Tweede interstellaire object is waarschijnlijk een komeet

Vorige week werd opnieuw een object gevonden dat waarschijnlijk van buiten ons zonnestelsel komt. Dat is nog geen 2 jaar na de ontdekking van ‘Oumuamua. Zo snel hadden astronomen niet verwacht een nieuw interstellair object te vinden. De ontdekking van C/2019 Q4, zoals het object voorlopig genoemd wordt, werd gedaan door Gennady Borisov op het MARGO observatorium in Nauchnij op de Krim.

Het object komt met een hoge snelheid van 150.000 km per uur ons zonnestelsel binnen vliegen. Zo’n hoge snelheid wijst al op een oorsprong van buiten ons zonnestelsel, aangezien zulke snelheden naar de zon toe bijna niet te verkrijgen zijn door een passage langs Jupiter of Saturnus.

interstellar-object-16.gif
Het traject dat C/2019 Q4 volgt. (Credits: NASA/JPL-Caltech)

Omdat C/2019 Q4 het dichtste punt langs de zon nog moet bereiken, zijn de mogelijkheden om het object te onderzoeken veel beter dan ‘Oumuamua. Uit recente opnamen bleek het object een coma en een staart te hebben. En ook uit spectra blijkt dat het object waarschijnlijk een komeet is. De omvang ligt ergens tussen 2 en 16 km. Het spectrum lijkt erg op dat van kometen uit ons eigen zonnestelsel.

Midden december komt de komeet op zijn dichtste punt tot de zon, zo’n 300 miljoen km (twee keer de afstand Aarde-zon). De komeet wordt waarschijnlijk helderer dan, en helder genoeg om binnen het bereik van niet al te grote telescopen te komen. De eerste amateur-astronoom die het object wist te fotograferen, diende zich al aan in onze Facebook groep.

En dan zijn er nog mensen die zich afvragen of we C/2019 C4 zouden kunnen bezoeken met een ruimtemissie. Nou is het zo dat de Europese ruimtevaartorganisatie ESA in juni een missie geselecteerd heeft precies om dit soort objecten te bezoeken. Ruimtesondes bouwen kost echter jaren, dus deze Comet Interceptor is daar nog niet klaar voor.

Een paar astronomen heeft berekend dat als je een ruimtesonde in 2030 lanceert langs Jupiter en vervolgens op een nauwe baan langs de zon (op drie keer de straal van de zon), dat je de komeet dan in 2045 zou kunnen bezoeken. Het is de vraag of Comet Interceptor zich daarvoor leent. Tegen 2030 is onder andere de Large Synoptic Survey Telescope (LSST) enkele jaren actief. En daarmee zouden tegen die tijd makkelijker te bereiken interstellaire objecten ontdekt kunnen zijn.

 

Bronnen:

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7498

https://phys.org/news/2019-09-visible-spectrum-c2019-q4-borisov.html

https://www.centauri-dreams.org/2019/09/16/could-we-send-a-probe-to-c-2019-q4-borisov

Credits coverfoto: Canada-France-Hawaii Telescope

Titan’s meren zijn mogelijk vroegere explosie kraters

Saturnus-maan Titan heeft, net als de Aarde meren. Maar op Titan, waar de temperatuur rond de -170 graden is, zijn deze meren gevuld met vloeibare methaan en ethaan. En er is nog iets waarin deze meren verschillen: sommige kleinere meren op Titan zijn omgeven door scherpe, hoge oeverranden. Soms honderden meters hoog. Nou ja, dat bestaat ook wel op Aarde, maar op Titan zijn ze op een heel andere manier gevormd.

Astronomen hebben inmiddels een vermoeden hoe dat zit. Ze zijn waarschijnlijk ontstaan als kraters van explosieve werking van stikstof. Titan is vroeger kouder geweest. Zo koud dat er vloeibare stikstof stroomde, dat in de bodem getrokken is.

Maar in de laatste 1 tot een half miljard jaar geleden werd Titan warmer omdat methaan in de atmosfeer kwam en dat werkte als een broeikasgas. Het stikstof verdampte daarbij op explosieve wijze uit de bodem. Later zijn die kraters gevuld met vloeibaar methaan en ethaan.

