(CNN) Het was een zwaar jaar, waar je ook woont in de wereld, maar ontdekkingen buiten onze planeet en oogverblindende beelden van de kosmos zorgden voor een lichtpuntje in 2020.
Astronauten zijn ondanks de pandemie veilig naar de ruimte blijven reizen en hebben zelfs historische lanceringen uitgevoerd. En ze leerden ons hoe we met isolement moesten omgaan.
We leerden meer over ons kleine hoekje van het heelal, maar ook over de uitgestrekte gebieden daarachter, bezaaid met vreemde sterren — en nog vreemdere exoplaneten.
Hubble’s 30th anniversary
De Hubble Space Telescope werd in april 30 jaar geleden gelanceerd en veranderde voor altijd de manier waarop we het heelal zien. De etherische, dromerige en bijna fantasie-achtige beelden van het ruimtezicht van de telescoop inspireren mensen al tientallen jaren en hebben geleid tot enkele van de belangrijkste astronomische ontdekkingen.
Hubble heeft astronomen over de hele wereld in staat gesteld om zwarte gaten, mysterieuze donkere energie, verre sterrenstelsels en galactische fusies te bestuderen. Dit vitale onderzoeksinstrument heeft planeten buiten ons zonnestelsel waargenomen en waar ze zich vormen rond sterren, en stervorming en sterfte; en het heeft 97% van het heelal bekeken, waarbij het in feite terug in de tijd keek.
Hubble maakte deze opname van een reusachtige rode nevel en een kleinere blauwe buurnevel om zijn 30-jarig bestaan in april te vieren. Hubble-teams in 2020 zijn doorgegaan met het vrijgeven van nieuwe beelden en hebben bijgedragen aan een schat aan ontdekkingen. Hubble’s wetenschappers denken dat de telescoop zal blijven werken tot ten minste 2025, zo niet langer.
Mensen in de ruimte
Dit jaar was het twintig jaar geleden dat er voortdurend mensen op het internationale ruimtestation aanwezig waren.
Een aantal van de experimenten die dit jaar op het ruimtestation zijn gelanceerd, waren genetisch verbeterde “machtige muizen” en slijm van Nickelodeon. Bovendien hebben astronauten zelfs proeven gedaan met het bakken van koekjes en het kweken van hun eigen ingrediënten voor salades in de ruimte.
Astronauten zijn ook meer te weten gekomen over hoe hun lichaam zich aanpast aan de ruimte. Een reeks studies onthulde enkele van de genetische veranderingen die astronauten ervaren tijdens langdurige ruimtevluchten, een bemanning moest omgaan met een bloedstolsel in de ruimte, en NASA-astronaut Christina Koch vestigde een nieuw ruimtevluchtrecord voor vrouwen.
Commerciële vrachtwagens en bemanningsvervoer geleverd door SpaceX zorgen ervoor dat meer experimenten en astronauten van en naar het ruimtestation kunnen reizen – wat betekent dat in de toekomst nog meer wetenschappelijke ontdekkingen mogelijk zijn op het ruimtestation. En de huidige bemanning heeft onlangs een VR-camera en een nieuw toilet gekregen op basis van feedback van astronauten.
Een lang verloren komeet
Komeet NEOWISE zorgde voor verrukking toen hij door onze hemel scheerde. Hij is vernoemd naar NASA’s Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer, ook bekend als de NEOWISE-missie, die hem eind maart ontdekte.
Een ooievaar staat op een pilaar van hoogspanningskabels terwijl de komeet NEOWISE te zien is aan de hemel boven het dorp Kreva, zo’n 100 km ten noordwesten van Minsk, vroeg op 13 juli 2020. Door de komeet te observeren, hebben de onderzoekers geleerd dat hij ongeveer 3 mijl in diameter is, de gemiddelde grootte voor een komeet met een lange omloopbaan. En hij is ongelooflijk helder, ook al is hij niet zo spectaculair als komeet Hale-Bopp zoals die in 1997 te zien was.
