Ludo vierde zijn verjaardag met een traktatie. Proficiat en bedankt. We verwelkomden ook Francis, die eens kwam kennismaken. We hopen hem nog dikwijls terug te zien.

Sterrenstelsels klasseren
(Bart Beulens)

In de periode januari – april 2014 heb ik deelgenomen aan een wedstrijd georganiseerd door Kaggle, waarbij de uitdaging was om op een automatische manier sterrenstelsels te klasseren. In het verleden hebben duizenden vrijwilligers via het citizen science project Galaxy Zoo vele waarnemingen van sterrenstelsels handmatig geclassificeerd. Het ging daarbij om waarnemingen verricht in het kader van het SDSS project (Sloan Digital Sky Survey) waarbij op grote schaal miljoenen objecten zijn waargenomen met een 2,5 m telescoop vanuit New Mexico (VS).

De opdracht van de Kaggle wedstrijd was een automatische methode te ontwikkelen die de menselijke classificaties zo goed mogelijk benaderde. Experten hadden die menselijke beoordelingen als kwaliteitsvol bestempeld. Bij het klasseren gaat het er vooral om of een sterrenstelsel elliptisch dan wel spiraalvormig is. Indien elliptisch, hoe rond of afgeplat dan; indien spiraalvormig, hoeveel spiraalarmen, en is er een balkstructuur te zien in het centrum? Bij de wedstrijd hoorde een verzameling van ongeveer 60 duizend afbeeldingen van sterrenstelsels, en voor elk sterrenstelsel de classificaties verkregen via het Galaxy Zoo project. De opdracht bestond erin om voor 80 duizend andere sterrenstelsels te voorspellen (of raden, of schatten) hoe de Galaxy Zoo deelnemers die stelsels hadden geclassificeerd. De wedstrijdorganisatie kende deze classificaties wel, en scoorde met behulp daarvan de inzendingen van deelnemers. Degene met de laagste score zat er het dichtste bij, was de winnaar en ontving tienduizend dollar.

Voor mijn inzending had ik als uitgangspunten genomen dat ik alle berekeningen die nodig waren wilde uitvoeren op mijn niet-zo-geweldige laptop, gebruikmakend van open source software en bestaande functionaliteiten, en er ook geen weken tijd in wou of kon stoppen. Ik heb het software pakket “R” gebruikt en een aantal bijkomende modules, onder andere voor beeldverwerking. Voor elk sterrenstelsel was er een JPG afbeelding (424 bij 424 pixels), waaruit ik automatisch die pixels heb proberen te selecteren die echt tot het sterrenstelsel behoren. Van die pixels en de contour van het sterrenstelsel heb ik een groot aantal kenmerken afgeleid (oppervlakte, omtrek, diameter, gemiddelde intensiteit etc.). Via een kleinste-kwadraten methode die in de literatuur bekend staat als “Partial Least Squares” heb ik de verbanden tussen deze kenmerken en de classificaties van de Galaxy Zoo deelnemers geschat met behulp van de gegeven 60 duizend stelsels. Vervolgens heb ik het geschatte verband gebruikt om voorspellingen te maken voor de 80 duizend stelsels met onbekende classificaties. Uiteindelijk ben ik met deze relatief simpele aanpak geëindigd als 87ste van de 329 deelnemers. 

Met de SDSS en andere groots opgezette waarneemcampagnes worden vele duizenden sterrenstelsels geobserveerd. Men hoopt dat die waarnemingen zullen bijdragen aan het beter begrijpen van het ontstaan en de evolutie van sterrenstelsels. Bij dergelijke studies is het belangrijk om weten of een sterrenstelsel elliptisch dan wel spiraalvormig is. Mensen kunnen dit makkelijk beoordelen, maar voor computers blijft het een lastige klus. Omdat het door mensen beoordelen op termijn niet houdbaar en niet praktisch is, zoekt men naar automatische classificatiemethoden die het zo goed doen als mensen. De wedstrijd was opgezet om ideeën van buiten de professionele astronomische instituten te verzamelen en direct te beoordelen. Afwachten of de aanpak van de winnaar ook echt gaat ingezet worden. Wat mijzelf betreft was het een mooie uitdaging en leerrijke ervaring.

