Archive for the ‘gammaflitsers’ Category

h1

Wageningen wint de Academische Jaarprijs

juni 1, 2006

Het winnende team van WageningenVanmiddag, donderdag 1 juni, heeft Wageningen Universiteit de hoofdprijs van € 100.000,- gewonnen in de finale van de Academische Jaarprijs. Tweede werd de Rijksuniversiteit van Groningen en derde werd de Universiteit van Leiden. Een paar maal heb ik in de astroblogs aandacht geschonken aan de Academische Jaarprijs, in het bijzonder aan de twee teams die een astronomisch getint project hadden ingediend. Dat waren de Universiteit van Amsterdam, met een project om gammaflitsers met behulp van amateur-sterrenkundeclubs waar te nemen, en de Universiteit van Utrecht, die een reis door de ruimtetijd wilden nabootsen. Helaas, pindakaas, de winnaar gaat het geld niet gebruiken voor gammaflitsers of discrete ruimtetijd, maar voor het festival City of Insects in Wageningen in september van dit jaar. Het publiek zal daarbij op vele plaatsen in contact komen met insecten en hun onmisbare rol in het leven op aarde. Geen ton dus voor sterrenkundige projecten. Nou ja, insecten kunnen leuke beestjes zijn, dus geen kwaad woord erover. 😦 Wageningen, gefeliciteerd met jullie prijs. Enne, Amsterdam en Utrecht: jammer, maar volgend jaar meer succes! Bron: Battle of the Universities.

Advertenties
h1

Oer-zwarte gaten en de vijfde dimensie

mei 28, 2006

Arlie Petters van Duke UniversiteitTwee astronomen, Charles R. Keeton van de Rutgers Universiteit en Arlie O. Petters van de Duke Universiteit (beiden in de VS), hebben onlangs in het wetenschappelijk tijdschrift Physical Review D, een artikel gepubliceerd waarin ze stellen dat het mogelijk moet zijn om met behulp van zogenaamde oer-zwarte gaten (primordial black holes) in ons zonnestelsel de vijfde dimensie waar te nemen. Da’s een lange zin, ik geef het toe, en er staan twee termen in die we hier moeten verduidelijken: oer-zwarte gaten en de vijfde dimensie.
Eerst die oer-zwarte gaten. Astronomen hebben al heel lang de theorie bedacht dat er naast de ‘gewone’ stellaire zwarte gaten, die het eindresultaat zijn van een kort maar hevig leven van zeer zware sterren, en de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels, ook nog andere soorten zwarte gaten moeten bestaan. Eentje daarvan zijn oer-zwarte gaten, die tijdens de Big Bang ontstaan zouden zijn. Fluctuaties in de dichtheid van de massa in die eerste momenten van het heelal zouden die oer-zwarte gaten veroorzaken. De massa van dit type zwarte gaten zou variren. De bekende astronoom Stephen Hawking, ja die in een rolstoel zit, heeft in 1974 de theorie bedacht dat zwarte gaten kunnen verdampen, een zeer langzaam verlopend proces. Volgens Hawking’s theorie zouden oer-zwarte gaten met een massa van 10^12 kg (zeg maar een flinke planetode) ongeveer nu het einde van dat verdampingsproces naderen en dat schijnt met een flinke explosie gepaard te gaan.
Dan die vijfde dimensie. Ook dat is een theorie die al lang geleden door natuurkundigen is geopperd. We kennen uit het dagelijks leven de drie ruimtedimensies (lengte, breedte en diepte) plus de tijdsdimensie. Dat maakt dus vier ruimtetijd-dimensies, die door Albert Einstein heel nauwkeurig zijn beschreven. Naderhand zijn er vele uitbreidingen geopperd van dat aantal bestaande dimensies, waarvan de extra dimensies niet voor ons stervelingen direct te merken zijn omdat ze als het ware opgekruld zijn. Welnu, de genoemde Keeton en Petters gaan voor het bestaan van een vijfdimensionale wereld (d.w.z. vier ruimtedimensies en n tijdsdimensie) uit van het “type II Randall-Sundrum braneworld gravity model“. Tsja, da’s ook weer zo’n mondvol ingewikkelde dingen (Ik geef het toe, het verhaal gisteren over smalle maansikkels was een stuk eenvoudiger), maar kortgezegd komt het erop neer dat het zichtbare heelal een membraan (‘brane’) is in een groter heelal. Dat membraan zou vijf dimensies kennen. Het plaatje hieronder laat een en ander zien.

