa hypers bestaan, maar die zijn nog niet ontdekt.

Van zodra een radiale snelheid van een ster gekend is kan men  een berekenen hoe snel de ster zich verwijderd van het centrum. Maar dat is de halve kant van het hele verhaal. Men moet zich ook buigen over de eigenbeweging. Eigenbeweging wordt gemeten in de shift ten opzichte van verderaf gelegen objecten. Voor hypersnelheid-sterren wil dat zeggen dat men de afwijking moet gaan meten ten opzichte van achtergrondstelsels of quasars, een proces dat jaren in beslag neemt.

Ondanks hun enorme snelheden blijken hypers een eigen beweging te hebben van milli-boogseconde per jaar. Dat is ongeveer een hoekafstand van een klein muntstuk gezien op een afstand van 3700 km. Onze grote grondtelescopen hebben slechts een vermogen om 5 milli-boogseconden per jaar te detecteren. Men moet de ruimte in om dit te kunnen meten.Hier komt ESA in het spel met de Gaia-missie. Gaia is een astrometrisch observatorium  welke preciese positiebepalingen doen en radiale snelheden meet van massa’s sterren, teneinde hun eigenbeweging vast te leggen met een nauwkeurigheid van 1 milli-boogseconde per jaar. Binnen dit en twee jaren hoopt men de exacte metingen van de honderd bekende hypers op tafel te kunnen leggen. Men verwacht dat ze zo goed als allemaal hun origine hebben in de buurt van Sagittarius A*, maar missiën vinden we  interloopers; afkomstig van buitenaf. Misschien hebben deze interloopers hun weg naar ons gevonden door interactie met andere stelsels. Een graviationele interactie met een dwergstelsel kan interloopers voortbrengen.

HE 0637-5439 is een B-type hyper in de buurt van de Grote Magelhaanse Wolk (LMC) beweegt van ons af. Omdat we niet helemaal weten hoe de hoek van de koers zit zou het wel eens kunnen dat haar origine in  de LMC gelegen heeft. Browne stelt dat de ster een overblijfsel is van een binair systeem is, uitgestoten door de Melkweg. Zijn scenario is een trio van stellaire oorsprong: een zeer eng gebonden binair sterrensysteem in omloop met een verre ster. Het trio raakt onder invloed van Sagittarius A* en betalen de prijs: Het zwarte gat vangt de verre ster en stoot de binaire sterren uit. Het binaire sterrensysteem gaat verder als binair systeem terwijl ze zich verwijderen van het zwarten gat. De evolutie maakt dat de meest massieve ster evolueert in een rode reus  (materie-overdracht) en versmelt op een gegeven moment in een blue strangler. Dit is de best mogelijke uitleg voor een B-type ster op  200.000 lj van het galactische centrum. Alleen Sagittarius A* kan de hypersnelle sterren verklaren. Andere processen stoten sterren uit aan een andere snelheid.Er zijn op dit moment twee heersende modellen die de hypers verklaren. Het eerste model is die van een zwart gat, zoals eerder besproken. De tweede theorie gaat over (weer) binaire sterren. Wanneer de zwaarste ster het einde van haar levensloop bereikt en haar kern instort zal dit resulteren in een supernova die haar begeleiders weg katapulteert. Dit proces gebeurt daar waar de jonge sterren zich bevinden; sterrenclusters.

Neutronenster RX J0822-4300 is het beste voorbeeld: in 2012 werd zijn snelheid geklokt op 2.4 miljoen km/u. De explosie die Puppis A creëerde lanceerde zijn stellaire restant in zijn huidige baan. Onderzoek aan Puppis A toonde aan dat de explosie een tweerichting-effect teweeg bracht; de neutronenster in één richting en de supernova-uitstoot een andere kant op. Men schat dat men 1000 (core-collapsed) supernovae moet bestuderen om één hypersnelle supernova-ontsnapping te vinden.

De snelste hypersnelle ster is  US 708, een Helium-rijke ster spectraaltype O met een snelheid van 4.3 miljoen km/u. US 708 is de heetste ster, bekend in de halo van ons stelsel. Afgaande op haar baan is men vrijwel zeker dat ze niet ontstaan is in het centrum van het stelsel. Men vermoed dat US 708 ooit deel uitmaakte van een supercompact dubbelsysteem. De begeleide ster was een massieve witte dwerg met een massa op de grens wat een dergelijke ster zou kunnen bereiken. Toen US 708 het stadium van rode reus ontwikkelde was er een behoorlijke transfer van haar materie naar de witte dwerg wat uiteindelijk resulteerde in de zeldzame 1a-supernova die dan weer opzijn beurt US 708 naar hypersnelheid lanceerde.