Mijn presentatie is hier terug te vinden: http://speakerdeck.com/bbuelens
De laatste slide bevat links naar relevante websites (SDSS, Galaxy Zoo, Kaggle, …).

Astronieuws
(Tony Dethier)

Hierin werden o.a. besproken: de gammastraling afkomstig van het Melkwegcentrum, het uiteenvallen van planetoïde P/2013 R3, de diameter van de hyperreus HR5171A, de (vermoedelijke) ontdekking van gravitatiegolven (waarop André volgende maand dieper zal ingaan) en de steen of meteoriet die langs een skydiver vloog. Op de volgende items gaan we wat dieper in.

Rotatiesnelheid van een zwart gat gemeten.

Van een quasar, gelegen op ongeveer 6 miljard lichtjaar, worden door lensvorming meerdere beelden gevormd. Een voorgrondstelsels doet dienst als lens. Met röntgentelescopen werd uitvoerig de kern van die quasar bestudeerd. De gedetecteerde röntgenstraling bleek te komen uit een gebied op zéér kleine afstand gelegen (driemaal de afstand van de “gebeurtenishorizon van de quasar)van het centrale zwart gat van die quasar. De straling is afkomstig van een rondvliegende schijf van enorm heet gas. De zeer hoge rotatiesnelheid (gelegen in de buurt van 150 000 km/s) van het zwart gat zorgt ervoor dat die schijf, zo dicht bij het zwart gat, nog stabiel is.

Een planetoïde met ringen

De planetoïde Chariklo is een centaur, een groep van planetoïden gelegen tussen de banen van Jupiter en Neptunus. Chariklo’s baan ligt tussen de banen van Saturnus en Uranus en raakt bijna aan de baan van Uranus. Via een sterbedekking van een ster door Chariklo (zie illustratie hieronder) zijn twee dunne ringen aangetroffen van respectievelijk 3 km en 7 km breed, gescheiden van elkaar door een afstand van 9 km. In onderstaande illustratie zie je de verandering van de helderheid van de ster vóór, tijdens en na de bedekking door Chariklo. Opvallend zijn de symmetrische dipjes vóór en na de eigenlijke bedekking.

(ESO)

“El Gordo”

Met de Hubble Space Telescope werd via lenswerking de massa bepaald van een cluster van sterrenstelsels, gelegen op ca. 7 miljard lichtjaar.

(NASA/ESA)

Men kwam uit op de enorme waarde van ongeveer 3000 biljoen zonsmassa’s. Een belangrijke massa bevindt zich in het heet gas dat de ruimte tussen de sterrenstelsels vult. Het overgrote deel zou bestaan uit donkere materie.

Explosief vulkanisme op Mercurius

Tot ieders verbazing werden op Mercurius bewijzen gevonden voor een langdurige periode van explosief vulkanisme (vgl. met de explosie van Mount St. Helens in 1980).

Op aarde kan dit gebeuren omdat onze planeet rijk is aan vluchtige bestanddelen, zoals CO₂. Wanneer magma naar het oppervlakte rijst, vermindert de druk en zetten de opgesloten gassen uit, wat tot een explosieve uitbarsting kan leiden. Tot heden dacht men dat Mercurius weigig of geen vluchtige stoffen meer bevatte.

Rosetta fotografeerde voor het eerst haar bestemming

(ESA)

Het Rosetta ruimtetuig dat, samen met de lander (Philae) op weg is naar de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, heeft op 20 en 21 maart 2014 een eerste fotogenomen van het beoogde doelwit. Toen was het tuig nog op ca. vijf miljoen km van de komeet verwijderd. Rond 11 november 2014 zal Rosetta de lander op de komeet afzetten en verder nog tot eind 2015 met de komeet meevliegen.