Nadat hij uit beeld was verdwenen, ging de komeet verder op zijn zeer lange baan naar de rand van het zonnestelsel.
Daarom zullen we de komeet tijdens ons leven niet meer zien – hij doet er duizenden jaren over om door het buitenste zonnestelsel te reizen voordat hij terugkeert naar het binnenste zonnestelsel. Maar, zo wijzen wetenschappers erop, dit betekent dat de komeet niet echt nieuw is, alleen nieuw voor ons, omdat hij eerder door de hemel van de aarde trok toen de mens ongeveer 6.800 jaar geleden aanwezig was.
Onze eigenaardige buren
De maan, Venus, Mars en Jupiter kwamen allemaal in het nieuws met nieuwe ontdekkingen op elke planeet die onderzoekers intrigeren.
Nieuw onderzoek heeft uitgewezen dat er mogelijk meer water op de maan is dan tot nu toe werd aangenomen, ook op het zonverlichte oppervlak. Dit water zou kunnen worden gebruikt als hulpbron tijdens komende missies – zoals NASA’s terugkeer van mensen naar het maanoppervlak door middel van het Artemis-programma.
De eerste resultaten van NASA’s InSight lander onthulden dat Mars seismisch actief is en regelmatig Marsbevingen meemaakt.
Venus heeft mogelijk de mogelijkheid om leven in zijn wolken te herbergen. In de atmosfeer van Venus is ook een gas ontdekt dat op Aarde voorkomt. De ontdekking van fosfine zou kunnen wijzen op onbekende processen die zich afspelen op de “tweeling” van de Aarde. Fosfine suggereert de aanwezigheid van leven op Aarde. En het idee van leven in de lucht in de wolken van Venus is intrigerend. Hoewel het niet waarschijnlijk is, willen onderzoekers dit idee in de toekomst nader onderzoeken.
Het bliksemverschijnsel dat bekend staat als een sprite, afgebeeld bij Jupiter in deze illustratie. De Juno-missie bij Jupiter onderzocht water op de grootste planeet in ons zonnestelsel, en observeerde ook blauwe sprieten en elfjes die rondtollen in de bovenste atmosfeer van Jupiter. Hoewel het misschien klinkt als iets uit een fantasieroman, zijn sprites en elfjes eigenlijk twee soorten snelle, heldere lichtflitsen, of voorbijgaande lichtverschijnselen. Juno en Hubble hebben ook monsterlijke stormen waargenomen, evenals de ‘jack-o’-lantern gloed van de planeet.
Asteroïde monsters poststempel voor Aarde
In oktober landde NASA’s OSIRIS-REx missie kort op de asteroïde Bennu en verzamelde met succes een fors monster van het oppervlak van de asteroïde dat in 2023 naar de Aarde zal worden teruggebracht.
Het was de eerste missie van het agentschap om op een asteroïde te landen en een monster te verzamelen, en het ruimtevaartuig stuurde enkele geweldige beelden terug van het historische moment.
Ruimtevaartuigcamera’s legden het moment vast waarop OSIRIS-REx op Bennu landde. In de tussentijd heeft de Hayabusa2-missie van de Japan Aerospace Exploration Agency in december haar capsule met monsters van de asteroïde Ryugu afgezet, voordat ze verder gaat om meer asteroïden te bezoeken. De monsters behoren tot het eerste materiaal onder de grond dat ooit van een asteroïde is verzameld.
De monsters van beide asteroïden kunnen ons meer vertellen over hoe het zonnestelsel is gevormd en hoe elementen als water vroeg in de geschiedenis op aarde zijn terechtgekomen.
Betelgeuse, Betelgeuse, Betelgeuse
Dit jaar stond in het teken van Betelgeuse, een rode reuzenster in het sterrenbeeld Orion waarvan wordt gedacht dat hij op de rand staat van een supernova-explosie.
