Planeter bildas på fler platser än man tidigare antaget.

 

Material som behövs vid  planetbildning har upptäckts på en plats i den närliggande galaxen Lilla Magellanska molnet där man trodde att planeter inte kunde bli till. Upptäckten, beskrevs den 24 april i Nature Astronomy och gjordes med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST). Nu föreslår forskare att planetbildning kan vara vanligare och ske på fler platser i universum än det tidigare ansett.

Jag har väntat länge för att kunna göra dessa observationer, beskriver i artikeln Olivia Jones, astrofysiker vid UK Astronomy Technology Center i Edinburgh och den som var huvudförfattare till studien.

Resultaten följer på en mängd av upptäckter som möjliggjorts av JWST.

Forskare såg på NGC 346, ett högaktivt stjärnbildande område i en galax nära Vintergatan som har namnet Lilla Magellanska molnet (SMC). Platsen valdes eftersom här finns en mycket låg koncentration av metaller. Något astronomer definierar metaller som element tyngre än väte och helium. 

Galaxen miljö liknar förhållandena under en period för ungefär tio miljarder år sedan när stjärnor bildades i ett virrvarr i nästan alla universums galaxer. Dessutom är NGC 346 ett mycket större område än andra stjärnbildande områden i galaxen vilket gör det möjligt för astronomer att tydligare se hur stjärnor interagerar med varandra och tar form här.

Forskarna var främst intresserade av att studera stjärnor med låg massa eftersom de är mycket vanligare i universum än stjärnor med stor massa. Solen är en stjärna med låg massa, så att förstå stjärnbildningen i NGC 346 kan även hjälpa till att förklara vårt solsystems början.

Men det är utmanande att studera då stjärnor med låg massa blir till eftersom dessa avger mycket damm när de bildas vilket döljer deras ljus. Det bästa sättet är att se genom detta damm är genom infrarött ljus, något JWST: s föregångare, rymdteleskopet Hubble, inte byggdes för att kunna. "Med Webb kan du däremot se dessa stjärnor precis i det ögonblicket de bildas, beskriver Jones.

Damm är avgörande för att upptäcka planetbildning. Stoftet som frigörs av en stjärna när den bildas kan samlas i en protoplanetär skiva runt denna där så småningom planeter sedan bildas. 

 Det var inte känt om tillräckligt med stoft kunde bestå för att planeter skulle bildas i NGC 346 eftersom de låga metallförhållandena gör att skivorna  snabbt avdunstar i ljussken.

Forskarna använde filter på JWST:s kamera för att hitta kombinationer av infraröda våglängder som gjorde det möjligt att identifiera stjärnor i olika stadier av utveckling. De hittade tillräckligt med damm som samlats för att indikera att planetbildning var möjlig.

Att upptäcka protoplanetära skivor där planeter kan bildas i NGC 346 breddar förståelsen för var planeter kan finnas och bildas enligt uttalande av  Stefanie Milam, biträdande projektforskare vid JWST planetvetenskap vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Forskare förstår nu  hur och när steniga planeter börjar ta form i lågmetallgalaxer, beskriver Jones. Men hur tillräckligt med damm består för att främja planetbildning är fortfarande ett mysterium, beskriver hon.

Det är för tidigt att säga om förekomsten av fler planetbildningsplatser ökar sannolikheten för att det finns liv någon annanstans i universum, skriver Jones. Hon önskar undersöka närmare NGC 346 efter tecken på vissa ämnen bland annat vatten och koldioxid.

Jones planerar att använda JWST för att genomföra uppföljningsobservationer om cirka sex månader med inriktning i de potentiella planetsystemen som rapporterats i studien. Att i framtiden undersöka om andra galaxer kan ge materia för planetbildning kommer att bidra till att bygga upp en bättre bild av hur processen fungerar, beskriver Milam det i rapporten.

Bild https://creazilla.com/

Hubbleteleskopet upptäckte ett sköldskydd runt två dvärggalaxer

 

Under flera miljarder år har Vintergatans största satellitgalaxer – det Stora Magellanska molnet och Lilla Magellanska molnet följts åt under en för dem riskabel färd.  De kretsar kring varandra under sin färd vid Vintergatan och har börjat nystas upp något som ses som spår av gasformigt skräp som är på väg in i Vintergatan. Men till astronomernas förvåning förblir dessa dvärggalaxer intakta och där sker även kraftig stjärnbildning.