Het ruimtetuig is genoemd naar de steen van Rosetta die aanleiding heeft gegeven tot het ontcijferen van het oud-Egyptisch schrift. De lander is genoemd naar een eiland in het Nassermeer (in het zuiden van Egypte) waar een obelisk is aangetroffen die samen met de Rosettasteen tot die ontcijfering heeft geleid.

Planeet X

De infrarood satelliet WISE ontdekte duizenden nieuwe sterren en bruine dwergen in de buurt van de zon (binnen 500 lichtjaar) maar geen planeet X. Planeet X?? We gaan even terug in de tijd.

In 1781 ontdekte William Herschel de planeet Uranus. Al vlug bleek er iets niet te kloppen met de berekende posities van die planeet. Op basis van berekeningen van Le Verrier ontdekte Galle in 1846 de planeet Neptunus. Ook toen waren de problemen met Uranus niet volledig opgeruimd. Zat en verder van de zon nog een planeet?  Zo beweerde Camille Flammarion in 1879 dat de kometen 1862 III en 1889 III, met hun aphelium op resp. 47 en 49 AE, een indicatie waren voor de aanwezigheid van nog een planeet. In de jaren 1900-1901 organiseerde W.H. Pickering een zoektocht naar die planeet, zonder succes.

(Lowell Observatory)

Het was vooral Percival Lowell die een zoektocht (van 1914 tot 1916) begon in Flagstaff naar een planeet die hij planeet X noemde. Ook nu zonder succes. En dan ontdekte Clyde Tombaugh in Flagstaff in 1930 Pluto. Planeet X was gevonden! Nadien bleek Pluto té klein en té licht (1/500^ste van de massa van de aarde) om ook maar enige invloed te hebben op de bewegingen van Uranus. Later is gebleken dat die afwijkingen in de baan van Uranus te wijten waren aan systematische fouten. Zo werden niet de minste afwijkingen gevonden in de banen van de kunstmanen Pioneer 10 en 11 en de Voyagers 1 en 2. Maar de mythe Planeet X verdween niet.

Zo zou er zich in de Oortwolk een gasreus bevinden, Tyche (zuster van Nemesis). Deze planeet zou iets te maken hebben met de oorsprong van de langperiodieke kometen. Een herberekening van de gegevens van die kometen gaf aan dat deze gasreus zou moeten gevonden worden door de satelliet WISE; Het resultaat hiervan kennen we.

En dan is er nog het verhaal van de dwergster of bruine dwerg Nemesis. In 1984 claimden Raup en Sepkoski een periodiciteit in massa-uitstervingen van leven op aarde in de laatste 250 miljoen jaar. Ze suggereerden hiervoor een niet-aardse oorzaak. O.a. Davis, Hut en Whitmore stelden hiervoor als hypothese de aanwezigheid van een rode dwergster of een bruine dwerg voor, die zich ver voorbij de Oortwolk in een baan om de zon bewoog. De halve grote as van die baan zou 1,5 lichtjaar bedragen en het object zou een kleine eigenbeweging bezitten.

Gebaseerd op de gegevens van WISE heeft men kunnen besluiten dat binnen de 10 000 AE (ca. 0,16 lichtjaar) van de zon geen object groter dan Saturnus is te vinden en binnen de 26 000 lichtjaar (ca.0,42 lichtjaar) geen object groter dan Jupiter.

Alhoewel soms kleine verrassingen niet zijn uit te sluiten. Ver voorbij de baan van Pluto is een nieuwe dwergplaneet (2012 VP113) gevonden: perihelium 80 AE en aphelium 452 AE. Het object bevindt zich, net zoals Sedna in het binnenste deel van de Oortwolk. Zoals Sedna volgt ook deze dwergplaneet een erg elliptische baan. Hierin gebracht door een nog onbekende planeet?