Hubble-telescoop
bepaalt uitdijingssnelheid heelal
En
ander nieuws uit de ruimte - 11-06-2001
Dankzij
de Hubble Ruimtetelescoop zijn astronomen er naar eigen zeggen in
geslaagd een definitief antwoord te vinden op een vraag die wetenschappers
al decennialang bezighoudt: hoe snel dijt het heelal uit? Daarnaast
ook nog de eerste ster met een asteroïdengordel, de mislukking van
een test met een supersonische jet en waarom vrouwen niet naar Mars
mogen...
Vraag:
wat is de snelheid waarmee het heelal zich uitbreidt? Antwoord: 72
Toen de Hubble
Ruimtetelescoop (HR) meer dan een decennium geleden werd gelanceerd
kreeg het tuig drie hoofdopdrachten mee: zo ver mogelijk de ruimte
inkijken, het licht van pulsars analyseren en een einde maken aan
het gespeculeer over hoe snel het heelal uitdijt. Edwin
Hubble ontdekte al in 1929 dat het heelal steeds groter wordt,
en deed zelf een aantal pogingen om de snelheid van de uitdijing van
het heelal te bepalen. Hij kwam echter op een waarde uit die minstens
5 keer hoger lag dan hedendaagse schattingen. Ter ere van het baanbrekende
werk van Hubble werd de maat voor de uitdijingssnelheid naar hem vernoemd
en sindsdien hebben uiteenlopende schattingen (met als uitersten ongeveer
40 en 90) van de Hubble-constante
al menig astronomisch feestje in de war geschopt. De Hubble-constante
is dan ook één van de belangrijkste variabelen om de leeftijd, grootte
en toekomst van het heelal te bepalen. Niet verwonderlijk dat er nogal
wat aandacht aan de diverse schattingen van de constante wordt geschonken.
In een samenvattend rapport dat pas in het Astrophysical Journal
werd gepubliceerd, probeert een team astronomen de zaak voor eens
en altijd te beslechten. Omdat de HR niet gehinderd wordt door de
aardse atmosfeer en dag en nacht gebruikt kan worden, bestaat nog
steeds geen beter instrument om de afstand tot ver verwijderde hemelobjecten
te bepalen. Op basis van een groot aantal metingen, waarbij gebruik
gemaakt werd van verschillende methodes, komt het wetenschappelijke
team tot de conclusie dat de Hubble-constante ongeveer 72 moet zijn.
Een mooi compromis dus, waar zowel diegenen die het op een hoge waarde
hielden als zij die een kleine waarde verwachtten steun voor hun theorieën
in kunnen vinden.
Een Hubble-constante van 72 levert overigens een opvallend vlak heelal
op, waarin te weinig materie voorkomt om de uitdijing ooit tot staan
te brengen. Al is dat laatste nog onzeker, tenminste tot men weet
wat er nu precies met de mysterieuze donkere
energie aan de hand is, die een antigravitatiekracht zou zijn.
Bovendien zijn in de astronomie al wel vaker ‘definitieve’ cijfers
gepubliceerd, en valt dus af te wachten hoe lang ‘voor eens en altijd’
deze keer zal duren.
Sterrenstelsel
zonder bult
Spiraalstelsels, zo zegt de theorie, zijn sterrenstelsels die ontstaan
uit een enorme bolvormige gas- en stofwolk, waarvan de randen later
platter worden en de typische spiraalarmen zullen vormen. Het centrum
van spiraalvormige sterrenstelsel blijft echter een bolvormig verzameling
van de oudste sterren, die gelijk met het sterrenstelsel zelf werden
gevormd. Maar wat de theorie zegt, stemt niet altijd overeen met de
werkelijkheid, zo stelden Andrew Stephens en Jay Frogel van de Ohio
State University vast. Met de Gemini
North telescope op Mauna Kea namen zij foto’s van spiraalsterrenstelsel
M33, maar zij konden geen bult ontdekken. Het lijkt erop dat het hele
stelsel is afgevlakt en bovendien vonden zij in het centrum tal van
sterren terug van middelbare of zelfs erg jonge leeftijd.
De vinding roept heel wat vragen op omtrent de geldigheid van de bestaande
theorieën over de vorming van sterrenstelsels. Ook de vorming van
jonge sterren in het galactische centrum is een raadsel.
