Ultima Thule

Het oude Thule
Meneer Pytheas was een ontdekkingsreiziger uit wat toen Massilia heette (nu Marseille) die ergens rond 325 vChr besloot om  om Spanje heen te varen, op ontdekkingsreis, en dan naar het Noorden zover hij kwam. Mogelijk werd hij gestuurd om te kijken  waar de handelswaren vandaan kwamen (barnsteen?) of naar toe konden.

Standbeeld van Pytheas in Marseille

Dat was een heel eind varen met een houten boot met een zeil, waarmee je alleen voor de wind kon varen, en met roeiers. Zijn mededeling dat de zomernachten in Thoelë (zo noemde hij dat) maar een paar uur duurden, stuitte op scepsis.
Pytheas gebruikte voor het eerst de naam “Brittanike”.
Pytheas is ook de eerste waarvan bekend is dat hij de getijden in verband bracht met de maan.
Helaas is zijn werk verloren gegaan en leeft hij slechts voort  als citaat in het werk van anderen, zoals Strabo (die Pytheas niet moest) en Polybius. Het is leuk om daarover te lezen, zie https://en.wikipedia.org/wiki/Thule en https://en.wikipedia.org/wiki/Pytheas . Overigens paste Strabo al het inzicht van Erathostenes toe dat de aarde rond was, en gebruikte al de essentie van het begrip ‘breedtegraad’.
Blijkbaar was de schatting van Pytheas zo juist, dat wij achteraf kunnen reconstrueren dat hij waarschijnlijk de 65ste breedtegraad gehaald moet hebben. De Romeinen (onder andere Tacitus) plaatsten Thule (de verlatijnste versie) een heel eind varen achter de bij hen bekende Orkneys. De aannemelijkste hypothese is dat Pytheas de Shetlandeilanden gezien heeft, met een kans dat het de Noorse kust was (mogelijk bij Trondheim). Mogelijk heeft hij ook het zee-ijs gezien en de middernachtszon, die via Pytheas bij Plinius de Oudere bekend was.

Op de terugweg pakte Pytheas, als men de reconstructies geloven moet en ik ben geneigd dat te doen, ook nog een stuk oostzee mee tot aan de Vistula. Vandaar verhalen over de barnsteen “Pytheas says that the Gutones, a people of Germany, inhabit the shores of an estuary of the Ocean called Mentonomon, their territory extending a distance of six thousand stadia; that, at one day’s sail from this territory, is the Isle of Abalus, upon the shores of which, amber is thrown up by the waves in spring, it being an excretion of the sea in a concrete form; as, also, that the inhabitants use this amber by way of fuel, and sell it to their neighbours, the Teutones.” Aldus Plinius de Oudere, maar dan uiteraard in het Latijn.

 Nadien vervaagde Thule tot een metafoor van alles wat onbereikbaar was en voorbij het einde van de wereld lag. De term “Ultima Thule” is van Vergilius.

Het Kuiper-object Ultima Thule
De benaming “Ultima Thule” voor object 2014MU69 in de Kuiper Belt staat dan ook in een lange traditie. Eigenlijk verdient Pytheas dat er een Kuiper-object naar hem genoemd wordt. Het is het eerste Kuiper-object dat van dichtbij bekeken is door een satelliet. Op 01 januari 2019 passeerde de New Horizon – satelliet het object op ca 3500km afstand. Kort erna kwam de eerste foto binnen, gemaakt vanaf 28000 km (een half uur vóór de flyby). Eén beeldpixel is 140m.
Het gaat waarschijnlijk om twee brokken die ooit om elkaar heen gedraaid hebben, maar al hele lang geleden aan elkaar zijn blijven plakken. De theorie is dat het oppervlak ongestoord is en er uit ziet, zoals het was bij de vorming van ons zonnestelsel.
De langste afmeting is 33 km. De grootste bol heet Ultima, de kleinste Thule.

Foto Van Ultima Thule in zwart-wit en door reconstructie van een opname in meer kleuren. De lichtrode kleur is reëel en wordt waarschijnlijk veroorzaakt doormiljarden jaren zonlicht-instraling
Theorie van het ontstaan van het dubbellichaam

Onderweg heeft New Horizon ook nog schitterende opnames van Pluto gemaakt. Zie New Horizons vliegt langs Pluto

De satelliet
De satelliet is een soort vliegende thermosfles ter grootte van een kleine piano, met een massa van een kleine 500kg, waar zeven instrumenten uitsteken. Het fotosysteem, dat bovenstaand plaatje maakt, is de LORRI (Long Range Reconnaissance Imager).