EECCNDsXkAAX-Q8.png
De astronoom James Keane Tuttle maakte een mooie schets van hoe de vorming van Titan’s meren in zijn werking ging. (Credit: James Keane Tuttle)

 

Bron:

https://www.nasa.gov/feature/jpl/new-models-suggest-titan-lakes-are-explosion-craters

https://www.nature.com/articles/s41561-019-0429-0 (wetenschappelijke artikel, acher paywall)

Coverafbeelding: NASA/JPL-Caltech

Australisch team vind mogelijke verklaring voor methaan mysterie op Mars

Waarom vond de Curiosity rover veel meer methaan dan de Europese Trace Gas Orbiter (TGO) boven de Gale krater? Een team van Australische wetenschappers denkt een mogelijke reden gevonden te hebben. Curiosity vond vorig jaar 8 keer meer methaan (410 deeltjes per billioen in volume) dan TGO, maar het deed die meting ’s nachts. ’s Nachts vindt er minder convectie (warmtestroming) plaats. Methaan dat uit de grond sijpelt blijft zo in grotere concentratie boven het oppervlak.

Als de zon op komt, dan wordt de convectie aanzienlijk groter. Genoeg om het methaan zodanig te verdunnen in de omliggende atmosfeer om overdag op de lage waarden van TGO uit te komen. De wetenschappers berekenden dat als je rekening houd met convectie, zowel de metingen van Curiosity als TGO kunt verklaren. Er zou dan dagelijks 2,8 kg methaan uit de bodem van de Gale krater omhoog moeten komen om beide waarden op te leveren. Ze denken dat toekomstige metingen van andere lokaties, zoals die van de nog te lanceren Mars 2020 en ESA’s Rosalind Franklin rovers, deze hypothese kan testen.

Bron: https://phys.org/news/2019-08-closer-methane-mystery-mars.html

Coverfoto: JPL/NASA

Jupiter botste mogelijk ooit frontaal met een grote protoplaneet

In 2016 kwam NASA’s Juno satelliet aan bij Jupiter om te onderzoeken hoe de binnenkant van de grootste planeet van ons zonnestelsel er uit ziet. Aan de hand van zwaartekrachtmetingen kwamen we er achter dat Jupiter’s kern niet enkel uit rots en ijs bestaat, maar dat er waterstof en helium door gemengd is. Daardoor krijg je een diffuse afscheiding met de rest van de atmosfeer. Dat was niet verwacht en astronomen zochten naar een verklaring.

Een team van Zwitserse en Chinese astronomen vermoedden dat dit iets te maken had met een inslag die Jupiter ooit te verduren heeft gehad. Dus ze besloten tienduizenden computersimulaties te draaien van inslagen met objecten van uiteenlopende grootten. Ze testten daarbij verschillende soorten impacten: van schampshotten tot frontale botsingen. Daarna keken ze wat voor resultaat dit opleverde. Niet alleen voor de kern van Jupiter, maar ook of Jupiter daarna in zijn huidige vorm gevormd had kunnen worden. Wat ze leerden, was dat als Jupiter in zijn vroege bestaan botste met een grote protoplaneet, dit miljarden jaren later nog te merken zou zijn aan een diffuse kern.

Jupiterimpact2.png
Een 3D afbeelding van Jupiter voor tijdens en na de impact. (Afbeelding: Shang-Fei Liu)

Wat voor botsing moeten we aan denken? Het artikel zegt dat de botsing plaats gehad zou moeten hebben in de periode waarbij Jupiter nog slechts 10 keer de massa van de Aarde was (Jupiter is nu 318 Aarde massa’s). Een even zo zware protoplaneet zou in een frontale botsing met Jupiter gekomen kunnen zijn. Deze botsing zou de kern kunnen hebben verpulverd, waardoor je tot op de dag van vandaag geen scherpe afscheiding tussen het rots en ijs in de kern en het waterstof en helium in de atmosfeer meer hebt.

Er zal meer onderzoek nodig zijn om deze hypothese te controleren. Maar als het waar is, dan lijkt het erop dat het vroege zonnestelsel flink wat botsingen gekend heeft. Het is waarschijnlijk hoe onze maan ontstaan is, hoe Mercurius een merkwaardige metaal-rots verhouding gekregen heeft en hoe Uranus op zijn kant is gekomen. En de auteurs van het artikel denken dat een dergelijke impact ook bepaalde kenmerken van Saturnus zou kunnen verklaren.