"Många har försökt förklara hur dessa strömmar av skräp i gasform mm kan finnas där på plats", säger Dhanesh Krishnarao, biträdande professor vid Colorado College. "Om denna gas avlägsnas från dessa galaxer hur bildas då stjärnor fortfarande?"

Med hjälp av data från NASA:s rymdteleskop Hubble och en pensionerad satellits data med namnet Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) har ett team av astronomer under ledning av Krishnarao nu hittat svaret: De Magellanska galaxerna är omgivna av en korona. En skyddande sköld av het överladdad gas. Denna sköld runt de två galaxerna förhindrar att deras gasförsörjning sugs in av Vintergatan och därmed kan det bildas nya stjärnor i de Magellanska molnen.

Upptäckten publicerades nyligen i Nature och tar upp en ny aspekt av galaxens utveckling. "Galaxer som omsluts av gasformiga kokonger där  fungerar dessa kokonger som defensiva sköldar mot andra galaxer", säger medutredaren Andrew Fox vid Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland.

Astronomer förutspådde kokongens existens för flera år sedan. "Vi upptäckte att om vi inkluderade en kokong i datasimuleringarna av de Magellanska molnen som faller in mot Vintergatan, kunde vi förklara massan av extraherad gas i molnen", förklarade Elena D'Onghia, en av medutredarna vid University of Wisconsin – Madison. "Vi visste att stora Magellanska molnet borde vara tillräckligt massiv för att ha en korona (kokong)."

Men även om koronan sträcker sig mer än 100000 ljusår ut från de Magellanska molnen och täcker en stor del av den södra stjärnhimlen är den osynlig för blotta ögat. Att kartlägga den krävde att man analyserade 30 år av arkiverad data.

Forskare tror att en galax korona är en rest av det ursprungliga gasmolnet som kollapsade för att bilda galaxen för miljarder år sedan. Även om koronor har setts runt mer avlägsna dvärggalaxer hade astronomer aldrig tidigare kunnat undersöka en så detaljerat som nu.

"Det finns massor av förutsägelser från datorsimuleringar om hur de bör se ut och hur de ska interagera under miljarder år. Men utan direkta observationer kan vi inte testa de flesta av förutsägelserna då dvärggalaxer vanligtvis är svåra att upptäcka", säger Krishnarao. Då de Maggelanska molnen finns precis utanför oss i rymden ger de Magellanska molnen oss ett idealiskt tillfälle att studera hur dvärggalaxer interagerar och utvecklas.

På jakt efter direkta bevis av den Magellanska koronan kammade teamet igenom Hubble- och FUSE-dataarkiven efter ultravioletta observationer av kvasarer som ligger miljarder ljusår bortom dem. Kvasarer är de extremt ljusa kärnorna i galaxer (i en stark lysande och avlägsen galax centrum) som hyser massiva aktiva svarta hål. Teamet resonerade att även om koronan skulle vara för svag för att se på egen hand utan borde vara synlig som en slags dimma som döljer och absorberar distinkta mönster av starkt ljus från kvasarer i bakgrunden. Hubble-observationer av kvasarer användes tidigare för att kartlägga koronan som omger Andromedagalaxen.

Vid analys av mönster i ultraviolett ljus från 28 kvasarer kunde teamet detektera och karakterisera materialet som omger det stora Magellanska molnet och att koronan existerar. Som förutspått är kvasarspektra präglade med de distinkta signaturerna av kol, syre och kisel som utgör ett halo av het plasma som omger galaxen.

Förmågan att upptäcka koronan krävde extremt detaljerad ultraviolett spektra. "Upplösningen av Hubble och FUSE var avgörande för denna studie", förklarade Krishnarao. "Coronagasen är så diffus att den knappt ens finns eller ses där." Dessutom blandas den med andra gaser, inklusive strömmarna som dras från de Magellanska molnen och material med ursprung i Vintergatan.

Genom att kartlägga resultaten upptäckte teamet också att mängden gas minskar med avståndet från centrum av det stora Magellanska molnet. "Det är en perfekt talande signatur att den här koronan verkligen finns där", säger Krishnarao. "Det är verkligen en kokong runt galaxerna som skyddar dem."

"Allt som försöker passera in i galaxen måste passera genom denna först så denna kan absorbera en del av dettas påverkan", förklarade Krishnarao. – Dessutom är coronan det första materialet som kan dras in mot Vintergatan. Samtidigt som lite av denna försvinner skyddar gasen ändå det som finns inne i själva galaxen och bildar nya stjärnor.

Bild www.hubblesite.org bilden visar fenomenet.