DE satelliet met zijn zeven meetinstrumenten

Alice en REX kijken of er een atmosfeer is (en zo ja, hoe). Zoals het er nu uitziet, is die er niet.
Ralph maakt spectraalopnamen van de bodem om die te onderzoeken.
Lorri maakt foto’s.
SWAP meet de zonnewind.
PEPSSI meet of er deeltjes ontsnappen van Ultima Thule.
SDC meet stofdeeltjes.

De missie wordt geleid door Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory , Laurel, Maryland, en de wetenschap wordt gedaan door het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado.

Op een afstand van 6.5 miljard km van de zon hebben zonnepanelen geen zin meer. Daarom zit er een plutonum-238 generator aan boord (238 is een niet-explosieve isotoop die alleen maar warmte ontwikkelt), die via thermokoppels 30V gelijkspanning maakt. Toen het geheel in 2006 gelanceerd werd, leverde de constructie 245W. Inmiddels is dat, 13 jaar later, teruggelopen tot 190W.
Dat is ruim voldoende. De zeven instrumenten zijn allemaal een paar Watt per stuk en de geleverde warmte is genoeg om de thermosfles van binnen op kamertemperatuur te houden.

Ondanks de onwaarschijnlijk lage vermogens houdt de satelliet netjes contact met de aarde. Snel gaat dat niet: 768 bits/sec.

Wie alle informatie netjes bij elkaar wil hebben, kan het beste kijken op http://pluto.jhuapl.edu/ , en daar gaan grasduinen onder de tab Mission of News center (die levert een Press Kit Beyond Pluto). Zeer de moeite waard.

De plutoniumgenerator kan nog een tijdje vooruit. In de kranten werd gesproekn over een volgens doelwit, maar daarover valt op de officiele site nog niets te lezen. Zie https://spacenews.com/new-horizons-planning-additional-extended-missions/ .



Cassini bij Saturnus

De satelliet Cassini, met in het begin bij zich de Huygens-sonde, heeft van 2004 tot 15 september 2017 rond Saturnus en zijn manen gevlogen. De machine heeft al die tijd vlekkeloos gewerkt en op het eind, bij zijn 293ste rondje, toen de brandstof bijna op was, heeft men de satelliet gecontroleerd op Saturnus laten storten. Zelfs toen bleef hij nog onverwacht lang werken.

De geleerden zijn lyrisch over de revolutionaire ontdekkingen. Een van de projectleiders, Carolyn Porco, schreef er een heel enthousiast artikel over in de Scientific American van oktober 2017. Maar dat was zeker niet het enige enthousiaste artikel.

De site www.nasa.gov/mission_pages/cassini/main/index.html levert prachtig beeldmateriaal op.

De Cassini was een samenwerkingsverband van de NASA en de European Space agency (ESA).

Een farewell-blik: twee dagen na deze foto stortte de Cassini in het gefotografeerde object. Deze tint gebruikt men als men een zo natuurgetrouwe kleur weer wil geven.

Saturnus staat op 1,43 miljard kilometer van de zon, dat is tien keer verder dan de aarde van de zon staat.
De dag op Saturnus duurt minder dan de helft van die op aarde, dus de planeet roteert snel.
Een Saturnusjaar duurt 29,46 aardjaren. De Cassini heeft er dus bijna een half Saturnusjaar opzitten:
De planeet is 95* zo zwaar als de aarde. Het is er gemiddeld 180°C onder nul.
Er hoort een complete kudde grote en kleine manen bij. De draaiing van de vier grootste manen uit deze kudde om Saturnus is al door Galilei waargenomen en vormde een van de vroegste bewijzen voor de structuur van het zonnestelsel. Toen Galilei dit ging toepassen op de aarde rond de zon, en dat bovendien in de volkstaal ging rondvertellen, kreeg hij een probleem met de kerk.

De foto van het ringstelsel met de hoogste resolutie ooit. Van de linkerrand tot de rechterrand van de foto is van 98,600 tot 105,500 kilometers.