Ster
met asteroïdengordel
Een Hawaïaanse buur van de Gemini telescoop, het Keck
Observatorium, tekende pas voor een primeur door een asteroïdengordel
te ontdekken rond een ster die zich op een afstand van 70 lichtjaar
van de aarde bevindt. Er werden al eerder sterren gevonden waarrond
stof en puin cirkelt, maar deze gordels bevonden zich zelden dichter
tegen de moederster dan de afstand van de Kuipergordel - een verzameling
van asteroïden voorbij Pluto - tot de zon.
De verzameling ruimtepuin die rond de ster Zeta Laporis - die op een
jonge zon lijkt - cirkelt doet echter denken aan de asteroïdengordel
die in ons eigen zonnestelsel tussen Mars en Jupiter staat, al zou
ze ongeveer 200 keer zoveel massa bevatten. Het merendeel daarvan
bestaat uit stofdeeltjes, maar de extrasolaire gordel zou mogelijk
ook asteroïden of embryonale planeten bevatten. Men hoopt dan ook
een heropvoering van de vorming van ons planetenstelsel te kunnen
observeren rond Zeta Laporis. Totnogtoe werden nog geen asteroïden
of planeten rond de ster gevonden, maar hoop doet leven, zo meldt
men uit Hawaï.
Heelal
bevat wellicht weinig planeten
Al deden astronomen van de universiteit van Colorado-Boulder wel hun
best om die hoop de kop in te drukken. Op basis van een analyse van
de Orionnevel
zijn zij tot de conclusie gekomen dat slechts een fragment van de
zich vormende planetenstelsels opgewassen is tegen de komische krachten
waarmee zij bestookt worden. In de Orionnevel blijken supermassieve
sterren zoveel straling uit te zenden, dat de protoplanetaire schijven
verschroeid worden. De vorsers schatten dat slechts 10% van de kleinere
sterren die in aanmerking komen om een planetenstelsel te vormen,
voldoende ver van hun reusachtige soortgenoten staat om dit kosmische
bombardement te overleven.
Dat betekent echter niet dat deze sterren van ander gevaar gevrijwaard
blijven. Heel wat sterren maken immers deel uit van dubbele of meervoudige
systemen, wat vaak bizarre banen oplevert. Het gravitationele geweld
tussen deze giganten rukt de protoplanetaire schijf uit elkaar, of
een zwaardere ster slokt alle waterstof en helium op, waardoor geen
gasvormige planeten kunnen worden gevormd. Het voorkomen van gasreuzen
is dan weer een noodzakelijke voorwaarde voor de vorming en bescherming
van aarde-achtige planeten.
Volgens de onderzoekers heeft slechts zo’n 6% van de sterren de mogelijkheid
om rond zich planeten te vormen.
Sonische
jet knalt, maar niet door de geluidsmuur
Dichter bij de aarde, is een testvlucht van NASA faliekant afgelopen.
De test maakte deel uit van NASA’s
supersonische jet-programma, waarin met nieuwe aandrijvingsmethodes
wordt geëxperimenteerd. Met de X-43A wilde NASA tijdens de test het
snelheidsrecord van de raketaangedreven X-15 breken, die in 1967 6,7
Mach haalde. De ‘scramjet’-aandrijving van de X-43A zuigt zuurstof
aan uit de atmosfeer, wat dan gebruikt wordt om kleine hoeveelheden
waterstof te verbranden. Zo moeten geen zware zuurstoftanks meer worden
meegezeuld. In de test zou het experimentele vliegtuig tot 7 Mach
worden versneld, maar dat liep dus anders.
De X-43A kreeg een lift van een Pegasusraket, die het tuig tot op
een hoogte van 7,2 kilometer had moeten brengen. Maar al enkele seconden
na de lancering bleek de raket af te wijken van het geplande traject.
Er zat voor de vluchtleiding niets anders op dan de raket te vernietigen,
samen met de kostbare lading. Het project, met een budget van 185
miljoen dollar, gaat wel door en voor de volgende 18 maanden zijn
nog 3 testvluchten gepland.