Hubbleteleskopet fann stjärnor som i sin spiralrörelse ger en blick in i universums förgångna

 

Naturen är i många sammanhang uppbyggt i spiralform - från en orkans virvlar till protoplanetära skivor runt nya stjärnor och spiralgalaxer.

Nu har astronomer även funnit unga stjärnor som i spiralform dras in mot centrum likt en massiv stjärnhop i rörelse in i Lilla Magellanska molnets centrala del. Lilla Magellanska  molnet är en satellitgalax till Vintergatan.

Spiralens yttre arm i denna  spiralformade stjärnsamling kallad NGC 346 kan ses som en flod i rörelse bestående av gas och stjärnor. Detta "kan" vara ett effektivt sätt att driva på ny stjärnbildning, säger forskare.

Lilla Magellanska molnets stjärnor har en enklare kemisk sammansättning än stjärnorna i Vintergatan vilket gör att Lilla Magellanska molnets stjärnor  liknar de galaxer som fanns i det tidiga universum då tyngre element var mer sällsynta. Stjärnorna i Lilla Magellanska molnet är hetare än de i Vintergatan och brinner snabbare slut på sitt bränsle.

Det lilla Magellanska molnet är 200000 ljusår bort från oss och är en av de närmsta galaxerna till oss förutom Vintergatan som vårt eget solsystem är en del av.

Att lära sig hur stjärnor bildas i det lilla Magellanska molnet ger inblick i hur en eldstorm av stjärnfödelse kan ha inträffat i det tidiga universums historia när detta genomgick en "stjärnboom" cirka 2 till 3 miljarder år efter bigbang.

De nya resultaten visar dock att processen med stjärnbildningstakt i Lilla Magellanska molnet liknar den som sker i Vintergatan (ingen stjärnboom här).

Stjärnsamlingen NGC 346 är 150 ljusår i diameter med en massa på 50000 solar. Dess spiralform och den snabba stjärnbildningshastigheten här just i denna samling har förbryllat astronomer. Det krävdes den kombinerade kraften hos NASA:s rymdteleskop Hubble och Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (VLT) för att reda ut beteendet i denna stjärnsamling.

" --- Vi skulle inte ha liv i universum  utan stjärnor och ändå förstår vi inte helt hur de bildas, förklarade studieledaren Elena Sabbi vid Space Telescope Science Institute i Baltimore. – Vi har flera modeller som gör förutsägelser men en del av de förutsägelserna är motsägelsefulla. Vi vill veta vad som reglerar processen för stjärnbildning eftersom det är dessa lagar som vi behöver för att förstå vad vi ser i det tidiga universum.

 Något som är än viktigare nu när James Webbteleskopet kan se längre tillbaks i tiden än något teleskop tidigare kunnat. Att se räcker inte vi bör även förstå vad vi ser (min anm.).

Forskare bestämde stjärnornas rörelser i NGC 346 på två olika vis. Med hjälp av Hubble gjordes mätningar av Sabbi och hennes team av förändringarna i stjärnornas positioner under 11 år (data för detta hade tidigare Hubbleteleskopet samlat in). Stjärnorna i regionen rör sig med en genomsnittlig hastighet på 3200 km/h. vilket innebär att de på 11 år rört sig ungefär 2 gånger avståndet mellan solen och jorden.

NGC 346 är relativt långt bort från oss och inuti en galax (Lilla Magellanska molnet). Detta innebär att mängden observerad rörelse är mycket liten och därför svår att mäta. Dessa utomordentligt exakta observationer var endast möjliga på grund av Hubbleteleskopets upplösning och höga känslighet. Hubbles tre decennier långa observationshistoria ger också en baslinje för astronomer att följa små himmelska rörelser över tid.

Intressant är att Stjärnor i Lilla Magellanska molnet är av samma sammansättning som de allra tidigaste stjärnorna. Något som är svårt att förstå de borde vara av samma sammansättning som Vintergatans som är uppbyggda efter de första stjärnornas kollaps i supernovor som resulterade i nya grundämnen. Den stjärnbildning som sker i dag i Lilla Magellanska molnet borde vara av samma slag som de som bildas i Vintergatan och stjärnorna i Lilla Magellanska molnet vara av samma slag som de i Vintergatan. Men så är det inte. Varför har det Lilla Magellanska molnet inte utvecklats? Har denna galax isolerats  och stannat i utveckling? Varför har inte supernovor här om sådana skett inte gett nya grundämnen härtill ny stjärnbildning? OM supernovor inte skett här varför isåfall? Har alla gamla stjärnor helt enkelt stannat av som neutronstjärnor, vita dvärgstjärnor.? Vad består exoplaneter av här? Många frågor men inga svar ?  (min anm.).