Saturnus zelf
Saturnus is, vooral vanwege zijn ringsysteem, een fotogenieke planeet. Elke mooie opname van de ringen is bijna vanzelf kunst. De ringen bestaan vooral uit waterijs en wat steengruis.
De basale structuur van de platte schijf komt van de zwaartekracht van Saturnus op de omgeving. De fijnere structuur binnen de ringen komt door de zwaartekracht-wisselwerking tussen de vele manen en maantjes enerzijds en het ringmateriaal anderzijds.

Het zwaartekrachtveld is echter niet het enige veld. Saturnus heeft ook een magnetisch veld en geladen deeltjes, en daarom heeft de planeet iets wat wij hier het poollicht noemen. Dat was nog niet eerder gefotografeerd.

Het Noorderlicht (in het ultraviolet gefotografeerd). Je kijkt van bovenaf op de Noordpool in het midden. De dagzijde is aan de onderkant.

Titan
Zie bijvoorbeeld https://nl.wikipedia.org/wiki/Titan_(maan) .
Titan is de grootste maan van Saturnus. In feite heeft de maan planeet-afmetingen: hij is groter dan Mercurius en niet veel kleiner dan de aarde. Het is de enige maan in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer. Daar hangt permanent een soort dikke mist in, en met kijkers zie je daarom niks van wat daar onder zit. Daar waren de geleerden heel nieuwsgierig naar.

Beeld op basis van radar

De Cassini kon behoorlijk nauwkeurig met radar en infrarood door de mist heen kijken, maar het echte werk is gedaan door op 14 januari 2015 de Huygens-sonde te laten neerdalen (Huygens is de Nederlandse ontdekker van Titan). De afdaling leverde 2,5 uur beeld op en het filmpje kan op de NASA-site worden afgespeeld: zie www.nasa.gov/feature/jpl/huygens-ground-truth-from-an-alien-moon .

Door de Huygens-sonde gemaakte beelden

Het is een absurde wereld. Het lijkt op de aarde, met grote duingebieden rond de evenaar, grote meren in de poolgebieden en veel relief met duidelijke oevers. Maar het geheel is gemiddeld 180°C onder nul en de meren bestaan uit vloeibaar aardgas en vloeibare ethaan. Het regent er vloeibaar gas, dat stroomt als een rivier en heeft dalen uitgesleten. Een groot aardgasmeer is Lacus Ontario genoemd.

Het is geheel in strijd met wat wij tot nu toe weten dat er op Titan leven is.

Enceladus
Zie bijvoorbeeld https://nl.wikipedia.org/wiki/Enceladus_(maan) .

Het is de zesde-grootste maan van Saturnus, maar qua gedrag en structuur veruit de interessantste. Dat vond in elk geval Carolyn Porco in het SciAm-artikel, en daar staat ze vast niet alleen in.

“Geysirs” op de Zuidpool van Enceladus

Enceladus wordt voortdurend gekneed door de getijdenwerking.
Op aarde werkt die getijdenwerking (veroorzaakt door zon en maan) alleen maar zichtbaar op de oceaan en de zee. Die getijdegolf reist over de aarde en verliest uiteindelijk zijn energie door wrijving aan de zeebodem. Daardoor wordt de zee warmer, maar dat is weinig om op te vallen. De getijdenwerking werkt ook op de continenten op aarde, maar daar merken wij nog veel minder van.
Het getijdeneffect is rond een grote planeet als Saturnus veel sterker. Enceladus wordt zo sterk gemasseerd dat de maan fors veel warmer is dan hij anders zou zijn. Dat zie je niet aan de buitenkant, want dat is een kilometers dikke witte ijs- en sneeuwkorst die zelfs nog wat kouder is dan 180°C onder nul.
Maar binnenin is de planeet een stuk warmer, zo warm dat er onder de ijskorst een diepe oceaan aan vloeibaar water zit. Op de bodem van die oceaan is zelfs hydrothermale activiteit, zoals ook bij spreidingsruggen zoals diep in de oceanen op aarde, maar dan door een andere warmtebron gedreven.
Net als op aarde maakt het hydrothermale systeem stoffen los uit de onder de zee liggende rotsen. Die stijgen met verwarmde water op, dat smelt door de ijslaag heen en treedt naar buiten, het vacuum van de ruimte in, als spuitende pluim. Het meeste valt terug (daarom is de maan zo wit), maar een deel komt in het ringsysteem van Saturnus terecht.
De Cassini is vele malen vlak langs Encelados gevlogen en is op een gegeven moment, op slechts 25km hoogte, dwars door zo’n pluim heen gecrosst. Daardoor kon de samenstelling worden gemeten en die bestond uit bijna 98% waterdamp, 1% waterstof, en de rest uit een mengsel met o.a. CO2, methaan en ammoniak.
Er is dus materiaal dat de basis kan vormen voor chemische reacties en er is vloeibaar water bij gematigde temperaturen. In theorie zou er primitief leven kunnen zijn, maar de Cassini was er niet op ingericht om dat te detecteren.