Waar zitten de hypersnelle sterren? Je zou verwachten dat ze zowat overal zitten, maar dat is dus niet!  Een van de heersende raadsels is de vaststelling dat de helft van de B-type hypers zich clusteren rond het sterrenbeeld Leo. Men vermoed dat “lanceringen” vanuit het galactische centrum een voorkeursrichting heeft. Het zou een gevolg kunnen zijn van de oriëntering  van de stellaire schijf rond het zwarte gat. Het zou natuurlijk ook kunnen dat we te weinig data hebben om iets concreets uit te spreken. Een survey van de zuidelijke hemel zou dit kunnen uitklaren (sterrenbeeld Aquarius). Op termijn zal men de Large Synoptic Survey Telescope (LSST) in Chili inzetten. Deze kijker is nog onder constructie. Eenmaal een compleet beeld van de hypers kan men de data gebruiken om andere gebeurtenissen te bestuderen. Het idee is om, eenmaal een totaalbeeld van de hypers hun banen te vergelijken. Je zou er vanuit kunnen gaan dat hypers een rechte baan hebben, vertrekkende vanuit het centrum, maar…. wetenschappers denken dat de Melkweg omgeven is door een tri-axiale (football) distributie van donkere materie. Deze materie maakt dat de banen van de hypers niet in een rechte lijn zitten. Men heeft een 200-tal hypers nodig die verspreid zitten rondom de Melkwegkern en dan kan men gaan rekenen. De vertraging van de snelheden en de baanafwijkingen zullen een indicatie naar de vorm van de tri-axiale vorm van donkere materie. In de toekomst zullen de hypersnelle sterren hét aangewezen materiaal zijn om de Hubble expansie aan te tonen. Op dit moment is het onderzoek beperkt door de heersende technologie en kunnen we enkel de heldere hypers vinden. Alle hoop ligt bij Gaia en LSST om zwakkere kandidaten aan te reiken zodat het onderzoek verder kan.

Burgerwetenschappen.

De presentatie  van Aquila werd gebracht door Jean-Paul Verhoeven. Hij behandelde het aspect “sterrenkunde op een slechte dag” en dan meer bepaald onder de vlag “Citizen’s science”, burger-wetenschap. Wat moeten we daar onder verstaan?  We kennen allemaal projecten zoals Galaxy Zoo, Zooniverse, Pulsar Hunters, Planet 9, Radio Meteor Zoo, om er maar een paar te noemen. De uiteenzetting van Jean-Paul behandelde deze online applicaties één voor één.

Projecten zoals hierboven beschreven hebben allemaal hetzelfde doel: publiek betrekken in grootschalige onderzoeken. Anders dan in de tijd van SETI, want dat was distributed computing, het beschikbaar stellen van je PC-rekencapaciteit.

De nieuwe programma’s vragen méér dan dat. Ze vragen om een beoordeling te doen, een classificatie door te voeren. Het gaat over tellen en structuren herkennen.Het meest gekende project is Galaxy Zoo waar de vrijwilliger gevraagd wordt om bergen afbeeldingen van de Sloan Digital Sky Survey te analyseren. Om een voorbeeldje te geven.

In het eerste jaar van Galaxy Zoo had men 150.000 gebruikers (vrijwilligers die participeerden in het project) wat resulteerde in 50.000.000 classificaties. Paul expliceerde waarom de vrijwilligers nodig zijn. Waarom het classificeren niet automatiseren? Het schijnt héél moeilijk te zijn voor de algoritmes om afwijkende zaken te detecteren. Men poogt aan de hand van de classificaties die de vrijwilligers realiseren, betere algoritmes te kunnen maken zodat er wél geautomatiseerd kan worden en dat een krachtige server deze taak wel gericht op zichzelf kan uitvoeren.

Het bekendste “voorval” uit de geschiedenis van Galaxy Zoo is Hanny’s Voorwerp”. Hanny's Voorwerp is een reflectienevel ontdekt in 2007 door de Nederlandse onderwijzeres Hanny van Arkel uit Heerlen, toen ze als 24-jarige deelnam aan het Galaxy Zoo-project. Het is een reflectienevel dicht bij het sterrenstelsel IC 2497 in het sterrenbeeld Kleine Leeuw. In beelden, opgenomen met de 2,5 meter Isaac Newton Telescoop, is de verschijning ongebruikelijk groen. De afstand ernaartoe is zo'n 700 miljoen lichtjaren. De nevel is ongeveer 15.000 °C en is ook al onderzocht door de Hubble Space Telescope. In 2012 werden nog eens negentien van dergelijke nevels ontdekt; deze werden "voorwerpjes" genoemd.