het Randall-Sundrum model
Volgens het Randall-Sundrum model zouden er nog oer-zwarte gaten moeten bestaan. Zoveel zelfs dat er in ons eigen zonnestelsel ook enkele rond moeten zwerven. En dat, aldus Keeton en Petters, maakt het mogelijk om met behulp van die oer-zwarte gaten de vijfdimensionale membraantheorie van Randall-Sundrum te verifiren. Het idee is het volgende: al sinds de jaren zestig nemen we met behulp van satellieten explosies in het heelal waar, waarbij zeer veel gammastralen zijn uitgezonden. Dat zijn de gammaflitsen, waarover in deze astroblogs regelmatig geschreven is (onder andere op 21 april). Stel nou dat die gammastralen onderweg naar de Aarde ergens in het zonnestelsel een oer-zwart gat passeren. Er zou dan een interferentiepatroon ontstaan, waarbij de gammastralen in concentrische ringen om het zwarte gat worden afgebogen. Het interferentiepatroon van de gammastralen zou in een vierdimensionaal heelal wezenlijk anders zijn dan in het vijfdimensionale heelal. En dat maakt het volgens Keeton en Petters mogelijk dat we met het waarnemen van interferentiepatronen in de gammastralen twee vliegen in n klap slaan: de oer-zwarte gaten zouden daarmee gedetecteerd zijn n het vijfdimensionale heelal zou ermee geverifieerd kunnen worden.
Tot nu toe zijn die interferentiepatronen in de vele gedetecteerde gammaflitsers niet waargenomen. De huidige generatie gammasatellieten (met name de Swift) is ook niet in staat om die patronen te zien. Maar eind volgend jaar wordt de Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST) gelanceerd en die schijnt gevoelig genoeg te zijn om de patronen wel te zien. Ik heb eerder al over GLAST geblogd (zie m’n astroblog van 18 mei 2006). Kortom, je hebt dus kans dat na augustus 2007 de wetenschappelijke wereld weer eens op z’n kop staat met de ontdekking van oer-zwarte gaten, vijf dimensies en een discrete ruimtetijd. Ha, er breken weer spannende tijden aan. Bron: Duke Universiteit.

Naschrift

Wie zich geroepen voelt het oorspronkelijke artikel van Keeton en Petters te lezen kan hier terecht. Suc6 d’r mee:-))

h1

Battle of the universities part II

april 30, 2006

Team Loll
In het kader van de Academische Jaarprijs strijden 13 teams van verschillende universiteiten om het behalen van die prijs, een bedrag van welgeteld 100.000,-. Met dat geld kan het winnende team het plan dat ze bedacht hebben grotendeels realiseren. De prijs is bedoeld om studenten en onderzoekers te motiveren om de resultaten van wetenschappelijk onderzoek op aansprekende wijze onder de aandacht van het brede publiek te brengen.
Op 26 februari 2006 schreef ik al over n van die 13 teams, Team Wijers van de Universiteit van Amsterdam, die van plan zijn om gammaflitsen waar te gaan nemen met behulp van de inzet van amateur-astronomen. Ik schreef toen ook al dat er nog een ander team van de 13 finalisten was die een voorstel hebben dat sterk astronomisch getint is: team Loll van de universiteit van Utrecht! Hun plan is om de mysteries van ruimte en tijd te ontrafelen. En dan gaat het met name om de structuur van ruimte en tijd op het niveau van de quantumstructuur, welke zich afspeelt bij de zogenaamde Planckse lengte, die om precies te zijn:


