7 miljard jaar oude deeltjes gevonden in meteoriet

Wat was er voor ons zonnestelsel ontstond? Dat is moeilijk te zeggen. Het bewijsmateriaal ervan is vrijwel ten onder gegaan toen de zon en de planeten ontstonden. Maar heel soms vinden astronomen zogenaamde “presolaire mineralen“. Dit zijn korreltjes van het materiaal van voor het ontstaan van het zonnestelsel en ze zijn zeer zeldzaam. Slechts 5% van de meteorieten bevat ze. De Murchison meteoriet, die in 1969 in de plaats Murchison in Australië viel, bevat zulke presolaire mineralen. En er is onlangs interessant resultaat geboekt in onderzoek daarnaar.

De Murchison meteoriet is een van de meest bestudeerde meteorieten. In de jaren zeventig van de vorige eeuw kwam het in het nieuws omdat er voor het eerst aminozuren in gevonden waren. We leerden later pas dat dat heel gewoon is. Voor dit recente onderzoek is een deel van deze 100 kg wegende meteoriet verpulverd en opgelost in zuur. Wat je dan over houdt, zijn die presolaire korreltjes.

De wetenschappers wilden weten hoe oud deze deeltjes waren. Ze onderzochten ze daarom op neon-21, een isotoop van neon dat gevormd wordt als materiaal lang bloot staat aan kosmische straling. Hoe meer neon-21, hoe langer de korrels blootgesteld stonden aan kosmische straling.

Hoe weten we hoeveel kosmische straling er in interstellaire ruimte is? Dat is waar de Voyager-1 missie om de hoek kwam kijken. Want die ruimtesonde was als eerste buiten de heliosfeer (de invloedsfeer van onze zon) en Voyager-1 had een detector voor kosmische straling bij zich.

Met deze combinatie van kennis heeft men weten te achterhalen dat sommige deeltjes 7 miljard jaar oud waren. Niet alle deeltjes waren overigens zo oud. Sommige waren van vlak voor de vorming van ons zonnestelsel. Anderen waren 5,5 miljard jaar oud.

Maar er was nog meer. Deze presolaire deeltjes worden gevormd wanneer een ster aan zijn einde komt. De onderzoekers denken, omdat er relatief meer deeltjes zijn die tussen 4,6 en 4,9 miljard jaar oud zijn, dat er er rond die tijd meer sterren aan hun einde kwamen. Het lijkt erop dat er in de tijd daarvoor meer sterren geboren werden, dan nu. En dat is interessant, want dat zou betekenen dat hoeveel sterren dat geboren wordt over tijd niet constant is, iets waar astronomen wel van uit gingen.

Bronnen:

https://m.phys.org/news/2020-01-meteorite-oldest-material-earth-billion-year-old.html

https://www.nrc.nl/nieuws/2020/01/13/stukje-meteoriet-blijkt-ouder-dan-de-zon-a3986692

https://www.pnas.org/content/early/2020/01/07/1904573117

Credits coverfoto: Philipp R. Heck, Jennika Greer, Levke Kööp, Reto Trappitsch, Frank Gyngard, Henner Busemann, Colin Maden, Janaína N. Ávila, Andrew M. Davis, Rainer Wieler

Astronoom oppert om Aarde als telescoop te gebruiken

Een jaar geleden schreef ik op Facebook over een idee om de zon te gebruiken als zwaartekrachtlens voor een reusachtige telescoop. Daarmee zou je het oppervlak van exoplaneten in beeld kunnen brengen met een resolutie van rond de 500×500 pixels.

Maar er zijn wel een paar praktische zaken die we moeten oplossen om dit te verwezenlijken. Zoals dat het brandpunt van de zwaartekrachtlens van de zon op 550 astronomische eenheden (AU), ofwel 3 lichtdagen, ligt. De verste satelliet die we tot nu toe hebben gelanceerd (Voyager 1) is, na 40 jaar reizen, slechts 146 AU ver. Dus in onze huidige pogingen komen we nog niet erg in de buurt van dat brandpunt. En dan is er nog het probleem van de energieopwekking op die afstand van de zon. Zonnepanelen gaan niet werken en de brandstof van radio isotoopgeneratoren is verschrikkelijk duur.

Dus misschien moeten we het dichter bij huis zoeken. Wat als we de Aarde nu eens als lens gebruiken? De Aarde heeft niet genoeg zwaartekracht om het als serieuze zwaartekrachtlens te dienen, maar de astronoom David Kipping denkt dat we wel de atmosfeer van de Aarde zouden kunnen gebruiken om het licht te buigen. Met een spiegel van 1 meter op ongeveer 4 keer de afstand Aarde-maan zouden we op die manier het lichtvangend vermogen krijgen als een telescoop met een spiegel van 150 meter. Je zou met zo’n “terrascoop” het oppervlak van dichtbijzijnde exoplaneten kunnen zien. En met een spectroscoop zou je biosignalen kunnen ontdekken.

Dit klinkt een stuk dichter binnen ons bereik. Maar uiteraard heeft een terrascoop een aantal uitdagingen. Wolken kunnen het zicht verstoren. We hebben geen idee wat turbulentie doet met onze terrascoop. En omdat een kant van de Aarde altijd verlicht is, voegt dit een achtergrondsignaal toe.

Kipping denkt dat licht afgebogen op 14 km hoogte wellicht bruikbaar zou kunnen zijn. Ja, daar bevinden zich wolken, maar die nemen naar schatting slechts 8% van het licht weg. Paul Gilster van de website Centauri-Dreams.org denk dat de terrascoop misschien interessant zou kunnen zijn in het radiospectrum. Radiosignalen hebben namelijk veel minder last van wolken.

Kipping zegt zelf ook dat de terrascoop als concept alles behalve rond is. Er zal onderzoek gedaan moeten worden naar de haalbaarheid van het idee. Misschien kunnen kleine satellieten, zoals cubesats ingezet worden om het eerste werk daaraan te doen.

 

Bronnen:

https://arxiv.org/abs/1908.00490 (Terrascoop artikel)

https://www.scientificamerican.com/article/earth-could-be-a-lens-for-a-revolutionary-space-telescope/

https://www.centauri-dreams.org/2019/08/13/the-terrascope-challenges-going-forward

https://arxiv.org/abs/1802.08421 (Solar Gravity Lens Mission artikel)

Coverafbeelding: James Tuttle Keane (California Institute of Technology)