NASA sloeg er wel in verder gezichtverlies te voorkomen, want de eerste
ruimtewandeling vanuit het internationaal
ruimtestation (IR) werd succesvol afgerond. Eerder werden wel
ruimtewandelingen uitgevoerd om aan het ruimtestation te werken, maar
die startten telkens vanuit een aangemeerde Space Shuttle. Al was
het deze keer geen EVA - Extra Vehicular Activity - in de zuivere
betekenis van het woord, want strikt genomen verlieten de betrokken
kosmo- en astronaut het IR niet. Maar aangezien de ruimte waar zij
hun werk moesten verrichten - ze bereidden de komst van een nieuwe
aanmeerhaven voor - niet meer onder druk stond, kon een nieuwe ‘eerste
keer’ in de annalen worden bijgeschreven. Bovendien lijkt ook de bijna
1 miljard dollar dure robotarm zijn kinderziektes te overwinnen. Er
waren wat problemen gerezen met het belangrijke instrument, maar zonder
dat iemand weet wat de reden was, besloot het tuig plots weer foutloos
te functioneren. Men zoekt nog steeds naar de oorzaken van de malfuncties,
en bidt ondertussen dat niets meer mis zal gaan met de in Canada vervaardigde
robotarm.
De
kleuren van Saturnus’ ringen
Nieuwe beelden die door de Hubble Ruimtetelescoop van de ringen van
Saturnus
werden gemaakt, vertonen mysterieuze kleurschakeringen, die mogelijk
een aanduiding geven van wat de ringen nu eigenlijk zijn. Tot nu werd
gedacht dat het om puin ging van een oude Saturnus-maan, of dat het
materiaal zich nooit tot een maan had gevormd.
De ringen van Saturnus blijken niet wit te zijn, maar vertonen een
zacht zalmkleurig tintje. Dat wijst erop dat zich organische moleculen
in de overwegend uit ijs opgetrokken ringen bevinden, zegt Jeff Cuzzi
van NASA. Saturnus heeft een zevental ijsmanen, maar geen van hen
vertoont de vreemde zalmkleur. Die kleur wordt wel waargenomen bij
ijzige objecten in de rand van ons zonnestelsel. Daarom denken de
onderzoekers dat de ringen van Saturnus wel eens de restanten zouden
kunnen zijn van een object dat afkomstig is uit de verst verwijderde
delen van het zonnestelsel. Het object zou dan door de zwaartekracht
van de reuzenplaneet uit elkaar zijn gerukt en werden de overblijfselen
in een baan rond de planeet gevangen.
Naar
Pluto ‘and beyond’?
Of er dan toch een missie naar Pluto en de Kuipergordel zal worden
georganiseerd is nog steeds onzeker, maar NASA heeft in elk geval
al twee projecten geselecteerd in geval het voornemen toch zou doorgaan.
Er bestaat heel wat wetenschappelijke belangstelling voor een missie
naar de rand van het zonnestelsel, maar om budgettaire redenen houdt
NASA de boot voorlopig af. Beide geselecteerde voorstellen krijgen
nu drie maanden de tijd om het concept verder te verfijnen, waarna
een definitieve beslissing zal worden genomen.
Geen vrouwen naar Mars
Volgens een Russische ruimtevaartkundige zullen de eerste stappen
op Mars niet door vrouwen worden gezet, vanwege een verhoogd gevaar
op conflicten. Rusland is naar eigen zeggen druk in de weer een bemande
Marsvlucht voor te bereiden. Dat zou, alweer naar eigen zeggen, moeten
lukken tegen 2015-2020, al vallen er nog wel heel wat problemen uit
de weg te ruimen. Hoe onderweg voedsel gekweekt kan worden bv., of
hoe de passagiers de kosmische straling zullen overleven. Rusland
is van plan 4 à 5 mensen naar Mars te sturen, maar omdat de kosmonauten
erg lang van huis zullen zijn en in een kleine ruimte zullen moeten
samenleven, zullen daar geen vrouwen bij zijn. Een gemengde ploeg
zou alleen maar voor ruzie zorgen, zo klinkt het op het Russische
ruimtebureau. Aan een all-female team wordt blijkbaar evenmin gedacht,
wellicht omdat spanningen dan helemaal niet zijn uit te sluiten.
Het lijkt echter wat voorbarig hiertegen feministisch protest te organiseren.
Het Russische ruimteprogramma is veel van haar pluimen verloren, en
het budget is drastisch ingekrompen. Dat mag het enthousiasme van
de betrokkenen misschien niet tempereren, het zet wel een stevige
rem op de ontwikkeling van nieuwe projecten.
(DdV)
Aansluitende artikels:
Deep
Impact is go - 30-05-2001
Ster
laat zonnestelsel-groot boertje - 18-05-2001
Ster
verslindt planeet - 16-05-2001
Related links:
Hubble-constante
Supersonische
jets bij NASA
Saturnus
Voorstelling
van de Hubble Ruimtelescoop
Keck
Observatorium
Gemini
North telescope
Het
internationaal ruimtestation
©
David de Vaal