meter bedraagt. Een onvoorstelbaar kleine lengte, dat mag duidelijk zijn! Op die schaal gedragen ruimte en tijd zich als “een wild schuimende zee van quantumfluctuaties, waar ruimte op de meest ongelooflijke manieren wordt gekromd en gekreukt”, aldus team Loll. Het team is genoemd naar de leider van de onderzoeksgroep, Renate Loll. Om de fysieke processen op de Planckschaal te beschrijven is een theorie van quantumgravitatie nodig, een theorie die zowel de quantummechanika als de algemene relativiteitstheorie zou verenigen. Maar die theorie is er nog niet. Aan deze theorie wordt door vele honderden fysici over de hele wereld gewerkt. Als een dergelijke ‘Theory of Everything’ er zou zijn dan zou deze ons niet alleen helpen te begrijpen hoe die ruimtetijd er op de Planckschaal uit zien, maar ook hoe het heelal er vlak na de Big Bang uitzag en wat de oorsprong is van de mysterieuze ‘donkere energie’, die het grootste deel van het heelal vult en die het heelal met enorme snelheid uit elkaar drijft.
Team Loll wilt dit abstracte onderwerp toegankelijk maken voor iedereen die erin genteresseerd is. Daartoe bouwt het team een ‘Reizend Universum’, waarvan de buitenkant een kunstwerk vormt, dat net als de wiskundige ruimtetijdmodellen waarmee Renate Loll werkt is opgebouwd uit driehoeken. De binnenkant bestaat uit een interactieve expositie die de ongrijpbare eigenschappen van ruimte en tijd tastbaar maakt. Net zoals team Wijers (en de overige 11 teams) heeft ook Team Loll een eigen weblog.
Op 1 juni 2006 wordt bekend gemaakt welk team de academische jaarprijs van 100.000 heeft gewonnen. Op internet is een poll te zien, de zogenaamde battlemeter, waarop mensen op hun favoriete team kunnen stemmen. Deze telt niet mee voor de einduitslag, want die wordt door een jury beoordeeld, maar als de battlemeter een goede graadmeter is dan maakt team Loll weinig kans: op dit moment trekken ze slechts 2% van de stemmen. Eerste staat met 30% het team van de universiteit van Delft (iets over ‘biological inspired technology’, bwwehhhh… saai) en tweede staat met 28%…. TEAM WIJERS! Maar ja, we hebben bij Dancing with the Stars al kunnen constateren dat er tussen de mening van een vakjury en de mening van het grote publiek een behoorlijk verschil kan zijn. Team Loll maakt dus nog steeds kans om gekozen te worden door de jury. Heb ik zelf nog een favoriet? Eh.. erg lastige keuze. Zowel de quantumfluctuaties van ruimtetijd als de hoogenergetische gammaflitsen zijn erg boeiende thema’s. Maar omdat Team Wijers een actieve rol voor de amateur-astronomen heeft weggelegd bij het waarnemen van de gammaflitsen zou ik zeggen: kies voor Team Wijers, dus het team van de Universiteit van Amsterdam! Wordt vervolgd.

h1

Aarde veilig voor gamma-explosies?

april 21, 2006

n van de vier onderzochte gammaflitsers, GRB 980425
Astronomen van de Ohio State Universiteit (VS) onder leiding van Krysztof Stanek hebben ontdekt dat we ons naar alle waarschijnlijkheid geen zorgen hoeven te maken voor de
gammastraling van een nabije gammaflitser (gammaray-burst, oftewel GRB). Het groepje astronomen heeft namelijk onderzoek gedaan naar vier krachtige langdurige gamma-explosies, die veroorzaakt worden doordat zware sterren aan het einde van hun leven ineenstorten, exploderen en vervolgens een zwart gat vormen. Daarbij worden in bundels aan de magnetische noord- en zuidpool van de ten dode opgeschreven ster gammastralen uitgestraald. Een explosie van een nabije gammaflitser die toevallig zijn bundel gammasralen richting aarde zou sturen zou dood en verderf kunnen zaaien. Er zijn astronomen die menen dat de massale uitroeiing van vele levenssoorten 443 miljoen jaar geleden (einde van het ordovicium) door een nabije gammaflitser is veroorzaakt.
Alle vier de waargenomen gammaflitsen bleken zich voor te doen in sterrenstelsels met geen zware metalen. Met zware metalen wordt in de sterrenkunde alles zwaarder dan waterstof en helium bedoeld. En in ons melkwegstelsel komen die zware metalen als gevolg van sterevoluties wel heel veel voor. De kans dat een gammaflits in een sterrenstelsel als het onze toch optreedt is volgens Stanek en zijn collega’s minder dan 0,1%. Andere astronomen zijn overigens minder overtuigd van de veiligheid van de Aarde voor nabije gammaflitsers. Zo is de natuurkundige Adrian Melott van de Universiteit van Kansas van mening dat de melkweg zelf dan wel metaalrijk kan zijn en dus ongeschikt om broedplaats te zijn van potentile gammaflitsen, maar dat de melkweg af en toe een mini-sterrenstelsel invangt door z’n gravitatie en dat die metaalarm kunnen zijn en killer-gammaflitsen kunnen bevatten. Kortom, helemaal gerust kunnen we dus niet worden van Stanek’s waarnemingen en berekeningen. Maar ga er nou ook niet allemaal wakker van liggen zou ik zeggen. Wie het verhaal van Stanek en diens collega’s nog eens na wil lezen kan het hier ophalen. Het verschijnt binnenkort in het gerespecteerde Astrophysical Journal. Niet bepaald lectuur voor bij de open haard, dat kan ik jullie verklappen.

