Nieuws uit de kosmos is een collectie nieuwswaardige verhalen die in 40 jaarlijkse hoogtepunten een beknopte samenvatting geeft van de belangrijkste revolutionaire ontwikkelingen in de astronomie en de groei van onze kennis over het heelal waarin wij wonen. Van de zon, de maan en de planeten in ons eigen zonnestelsel tot onderzoek aan sterren, exoplaneten en zwarte gaten, en van actuele ontwikkelingen in het hier en nu tot fascinerende nieuwe ideeën over de evolutie van de kosmos.
In maart 2024 was het precies 40 jaar geleden dat de Volkskrant voor het eerst een artikel van sterrenkundejournalist Govert Schilling publiceerde. Dat artikel ging over de Nederlandse infraroodsatelliet IRAS – in zekere zin een verre voorloper van de gloednieuwe James Webb Space Telescope. Honderden nieuwsberichten, achtergrondverhalen, interviews en overzichtsartikelen volgden, waarin alle astronomische deelgebieden aan bod kwamen. In Nieuws uit de kosmos wordt een zorgvuldige en geactualiseerde selectie hiervan gebundeld tot een compleet en up-to-date overzicht van vier decennia sterrenkunde.
INLEIDING
Veertig jaar geleden zag de wereld er heel anders uit. De Berlijnse Muur was nog niet gevallen, Joegoslavië was één land, en Ronald Reagan was president van de Verenigde Staten. Er leefden minder dan vijf miljard mensen op aarde, onder wie Salvador Dalí en Andy Warhol. Apple had net zijn eerste personal computer gelanceerd, maar internet en mobiele telefonie stonden nog in de kinderschoenen. Dilan Yeşilgöz was een 6-jarig meisje in Ankara, Thierry Baudet kreeg een paar keer per dag een schone luier, en Rob Jetten moest nog geboren worden. Net als Lady Gaga en Max Verstappen trouwens. Het klinkt bijna als de prehistorie.
Ook de wereld van de astronomie was veertig jaar geleden heel anders dan nu. Saturnus was de verste planeet die ooit bezoek had gekregen van een ruimtesonde. De Hubble Space Telescope zou zes jaar later pas gelanceerd worden. Van donkere energie, gammaflitsen en magnetars had nog nooit iemand gehoord, en over exoplaneten en zwaartekrachtgolven konden sterrenkundigen alleen maar speculeren. In 1984 twijfelden sommigen zelfs nog aan het bestaan van zwarte gaten.
Dat jaar, op zaterdag 3 maart om precies te zijn, verscheen mijn eerste artikel in de Volkskrant. Dat kwam zo. Twaalf jaar eerder, in maart 1972, was ik als 15-jarige scholier definitief gevallen voor de sterrenkunde, toen ik op een sterrenkijkavond in mijn toenmalige woonplaats Maarssen de planeet Saturnus zag door een echte telescoop. Na wat omzwervingen qua opleiding en werk wist ik in 1982 van mijn hobby mijn beroep te maken, als programmaleider van het Zeiss Planetarium in het Amsterdamse Gaasperpark. Tijdens een borrel na afloop van de première van een nieuwe planetariumvoorstelling werd ik aangesproken door journalist Hans Friedeman van de Volkskrant. Of ik misschien een Nederlandse astronoom kende die regelmatig over ontwikkelingen in de sterrenkunde zou willen schrijven voor het nog relatief jonge wetenschapskatern van de krant. ‘Nu of nooit’ schoot het door me heen, en met het hart in de keel stelde ik voor dat ik dat zelf wel graag zou willen doen.
Schrijven deed ik al sinds de kleuterschool. Familiekrantjes, de schoolkrant, het kwartaalblad UniVersum van de JWG (Jongerenwerkgroep voor sterrenkunde) – overal schreef ik aan mee en meestal zat ik in de redactie. Sinds 1980 werkte ik zelfs één dag per week als hoofdredacteur van het astronomisch maandblad Zenit, dat nog steeds bestaat. Maar schrijven voor een van de grootste Nederlandse dagbladen – dat was natuurlijk heel andere koek.