Het Enceladus-model

Het was een mooi stuk fundamenteel onderzoek!. Men kan nog een hele tijd met de resultaten van de missie vooruit.

Tropomi-satelliet geeft sensationele eerste foto’s door over luchtverontreiniging

Het was al op het NOS-journaal, maar daar ging het snel en bewegend en klein: de eerste foto’s van de pas gelanceerde Tropomi-satelliet. Ik heb daarover al geschreven op TROPOMI meet de atmosfeer met niet eerder vertoonde kwaliteit .

De eerste resultaten zijn nu binnen gekomen en die overtreffen alles, wat er op dit gebied tot nu toe te bewonderen was.
De publicatie gaat via het KNMI op www.knmi.nl/over-het-knmi/nieuws/tropomi-ziet-luchtkwaliteit-scherper-dan-ooit . Klik daarin ‘eerste beelden’ aan.
Hier staat ook het animatiefilmpje dat op het journaal te zien was.

Ik geef er nu drie van de NO2 – concentraties in Nederland.

NO2-concentraties, 07 november 2017, Zuidenwind

NO2-concentraties, 17 november 2017, NW-wind

NO2-concentratie, 22 nov 2017, windrichting niet vermeld (zo op het ook ongeveer windstil)

Bruin-grauw betekent bewolkt en dus geen resultaten.
De beelden zijn nog niet getalsmatig geijkt.
De kleinste afmeting is aan de grond een hok van 13*7 km.

Ik kom er op terug als er meer nieuws is.

Schitterende astronomische foto’s

Onlangs is de short list gepubliceerd van de wedstrijd astronomy photo-
grapher of the year 2016 . Een paar foto’s eruit voor de oh en ah. Zo werkt het tenminste bij mij.

22 graden halo rond de maan boven noorwegen. De rind ontstaat in ijskristalletjes hoog in de lucht.
22 graden halo rond de maan boven noorwegen. De ring ontstaat in ijskristalletjes hoog in de lucht.

Tijdopname van de sterrenhemel boven Australie. De vanaf rechtsonder omhooglopende streep is het ruimtestation ISS.
Tijdopname van de sterrenhemel boven Australie. De vanaf rechtsonder omhooglopende streep is het ruimtestation ISS.

De komeet Lovejoy. Het was de vijfde komeet die de Australische meneer Lovejoy ontdekte.
De komeet Lovejoy. Het was de vijfde komeet die de Australische meneer Lovejoy ontdekte.

Een koningslepelaar in Nieuw-Zeeland
Een koningslepelaar in Nieuw-Zeeland

Melkweg boven Oregon (VS)
Melkweg boven Oregon (VS)

Het Noorderlicht boven Ijsland
Het Noorderlicht boven Ijsland

Meteorietenzwerm De Perseiden (13 augustus 2015, Californie)
Meteorietenzwerm De Perseiden (13 augustus 2015, Californie)

Er zijn heel veel van dit soort foto’s. Wie een genoeglijk uurtje wil beleven, kan bijvoorbeeld op http://www.space.com/33582-astronomy-photography-competition-2016-shortlist.html kijken.
Ook googles op astronomy photographer off the year 2016 en dan afbeeldingen helpt snel en goed.
Je krijgt dan ook afbeeldingen uit eerdere jaren, maar dat is niet echt een probleem!

De organisatie van de fotowedstrijd is te vinden op http://www.rmg.co.uk/discover/astronomy-photographer-competition .