De ster begon in 2019 te dimmen en zette dat door in 2020, waardoor astronomen denken dat hij misschien explodeert.
Deze afbeelding toont de rode superreuzenster Betelgeuse zoals deze in december 2019 dimde. Maar Hubble hielp astronomen om vast te stellen dat de ster een deel van zijn materiaal heeft uitgeworpen, waardoor het licht van de ster werd geblokkeerd. De ster is doorgaans een van de helderste aan onze hemel. Niet alle onderzoekers zijn het echter eens met dit scenario en blijven Betelgeuse observeren.
Zwarte gaten in de schijnwerpers
Het is wel toepasselijk dat 2020 de geschiedenis ingaat als het jaar van het zwarte gat — aangezien al onze plannen voor dit jaar in een zwart gat leken te verdwijnen.
De Nobelprijs voor Natuurkunde voor 2020 werd toegekend voor ontdekkingen van zwarte gaten die de “donkerste geheimen van het heelal” onthulden.
Astronomen ontdekten een recordbrekende explosie door een zwart gat op 390 miljoen lichtjaar afstand. Onderzoekers vergeleken de grootste explosie die in het heelal is waargenomen met de uitbarsting van Mt. St. Helens uit 1980. Alleen “passen er vijftien melkwegstelsels op een rij in de krater die deze uitbarsting sloeg” in een gasvormige cluster in de ruimte, aldus de onderzoekers.
Deze illustratie toont een ster die spaghettificatie ondergaat terwijl hij wordt opgezogen door een superzwaar zwart gat. Astronomen hebben het lang gezochte zwarte gat met middelmatige massa ontdekt, waarvan de grootte ligt tussen die van superzware zwarte gaten en kleinere zwarte gaten. Deze ontdekking zal wetenschappers helpen begrijpen hoe zwarte gaten evolueren. Het onderzoeksteam kon de waarneming van een zwart gat met middelmatige massa, bekend als een IMBH, binnen een dichte sterrenhoop bevestigen.
Er werden ook zwaartekrachtgolven ontdekt van de samensmelting van twee zwarte gaten die een zwart gat met middelmatige massa omvatten.
Onderzoekers vonden ook het dichtstbijzijnde zwarte gat bij de aarde op een afstand van 1000 lichtjaar, namen het kloppende hart van een superzwaar zwart gat waar en detecteerden voor het eerst licht van twee botsende zwarte gaten. En astronomen waren getuige van de “spaghettificaton” van een ster toen deze werd versnipperd en verslonden door een superzwaar zwart gat.
Vreemde exoplaneten en schurkenplaneten
Astronomen vonden baby exoplaneten die zich rond sterren vormen, gedoemde exoplaneten, exoplaneten met de grillige naam suikerspin, Star Wars-achtige planeten, planeten gemaakt van diamanten en de heetste exoplaneet.
Onderzoekers hebben ook voor het eerst een exoplaneet gevonden die om een witte dwerg of dode ster draait, en een blootliggende planeetkern die om een verre ster draait. Voor het eerst hebben zij een beeld gemaakt van twee reusachtige exoplaneten die om een jonge zonachtige ster draaien.
Maar veel van de opwinding aan de horizon gaat over rogue planeten, of planeten die door de ruimte reizen en niet om sterren draaien. Astronomen hebben eerder dit jaar de kleinste schurkenplaneet in ons Melkwegstelsel ontdekt, die tussen de grootte van Mars en die van de aarde in zit.
Gezien het feit dat schurkenplaneten geen licht uitstralen zoals sterren, en zelfs niet genoeg warmte uitstralen om zichtbaar te zijn in infrarood licht, zijn deze anders onzichtbare werelden moeilijk te spotten. Maar NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope, die naar verwachting halverwege de jaren 2020 wordt gelanceerd, zou een groot aantal onbetrouwbare planeten in ons Melkwegstelsel kunnen onthullen.