Een ander platform is Zooniverse. Heel veelzijdig, want  hier gaat men op zoek naar verschillende dingen gaande van ruimte-projecten tot biologische projecten, weer-projecten, etc.  Wij beperkten ons tot het vinden van pulsars. Jean-Paul gaf een voorbeeldje. BBC Stargazing Live in 2016 volgde een classificatie-run op zoek naar een nieuwe pulsar. Basis gevevens kwamen van de LOFAR radiotelescoop. Men had  10.145 vrijwilligers die 127.418 classificaties verrichtte waaruit 12.357 objecten geïdentificeerd werden om uiteindelijk 1 nieuwe pulsar op te leveren. Eenzelfde uitzending van BBC Stargazing Live bracht de ploeg in 2017 naar Australië. Daar werkte men met de data van de Skymapper Southern Sky (1.3m telescoop) op het Siding Spring Observatory bij Coonabarabran, Australië. Hier zoekt men naar Planet 9 aan de hand van de bewegingen van Sedna. Men gebruikt de techniek van dubbele fotografische platen, met elk een andere kleurfilter genomen.  

 

We bekeken ook nog de Supernova Hunters en BRAMS, het ons gekende project dat middels radiogolven meteoren detecteert.  Lucas Pellens verschafte meer info over dit gegeven. Eerstehands info, want bij Lucas in de achtertuin is een waarneempunt in het BRAMS-project ondergebracht. Lucas gaf ons inzicht in het vergaren van de data, maar ook het interpreteren en markerend van de gegevens.

Een toffe uiteenzetting die afgesloten werd met enkele beelden die Jean-Paul maakte van de recente supernova in NGC 6946. Beelden werden gemaakt met een C8 f/6.3 Canon D1200 mod. Na wat gezellig nakaarten en de bevestiging dat we volgend jaar op hetzelfde elan verder gaan ontbonden we. Het moet zowat rond 23.00u geweest zijn?

                                                                                                                                    LBe

Verslag van de kijkavond

Op vrijdagavond, 23 juni 2017 hielden we onze laatste kijkavond , in aanloop naar de jaarlijkse  zomerstop. We zaten met een  vijftal mensen gezellig op het terras en onderhielden ons over verschillende onderwerpen tot 21.30u. Tijd om naar de sterrenwacht te trekken en daar de gesprekken voort te zeggen. We hadden het over het verschil tussen asteroïden en planetoïden, over de vorm en specifieke kenmerken van de Melkweg, ons sterrenstelsel. Toen Job, vanuit het archief de planeet Jupiter kon zien trokken we naar de sterrenwacht.  Een drietal wespennesten maakten dat we vroegtijdig moesten afbreken. We zullen, voor de ZON-dag (op zaterdag) een instantie moeten vinden om die venijnige beestjes te verwijderen. Hoedanook, we hebben vanaf het bordes nog even naar het hemelzwerk gekeken en wat sterren kunnen identificeren (was nog niet donker, hé), om daarna huiswaarts te keren. Van kijken weinig terecht gekomen, maar ’t was gezellig!   Fijne vakantie!!

Kwartaalagenda:

Juli  2017.    

Studiebijeenkomst: Zomerstop

Kijkavond:   Zon-dag

Wanneer:    08-07-2017 vanaf 14.00u aan de sterrenwacht

Augustus 2017

Studiebijeenkomst: Zomerstop

Kijkavond:  Perseïden + maanobservatie

Wanneer:   11-08-2017   vanaf  20.00u aan de sterrenwacht

September 2017

Studiebijeenkomst:      08-09-17  Michielshof zaal 202  20.15u.

Onderwerpen :  Sterrenbeelden en geschiedenis door Dirk      

Kijkavond:  Deepsky met Saturnus.

Wanneer: 22-09-2017 vanaf 20.00u  aan de sterrenwacht  + alternatief programma =  Meteoren, meteorieten, asteroïden.

13:49 Gepost door Lambert Beliën | Commentaren (0) |  Facebook | |

De commentaren zijn gesloten.