Bronnen:

http://nccr-planets.ch/blog/2019/08/14/giant-impact-disrupted-jupiters-core/

https://www.centauri-dreams.org/2019/08/22/giant-jovian-impact-could-explain-juno-data/

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1470-2 (paywall)

Coverafbeelding: Astrobiology Center, Japan)

Mogelijk meer ijs in poolkraters van de maan (en ernaast)

Kraters op de polen van de maan zouden misschien beduidend meer waterijs kunnen bevatten dan tot nu toe gedacht werd. Dat baseren astronomen op onderzoek naar de poolkraters van de planeet Mercurius. NASA’s MESSENGER satelliet heeft de hoogte en diepte van kraters op Mercurius in kaart gebracht. Daarbij viel op dat deze kraters ondieper waren hoe dichter bij de polen ze zich bevinden. En inmiddels weten we dat in die poolkraters van Mercurius zich waterijs bevindt. De gedachte is dat de kraters ondieper zijn door de ijslagen die zich er in gevormd hebben.

Een zelfde onderzoek is ook gedaan naar kraters bij de polen van de maan met NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). En ook kraters dichterbij de polen van de maan blijken ondieper te zijn. Hoewel in de poolkraters van de maan waterijs is gevonden, zijn er niet zulke dikke lagen gevonden. De onderzoekers denken echter dat er wel degelijk meer waterijs moet zijn, mogelijk onder een paar meter ander materiaal. Ze berekenen dat er twee ordes van grootte meer waterijs zou kunnen zijn dan tot nu toe gedacht: zo’n 100 miljoen ton.

Een ander onderzoek naar waterijs in de poolkraters van de maan vroeg zich af of dit waterijs echt voor bijna altijd zal blijven bestaan. Eerder onderzoek (met NASA’s in 2013 gelanceerde LADEE missie naar de ijle atmosfeer van de maan) toonde aan dat er een watercyclus bestaat op de maan. Meteorietinslagen op de maan leggen ijs in de diepere maanbodem bloot. Dat verdampt en kan terechtkomen in de permanent donkere kraters op de polen van de maan.

Maar een nieuwe studie suggereert dat dat waterijs daar niet voor altijd hoeft te blijven. Hoewel zonlicht deze kraters nooit bereikt, kunnen zonnewind en micrometeorieten er wel komen. Die deeltjes kunnen waterijs doen opspatten. En door de lage zwaartekracht van de maan kunnen kleine waterdeeltjes tot 30 km verder komen. Volgens het artikel zouden astronauten misschien niet in het donker hoeven te zoeken naar water, maar in de zonbeschenen gebieden in de buurt van de kraters.

meteoritemoonwater.gif

De interesse naar waterijs op de maan is groeiende, omdat het omgezet kan worden naar waterstof en zuurstof. Raketten kunnen met die brandstof makkelijker de rest van ons zonnestelsel bereiken. Diverse landen en organisaties willen binnenkort in de buurt van de polen van de maan landen, dus het zal niet bijzonder lang duren voor we precies weten hoe het zit.

Bronnen:

http://www.leonarddavid.com/earths-moon-research-points-to-more-water-ice-deposits/

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/moon-mercury-ice

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/inside-dark-polar-moon-craters-water-not-as-invincible-as-expected-scientists-argue

https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2019/ladee-lunar-water

 

Keukenzout ontdekt op Europa

De oceanen onder het ijs van Jupiter-maan Europa zou wel eens hetzelfde zout kunnen bevatten dat zich in Aardse oceanen bevindt: keukenzout ofwel natriumchloride. Astronomen hadden aan aanwijzingen dat er zich zouten bevonden op het oppervlak van Europa, maar ze konden niet achterhalen wat voor zouten het waren. Het vermoeden was dat het ging om magnesium sulfaat, dat veel gebruikt wordt als badzout. Dit zout zou afkomstig zijn van oceanen onder het ijs.