Mijn eerste artikel (tevens het eerste artikel in deze bundel) ging over de Nederlands-Amerikaanse infraroodkunstmaan IRaS, die eind 1983 zijn revolutionaire waarnemingsprogramma had beëindigd. IRaS was echt een hoogtepunt in het ruimteonderzoek van die tijd, en gedurende de veertig jaren die sindsdien zijn verstreken, heb ik het voorrecht gehad om over nog veel meer hoogtepunten en opzienbarende ontdekkingen verslag te mogen doen in de krant, in de vorm van vele honderden nieuwsberichten, achtergrondverhalen, reportages en interviews. Ondertussen ‘versleet’ ik vier hoofdredacteuren en minstens vijf wetenschapschefs.
Als ik nu door al die artikelen blader (deels nog in de vorm van knipsels in ouderwetse plakboeken, maar voornamelijk in digitale vorm op mijn pc), realiseer ik me pas goed wat een enorme ontwikkeling de astronomie heeft doorgemaakt in de afgelopen vier decennia. Nieuwe telescopen en ruimtesondes (waaronder de revolutionaire Hubble Space Telescope), karretjes op Mars, planeten bij andere sterren, intrigerende raadsels op het gebied van de kosmologie, onverwachte ontdekkingen en speculatieve theorieën – werkelijk alles komt voorbij. Mijn Volkskrant-archief is tevens een staalkaart van veertig jaar sterrenkundige progressie.
Bij het samenstellen van Nieuws uit de kosmos heb ik voor elk kalenderjaar één artikel uitgekozen. Dat viel nog niet mee; sommige boeiende ontwikkelingen of ruimtemissies (zoals bijvoorbeeld de ruimtetelescopen Gaia en Planck) vielen helaas tussen de wal en het schip. Bij de uiteindelijke selectie uit mijn vele honderden Volkskrant-bijdragen viel de keuze eerder op een langer overzichtsartikel waarin de nodige achtergrondinformatie wordt geboden dan op een beknopt, feitelijk nieuwsbericht van een paar alinea’s. Op die manier biedt dit boek ook een verfrissende kennismaking met vrijwel elk deelgebied van de sterrenkunde, en maak je als lezer in feite een boeiende reis door de tijd, langs veertig astronomische hoogtepunten.
De artikelen zijn van nieuwe titels voorzien en heel licht geredigeerd. Onder aan elk artikel is een kort commentaar toegevoegd, waarin ik latere ontwikkelingen belicht en waar mogelijk verwijs naar gerelateerde artikelen in het boek.
In de afgelopen veertig jaar is ook de (wetenschaps)journalistiek ingrijpend veranderd – ook dat valt in deze bundel terug te zien. Kranten moesten de concurrentie aangaan met tijdschriften, websites, blogs en sociale media; internet begon ook voor de reguliere dagbladen een steeds belangrijkere rol te spelen; artikelen werden korter en laagdrempeliger; serieuze koppen maakten plaats voor click bait. Mijn IRaS-verhaal uit 1984 zou nu nooit meer de papieren krant halen.
Maar wat nooit veranderd is: de enorme belangstelling bij een groot publiek voor alles wat zich buiten de aarde afspeelt. Sterrenkunde is onverminderd populair, en zal ook de komende veertig jaar ongetwijfeld tot de verbeelding blijven spreken, ook al omdat de astronomie een veelbelovende toekomst tegemoet gaat. Of de Volkskrant in 2064 nog bestaat is ongewis, maar als er dat jaar opnieuw een Nieuws uit de kosmos-achtige bundel verschijnt, weet ik zeker dat ook die bol zal staan van fascinerende ontdekkingen en kosmische vergezichten.
Govert Schilling
1988 RONDTOLLENDE STER VERDAMPT BEGELEIDENDE DWERG
Laat in de nacht van 22 op 23 juni 1988, toen Nederland grotendeels op één oor lag, was Jan van Paradijs, wetenschappelijk hoofdmedewerker van het Sterrenkundig Instituut Anton Pannekoek van de Universiteit van Amsterdam, juist opgebleven om naar de merkwaardige ster PSR 1957+20 te kijken. Het gaat hier om een ster die waanzinnig snel roteert en daarbij zijn begeleider geheel verdampt.