h1

Verst verwijderde gammaflitser ooit ontdekt

maart 9, 2006

Grafiek van twee gammaflitsers
The story continues…… Opnieuw hebben sterrenkundigen weer van zich doen spreken over de meest energierijke explosies na de big bang in het heelal, de gammaflitsers. Dit keer hebben sterrenkundigen van de Penn State Universiteit (VS) op 5 september 2005 de verst verwijderde gammaflitser ooit waargenomen. Die dag zag de SWIFT-satelliet, die door de NASA ontworpen is met het doel om gamma-uitbarstingen in het heelal razendsnel op te sporen en door te geven aan andere observatoria, in het sterrenbeeld Vissen een gammaflitser. De gammaflitser, genaamd GRB 050904 (Gammaray burst + datum), had een aantal ongewone karakteristieken: ten eerste duurde de uitbarsting van gammastralen erg lang, ruim 500 seconden. Dit betekent dat het een langdurige gammaflitser is, hetgeen wijst op een explosie veroorzaakt door een zeer zware ster die aan het einde van een kortstondig leven in een zwart gat veranderd. Maar 500 seconden is ook voor lange gammaflitsers wel erg lang. Ten tweede eindigde de uitbarsting, die normaal bestaat uit een hoge piek en daarna een lange afzwakkende staart, met een aantal kleine piekjes. Op de een of andere wijze was hier sprake van een ster die een ware doodsstrijd aan het leveren was en niet in één keer in een zwart gat wilde veranderen.
Ten derde bleek GRB 050904 zeer ver weg te staan: zo’n 13 miljard lichtjaar hier vandaan! De ster die GRB 050904 vormde moet één van de eerste generatie sterren zijn geweest en explodeerde ongeveer 900 miljoen jaar na de Big Bang. De roodverschuiving (z genaamd) van GRB 050904 is 6,295. Er zijn twee objecten bekend met een nog grotere roodverschuiving (een sterrenstelsel met z=6,578 en een quasar met z=6,42 van de Subaru Deep Field (SDF) survey en respectievelijk Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Maar die laatste twee zijn het resultaat van actieve zwarte gaten die miljoenen zonsmassa’s groot zijn. GRB 050904 is het resultaat van slechts één ster!
In de grafiek zien we in het bovenste diagram de gammastraling van GRB 050904, in het onderste een andere gammaflitser die op 25 maart 2005 plaatsvond. De grafiek van GRB 050904 is veel zwakker (door de verre afstand), veel minder steil en duurde ook veel langer. Door de enorme afstand tot de gammaflitser trad er trouwens nog een merkwaardig verschijnsel op: tijddilatatie, d.w.z. de vertraging van de tijd door relativistische effecten. De gammastraling heeft daardoor een vertraging opgelopen, die er voor gezorgd heeft dat er een soort slowmotion effect plaatsvond. Hierdoor leek het alsof SWIFT pas 2 minuten na de uitbarsting GRB 050904 in de gaten kreeg, maar was dit in werkelijkheid na 23 seconden. Die 87 seconden voordeel waren het gevolg van de tijddilatatie. Over de ontdekking van de verst verwijderde gammaflitser ooit wordt vandaag in drie artikelen in het Britse wetenschappelijke tijdschrift Nature gepubliceerd.
Voor de liefhebbers: alles is na te lezen op Penn State Universiteit.

h1

Gammaflitsers voor amateurs!