Telescopen en ruimteschepen gebruiken meestal infrarood spectrometers om te achterhalen uit welke stoffen het oppervlak van manen en planeten bestaat. Maar in infrarood is keukenzout nagenoeg onzichtbaar. Vandaar dat het niet gevonden is. Een aantal onderzoekers beslooot in het lab te kijken of keukenzout onder omstandigheden van Europa zichtbaar zou zijn in zichtbaar licht. Dat was aanvankelijk niet het geval, behalve als het een tijd bloot gesteld werd aan straling vergelijkbaar met die van de zon. Het zout krijgt dan een vale gele kleur.

Astronomen van Caltech University besloten daarom spectra van Europa te nemen in zichtbaar licht. Ze gebruikten hiervoor de Hubble Space Telescope. En inderdaad, Tara Regio, een geologisch jong gebied, bleek precies de juiste pieken van “bestraald” keukenzout te hebben.

europa_nacl_F2.large.jpg
Een kaart met absorptie voor (bestraald) keukenzout op Europa. De zwarte lijnen geven geologisch actieve gebieden aan. Credits: NASA/JPL/Björn Jónsson/Steve Albers

Waarom is deze vondst interessant? Als Europa magnesiumsulfaat had gehad, had het uit de rotsachtige kern gesijpeld kunnen zijn. Maar keukenzout wijst op hydrothermische activiteit. En daarvoor waren al eerder ook andere aanwijzingen. Dergelijke bronnen zijn een mogelijke oorsprong van leven.

Bronnen:

https://www.caltech.edu/about/news/table-salt-compound-spotted-europa

Oorspronkelijke wetenschappelijke artikel (gratis te lezen): https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw7123

Kometen misschien toch bron van water op Aarde?

Kometen zijn weer terug in de race als een bron van het water in onze oceanen. Waar het water op onze planeet vandaan komt, is namelijk nog altijd een mysterie. Dat zit zo: 4,6 miljard jaar geleden is onze zon ontstaan. En rond onze ster was een schijf van stof en gas. Daar zat ook water bij, maar de hitte van de jonge zon deed dat water in het binnenste deel van die stofschijf verdampen. Het water en andere vluchtige stoffen verdwenen dus. Uit dat binnenste deel is onze planeet ontstaan.

Dus hoe zijn wij dan geëindigd met een planeet met zoveel water? Om dat te onderzoeken is water van kometen onderzocht op de hoeveelheid deuterium in het water. Deuterium is een broertje van het waterstof-atoom, maar dan verzwaard met een neutron. Water met waterstof verdampt sneller dan water met deuterium (zwaar water). Dat levert een bepaalde verhouding tussen deze twee stoffen op (D/H ratio).

Van een aantal kometen weten we nu die verhouding tussen deuterium en waterstof, zoals bijvoorbeeld dankzij de Rosetta missie. Maar de verhouding komt niet overeen met dat op Aarde. En dus zijn astronomen de aandacht al aan het verleggen naar asteroïden als bron van water.

413294main_ED09-0352-01_full_full.jpg
Het SOFIA observatorium is gebouwd in een Boeing 747SP. De spiegel van de telescoop is 2,5 meter in doorsnede. Het is een samenwerkingsverband van NASA en de Duitse ruimtevaartorganisatie DLR.

Maar bij nieuwe metingen van NASA’s vliegende observatorium SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) aan komeet 46P/Wirtanen, is wel een zelfde verhouding deuterium-waterstof gevonden. Dat is de derde komeet die wel overeenkomt met water op onze planeet. De eerdere twee waren: 103P/Hartley en 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková. Er is iets wat deze drie kometen gemeen hebben: het zijn hyperactieve kometen.

Hyperactieve kometen spuwen op een of andere manier stukken ijs in hun coma. Daar sublimeren ze pas, in plaats van op het oppervlak van de komeet, zoals bij gewone kometen. Een aantal astronomen denkt nu dat er op niet-hyperactieve kometen de verhouding deuterium-waterstof onder invloed van zonlicht op de een of andere manier verandert is. Bij hyperactieve kometen komt het ijs meer van binnen en is mogelijk nog ongewijzigd, ofwel veel meer zoals het water op Aarde.

De theorie overtuigt nog niet iedereen, maar er kunnen verdere tests in Aardse laboratoria gedaan worden. Bijvoorbeeld of de deuterium-waterstof verhouding op een of andere manier beïnvloed kan worden.

Bron:

https://www.scientificamerican.com/article/hyperactive-comets-hint-at-origins-of-earths-oceans/