De ster staat op een afstand van zo’n 3000 lichtjaren en het kleine beetje straling dat hij uitzendt kon tot dusver alleen met extreem gevoelige radiotelescopen worden waargenomen. Maar op de 2400 meter hoge vulkaantop Roque de los Muchachos op het Canarische eiland La Palma slaagde Van Paradijs er als eerste in de verdampende ster in zichtbaar licht te detecteren. Samen met acht (voornamelijk Britse) collega’s gebruikte hij daarvoor de grootste telescoop van Europa: de William Her- schel Telescope, die een spiegelmiddellijn van 4,2 meter heeft. De resultaten werden op 25 augustus in Nature gepubliceerd.
‘De waarnemingsomstandigheden op La Palma zijn zo extreem goed,’ aldus Van Paradijs, ‘dat wij het betreffende sterretje duidelijk konden zien, zelfs al stond er op minder dan een boogseconde afstand een ander sterretje dat er helemaal niets mee te maken heeft.’ Een boogseconde is de hoek waaronder je een dubbeltje ziet op een afstand van tweehonderd kilometer.
PSR 1957+20 werd in maart dit jaar ontdekt door drie Amerikaanse astronomen onder leiding van Andy Fruchter van de Princeton-universiteit. Ze gebruikten daarvoor de grote Arecibo-radiotelescoop op Puerto Rico, die een middellijn van driehonderd meter heeft. Fruchter en zijn medewerkers voerden een gerichte zoekactie uit naar zogeheten millisecondepulsars. Dat zijn sterretjes die in minder dan een honderdste seconde éénmaal om hun as draaien. Daarbij zwiepen ze krachtige bundels radiostraling door het heelal als de lichtbundels van een vuurtoren. Waarnemers op aarde zien zo’n draaiend object als een knipperende radiobron: een pulsating star, ofwel pulsar. Het nieuw gevonden object is met een rotatietijd van slechts 1,6 milliseconde de op één na snelste pulsar die thans bekend is. Op zich al een bijzondere vondst.
Op 5 maart dit jaar zagen Fruchter en zijn collega’s echter iets volslagen onverwachts. Gedurende vijftig minuten vielen de radiopulsen geheel weg, alsof de pulsar plotseling aan het oog werd onttrokken. Nader onderzoek wees uit dat dit zich elke 9,2 uur herhaalde. De conclusie lag voor de hand: er moest een groot donker object om de pulsar heen bewegen, waardoor er regelmatig verduisteringen optreden. De onderzoekers konden berekenen hoe zwaar de begeleider van de pulsar moest zijn: slechts 2,5 procent van de massa van de zon. Van Paradijs legt uit waarom dat zo’n opzienbarend resultaat is. ‘Een object met zo’n geringe massa kan nooit groot genoeg zijn om de verduisteringen te veroorzaken, die immers maar liefst bijna een uur duren. Door de getijdenkrachten van de pulsar zou zo’n ijl object helemaal uit elkaar worden gerukt.’
De onderzoekers veronderstelden dan ook dat de verduisteringen niet zozeer door de begeleider zelf werden veroorzaakt, als wel door een uitgestrekt gasomhulsel dat voortdurend van de begeleider wegstroomt. In feite stelden Fruchter en zijn collega’s zich voor dat de begeleider een klein compact sterretje zou zijn (een witte dwerg), dat continu door de energierijke straling van de pulsar wordt gebombardeerd. Daardoor zouden de buitenlagen van de dwerg volledig verdampen en in de ruimte wegstromen. Zij berekenden dat het sterretje over ‘slechts’ tien miljoen jaar compleet verdwenen zal zijn.
Hoe de verdamping precies in zijn werk gaat, is volgens Van Paradijs nog niet bekend. ‘Theoretici denken dat de pulsar gammastraling uitzendt, omdat de verdampende werking van andere soorten straling minder sterk is. Maar er zou ook röntgenstraling of magnetische dipoolstraling in het spel kunnen zijn.’ Bij dit alles moet wel worden bedacht dat de verdampende ster nog niet rechtstreeks was waargenomen. Het enige wat sterrenkundigen konden ‘zien’ waren de radiopulsjes van de pulsar. Vanzelfsprekend werd er snel jacht gemaakt op een optische identificatie. De pulsar zelf geeft te weinig zichtbaar licht om vanaf de aarde gezien te worden, maar de witte-dwergbegeleider zou misschien wel kunnen worden ontdekt.