februari 26, 2006

Team-Wijers wil gammaflitsen waarnemenVaste lezers van de astroblogs weten inmiddels dat de gammaflitsers, in het Engels de Gamma-ray bursts (GRB’s), hier regelmatig besproken worden. Gisteren onder andere nog met het bericht over een nieuwe ontdekte klasse van lage-energie gammaflitsers. Vandaag zat ik de NRC te lezen en ergens kwam ik een advertentie tegen van één of andere wedstrijd in het kader van de academische jaarprijs. Er zijn dertien teams doorgedrongen tot de finale en eentje daarvan was het Team-Wijers van de Universiteit van Amsterdam. Onder leiding van teamvoorzitter Ralph Wijers was dit team er in geslaagd om zomer 2005 waarnemingen te verrichten aan een korte gammaflits, zo eentje die dus minder dan een seconde duurt (tenminste de gammaburst, de optische nagloed volgt een tijdje later en is door het snelle signaleringssysteem van de SWIFT-satelliet goed waar te nemen). Wat is nu precies het plan van team-Wijers waarmee ze aanspraak maken op de Academische Jaarprijs, waarvan de winnaar op 1 juni 2006 bekend wordt gemaakt en die € 100.000,- groot is? Dat is dat zij ook amateur-sterrenkundigen mee willen laten doen aan de waarnemingen aan de korte gammaflitsers! Ik citeer even een stukje uit het artikel (op de achterpagina van het Zaterdags Bijvoegsel, zoals deze bijlage van de NRC heet): “Wat dit team met hun plan wil bereiken is mensen, van basisschoolleerling tot gevorderd amateur, enthousiast maken voor de sterrenkunde door ze zelf mee te laten doen aan onderzoeken en daarmee daadwerkelijk een bijdrage te laten leveren aan de sterrenkundige wetenschap. (…) Team Wijers wil de sterrenkunde onder de mensen brengen door lokaal bij schoolsterrenwachten en via amateur-sterrenkundeclubs een speciale camera en telescoop beschikbaar te stellen. Daarmee, en met het begeleidend lesmateriaal, zal een volwaardig programma over sterrenkunde geleverd worden.”
Nou, ik weet al wie van mij winnaar mag worden van de Academische Jaarprijs! Hoewel, er is ook een team van de Universiteit van Utrecht die als onderwerp heeft waarom de ruimte uit drie dimensies bestaat. Mmmmmm, kan ook interessant zijn. Er is overigens ook een zogenaamde battlemeter, waarop het publiek haar mening over de teams kan geven (goh, het lijkt Idols wel). Team-Wijers staat daarin derde met 10% van de stemmen. De publiekspoll is overigens niet doorslaggevend voor de einduitslag, want dat wordt door de jury bepaald. Meer info over het plan van Team-Wijers op www.einsteinflits.nl. En ze hebben ook nog een weblog, met daarin actueel nieuws over het plan.

h1

Raadsel van korte gamma-ray bursts opgelost?

december 15, 2005

GRB 050724 samen met zichtbare elliptisch moederstelsel
In het tijdschrift Nature van 15 december 2005 wordt de waarneming beschreven aan de zogenaamde Gamma-ray burst GRB 050724. In het artikel wordt een verklaring gegeven voor oorzaak van de snelle uitbarsting van gammastraling. Sinds 1967 worden met satellieten die om de Aarde cirkelen korte flitsen in de ruimte waargenomen van straling met zeer hoge energie. Deze zogenaamde gammaflitsers (in het Engels Gamma-ray bursters, oftewel GRBs) stralen gammastraling uit, de meest energierijke electromagnetische straling. Een gammafoton is minstens 100.000x zo energierijk als een foton in zichtbaar licht. De eerste gammaflitsers werden met de Vela-satellieten waargenomen. Deze kunstmanen hadden eigenlijk een andere taak, namelijk om vanuit de ruimte de lancering van kernraketten in de gaten te houden, waarbij ook gammastraling vrijkomt. Geheel onverwacht zagen deze satellieten korte gammaflitsen met een duur van enkele milliseconden tot enkele minuten,niet op Aarde, maar in de ruimte. In feite duidde de periode van de gammastraling op het bestaan van twee soorten GRB’s: de snelle GRB’s (periode zeer kort, maximaal 1 seconde) en de langzame GRB’s (periode tientallen seconden tot enkele minuten). Op 24 juli 2005 werd door de gammasatelliet Swift een snelle GRB ontdekt. De satelliet gaf het signaal direct door naar Aardse telescopen en kort daarna werd hiermee het zichtbare ‘moederstelsel’ ontdekt. Dit bleek een oud elliptisch sterrenstelsel te zijn, op een afstand van 3,5 miljard lichtjaar. Voor astronomische begrippen redelijk dichtbij. In elliptische stelsels komt geen nieuwe stervorming voor, dus de oorzaak van de GRB moet erg oud zijn. Astronomen vermoedden al langer dat de oorzaak van de snelle GRB’s de botsing is van twee neutronensterren, of van een neutronenster en een zwart gat. Met de waarneming van GRB 050724 in een elliptisch stelsel is dit vermoeden bevestigd.
GRB 050724 waargenomen door Chandra satelliet