Snelle radio-uitbarstingen uit de ruimte
Mysterieuze radiosignalen uit de ruimte staan erom bekend dat ze zich herhalen, maar dit jaar hebben onderzoekers voor het eerst een patroon ontdekt in twee afzonderlijke series uitbarstingen die afkomstig zijn van verre bronnen in het heelal.
Snelle radio-uitbarstingen, of FRB’s, zijn milliseconden-lange uitbarstingen van radiogolven in de ruimte. Van de snelle radio-uitbarstingen is bekend dat zij een zich herhalend patroon hebben dat om de 16 dagen optreedt, terwijl de andere om de 157 dagen optreedt.
Astronomen moeten nog bepalen wat de oorzaak is van deze snelle radio-uitbarstingen, die onvoorspelbaar zijn maar met gevoelige telescopen kunnen worden waargenomen en getraceerd naar hun oorsprong. De uitbarstingen worden gebruikt om “ontbrekende materie” in het heelal te vinden.
En vorige maand ontdekten astrofysici voor het eerst een snelle radiouitbarsting die waarschijnlijk van een bepaald type neutronenster in ons Melkwegstelsel naar de aarde is gereisd, vergezeld van röntgenstraling.
Een nieuwe blik op onze zon
Nadat de Solar Orbiter-missie de zon dit jaar voor het eerst van dichtbij passeerde, heeft zij de meest nabije beelden ooit van de zon gemaakt. Op de beelden zijn kleine zonnevlammen, “kampvuren” genoemd, te zien in de buurt van het oppervlak van de zon. De wetenschappers weten nog niet wat de kampvuren precies zijn, maar ze denken dat het “nanoflares” zouden kunnen zijn, of kleine vonken die de buitenste atmosfeer van de zon helpen verwarmen.
De eerste beelden die zijn teruggestuurd door de Daniel K. Inouye Solar Telescope van de National Science Foundation laten zien dat het oppervlak van onze zon een wilde, gewelddadige plek is. Details in de beelden tonen plasma, dat de zon bedekt, dat lijkt te koken.
De Daniel K. Inouye-zonnetelescoop heeft de hoogste resolutiebeelden van het oppervlak van de zon ooit gemaakt. Olke elf jaar voltooit de zon een zonnecyclus van kalme en stormachtige activiteit en begint aan een nieuwe. De zon heeft net zijn eerste jaar van een nieuwe cyclus ingepakt.
De nieuwe zonnecyclus, Solar Cycle 25, begon officieel in december 2019. Zonnecyclus 25 zal erg lijken op degene die we net hebben meegemaakt in de afgelopen 11 jaar. Het volgende zonnemaximum, wanneer de zon piekactiviteit ervaart, zal volgens de voorspellingen plaatsvinden in juli 2025. In die tijd is het mogelijk dat zonnevlammen of andere uitbarstingen voor de zon de communicatie op aarde verstoren.
Een blik op de ruimte in 2021
Als 2020 het jaar was van meerdere missies die naar Mars werden gelanceerd — China’s Tianwen-1, de Hope Probe van de Verenigde Arabische Emiraten en NASA’s Perseverance rover — dan zal 2021 waarschijnlijk het jaar van nieuwe ontdekkingen op Mars worden.
In 2021 kunnen ook de eerste waarnemingen worden gedaan door NASA’s James Webb Space Telescope na de lancering in oktober en “het eerste licht” van het Vera C. Rubin Observatory in Chili. Het eerste licht is het eerste astronomische beeld dat door een telescoop wordt vastgelegd nadat deze is voltooid.
En het Artemis-programma van de NASA zal naar verwachting een vlucht nemen. De wetenschappelijke doelen voor de missie en het eerste team van 18 Artemis-astronauten werden in 2020 aangekondigd.
Het Artemis-programma streeft ernaar om de eerste vrouw en de volgende man op de maan te laten landen in 2024, dus updates over de doelen, training en voorbereiding voor Artemis worden verwacht gedurende 2021.