In mei leek het even alsof de identificatie al gelukt was. Samen met twee collega’s, Shri Kulkarni en George Djorgovski, ontdekte Andy Fruchter op de positie van de radiobron een zwak sterretje dat regelmatig van helderheid veranderde. Maar hij gebruikte daarvoor een betrekkelijk kleine telescoop (met een spiegelmiddellijn van anderhalve meter) en de waarnemingsomstandigheden waren verre van ideaal.
Met de veel betere instrumenten en omstandigheden op La Palma kon Van Paradijs in juni aantonen dat Fruchters sterretje in werkelijkheid het samengesmolten beeldje van twee sterretjes was. Eén daarvan heeft niets met de pulsar te maken; hij staat gewoon toevallig in dezelfde richting, alleen ruim twee keer zo ver weg. De andere ster is de witte dwerg. Deze blijkt vierhonderdduizend maal zo zwak te zijn als de zwakste sterren die met het blote oog aan de hemel gezien kunnen worden. Bovendien neemt de helderheid elke 9,2 uur nog eens met een factor twintig af. Deze verzwakking van het licht van de witte dwerg valt precies samen met de verduistering van de radiopulsar. Als de radiopulsen verduisterd worden, bevindt de begeleider (de witte dwerg) zich tussen de pulsar en de aarde in en kijken we dus tegen de ‘koele’ kant van deze ster aan.
PSR 1957+20 is dus niet bepaald een alledaags object. De pulsar heeft een middellijn van ongeveer tien kilometer en bestaat uit opeengepakte neutronen met een gemiddelde dichtheid van honderd miljoen ton per kubieke centimeter. Zoals gezegd draait hij in slechts 0,0016 seconde éénmaal om zijn as. Op een afstand van een kleine twee miljoen kilometer bevindt zich de witte dwerg, die ongeveer even groot is als de aarde en uit gedegenereerde waterstofatomen bestaat.
In slechts 9,2 uur draaien de twee objecten om elkaar heen. En alsof dat nog niet bizar genoeg is, lost de witte dwerg in een paar miljoen jaar tijd geheel op onder invloed van de straling van de pulsar. Wie zou dan ook verwachten dat beide sterren ooit vergelijkbaar zijn geweest met onze eigen vertrouwde zon? Toch is dat precies wat volgens Van Paradijs het geval is.
Lang geleden moeten er twee vrij normale sterren zijn geweest, die samen door het leven gingen als een rustige dubbelster. Toen de zwaarste van de twee, die het snelst evolueerde, tegen het eind van zijn leven opzwol tot een rode reus (dat lot staat ook onze zon te wachten), kwam de begeleider in de ijle buiten- lagen van deze ster terecht. Het gevolg was dat de begeleider in zijn beweging werd afgeremd en in een steeds kleinere baan naar binnen spiraalde. De wrijvingswarmte die daarbij vrijkwam, zorgde ervoor dat de buitenlagen van de rode reus het heelal in dreven. Wat er overbleef, was een witte dwerg (de compacte kern van de rode reus), met op korte afstand een zonachtig sterretje.
‘In zo’n geval,’ aldus Van Paradijs, ‘stroomt er stermaterie van de gewone ster naar de witte dwerg. In ons Melkwegstelsel komen zeker een paar honderdduizend van zulke objecten voor.’
Als gevolg van die materie-overdracht wordt de witte dwerg steeds zwaarder en als de massa ongeveer anderhalf maal zo groot is als die van de zon stort de witte dwerg verder ineen tot een neutronenster. De neutronenster draait al enorm snel rond, ongeveer eens per seconde, maar omdat het gas van de begeleider nu door het sterkere zwaartekrachtveld met een veel grotere snelheid op het oppervlak terechtkomt, neemt die rotatiesnelheid voortdurend toe. De neutronenster wordt ‘opgezweept’ als een priktol.
Om een nog niet geheel begrepen reden houdt de materie-overdracht na verloop van tijd op en kunnen we op aarde de bundels radiostraling van deze opgezweepte neutronenster waarnemen. We zien dan een millisecondepulsar. Wat er nog van de begeleider was overgebleven (niet veel meer dan een witte-dwergachtige sterkern) wordt door de energierijke straling van de pulsar verzengd tot de ster geheel is ‘vervlogen’.
Aan de details van dit model wordt door de Amsterdamse sterrenkundigen hard gewerkt. Van Paradijs wil in elk geval de volgende zomer terug naar La Palma voor nieuwe, gedetailleerde waarnemingen.
PSR 1957+20 was het eerste voorbeeld van een zogeheten ‘zwarte weduwe’-pulsar – een neutronenster in een dubbelstersysteem die zijn begeleider langzaam maar zeker ‘opeet’. De hoge rotatiesnelheid is het gevolg van materieoverdracht van die begeleider; tegenwoordig zijn er veel meer van dit soort ‘millisecondepulsars’ bekend. Ze behoren tot de meest bizarre objecten in het Melkwegstelsel, en het zijn tevens de nauwkeurigste ‘klokken’ in het universum. Onderzoek aan millisecondepulsars heeft ook nieuw licht geworpen op zwaartekrachtgolven in het heelal (zie blz. 230).
INHOUDSOPGAVE
Voorwoord
Inleiding
1984 Astronomen hebben handen vol aan resultaten IRaS-missie
1985 Ruimtesonde Giotto op pad naar beroemdekomeet Halley
1986 Voyager-vlucht langs Uranus levert louter verrassingen op
1987 Helderste supernova sinds eeuwen is sterrenkundige goudmijn
1988 Rondtollende ster verdampt begeleidende dwerg
1989 Scheervlucht langs Neptunus is sluitstuk van Voyager-missie
1990 Lancering Hubble-telescoop luidt revolutie in de sterrenkunde in
1991 Astronomisch paradijs Mauna Kea herbergt grootste telescoop ooit
1992 Magellan-missie onthult ware aard van buurplaneet Venus
1993 Leeftijdscrisis heelal houdt kosmologische gemoederen bezig
1994 Astronomen zitten klaar voor komeetinslag op Jupiter
1995 Eerste planeet bij andere ster is zwaar buitenbeentje
1996 Hubble Deep Field: ‘ultieme’ foto van jong heelal
1997 Met Pathfinder begint een nieuwe fase in het Marsonderzoek
1998 Supernova’s laten zien: heelal dijt steeds sneller uit
1999 Totale zonsverduistering brengt sterrenkundigen op de been
2000 Rondzwierende sterren verraden zwaar zwart gat in Melkwegkern
2001 Ruimtesonde maakt halfzachte landing op ‘liefdesrots’ Eros
2002 Vrijwilligers oefenen voor verblijf op Mars inwoestijn Utah
2003 Astronomen ontdekken relatie tussen gammaflitsen en supernova’s
2004 Eindelijk definitief bewijs voor nat verleden van Mars
2005 Huygens-capsule landt op Saturnusmaan Titan
2006 Stemming moet uitsluitsel geven over planeetstatus Pluto
2007 alma: sterrenkunde op 5000 meter boven zeeniveau
2008 Pierre Auger-observatorium moet ‘knockout’-deeltjes ontraadselen
2009 Ruimtetelescoop Kepler gaat op jacht naar een tweede aarde
2010 Nederland neemt revolutionaire software-telescoop lofaR in gebruik
2011 Speurtocht naar aardscheerders wordt steeds intensiever
2012 Opnieuw vraagtekens bij ontstaanstheorie maan
2013 Kepler-telescoop levert tsunami van exoplaneten op 176
2014 Europese Rosetta-sonde arriveert in baan rond ‘badeend-komeet’
2015 Ontdekking zwaartekrachtgolven kan elk moment plaatsvinden
2016 Boringen moeten licht werpen op krater van dino-inslag
2017 Astro-paparazzi jagen op de eerste foto van een zwart gat
2018 Crisis in de kosmologie: uitdijing heelal gaat sneller dan voorspeld
2019 Klopjacht op Planeet Negen levert tot nu toe nog niets op
2020 Snelle radioflitsen zijn afkomstig van kosmische supermagneten
2021 Robotwagentje Perseverance gaat bodemmonsters verzamelen op Mars
2022 Natuurkundigen bouwen neutrinotelescoop op bodem Middellandse Zee
2023 Kosmische knipperbollen verraden trage trillingen in de lege ruimte
Register
LEES OVER BOEKEN OVER STERRENKUNDE, (OP)NIEUW VERSCHENEN IN 2024