Bild vikipedia på den stjärnhopen NGC 346 där genomenet upptäcktes. Bilden tagen av Hubbleteleskopet.

En mystisk röntgenkälla i Lilla Magellanska molnet visade sig vara en ovanlig vit dvärgstjärna

En vit dvärgstjärna är en stjärna som varit lik vår sol men kollapsat till en dvärgstjärna med mycket liten storlek efter att den gjort slut på sitt kärnbränsle. En typisk vit dvärg har en radie som är 1 procent av solens, men den har grovt räknat samma massa. Detta motsvarar en täthet på cirka 1 ton per kubikcentimeter. Ett slut som även vår sol kommer att genomgå en gång i en avlägsen framtid.


Astronomer har nyligen  upptäckt ett ljust röntgenkällautbrott från en stjärna i det lilla Magellanska molnet. Ett ljust röntgenutbrott är svag röntgenstrålning. Lilla Magellanska molnet är en dvärggalax i direkt närhet av Vintergatan. Den ligger ca  200 000 ljusår från jorden.


En kombination av röntgen och optiska data indikerar att källan till denna strålning är en vit dvärgstjärna som kan vara den snabbast växande vita dvärgen som någonsin observerats. En vit dvärg ska inte öka i omfång.


En ny studie baserad på observationer med NASAS Chandra X-ray Observatory och Neil Gehrels Swift observatoriet rapporterade upptäckten av särskiljande röntgenstrålning från ett binärt system som innehåller denna vita dvärg som fått namnet  ASASSN-16oh.


Upptäckten innebar detektion av låg energi (det som ovan kallas ljus eller mjuk röntgen)  producerad av gas med temperaturer på flera hundra tusen grader.


Vid stark röntgenstrålning är temperaturen miljontals grader det vanliga något som vanliga stjärnor likt solen m.fl. producerar i sin kärnprocess.


 Röntgenstrålning från ASASSN-16oh är mycket ljusare än mjuk röntgenstrålningen som produceras i atmosfären av  stjärnor (solar lik vår)  vilket placerar den i denna särskild kategori av en supermjuk röntgen-källa.


 Eftersom inga tecken på kärnfusion upptäckts där presenterar författarna till undersökningen ett annat scenario. Att förklaringen är en fusion som drar gas till den vita dvärgen från en närliggande röd jättestjärna. En process som kallas anhopning, gasen dras då till en stor skiva som omger den vita dvärgen vilken blir varmare efterhand samtidigt som denna dras närmre den vita dvärgen.


Gasen faller då in i den vita dvärgen och producerar röntgenstrålar längs ett bälte där disken möter stjärnan. Inflöde av materia genom disken varierar när då efterhand materialet börjar flöda snabbare blir röntgenljusstyrkan i systemet högre.



 Om den vita dvärgen håller kvar den infallande massan kan den nå en gräns då den istället förstör sig själv i en 1a - supernovaexplosion. Teamets analys tyder på att den vita dvärgen redan är ovanligt massiv så ASASSN-16oh kan vara relativt nära – i astronomiska termer för att explodera som en supernova.
 
Vad som skiljer är att det är en röntgenkälla som utlöser denna eventuella explosion i framtiden i en från början sol av vår sols storlek. Supernovaexplosioner brukar ske i betydligt större stjärnors agenda.


Supernova typ 1a antas vara en exploderande vit dvärg i ett dubbelstjärnesystem tillsammans med en röd jätte. Något som stämmer väl här.

Bild: Lilla och Stora Magellanska molnet 

En studie av en galax utplåning görs just nu.

Astronomer från ANU och CSIRO arbetar med att så noggrant som möjligt studera den på väg långsamma utplåningen av Lilla Magellanska molnet. En dvärggalax i närheten av vår Vintergata.


Professor Naomi McClure-Griffiths från ANU säger att de bilder som nu tagits i radiovågsfältet är mer än tre gånger detaljrika än tidigare tagna bilder på galaxen. Detta får det enklare i framtiden att noggrannare undersöka samspelet mellan små galaxer och dess närmiljö även på andra håll i universum.


”Vi har kunnat iaktta ett kraftfullt utflöde av vätgas från lilla Magellanska molnet”, sade Professor McClure-Griffiths från ANU. ”Innebörden av detta är att galaxen så småningom slutar att kunna bilda nya stjärnor då den förlorar all sin gas. Galaxer som inte längre kan bilda stjärnor bleknar gradvis bort i glömska. Det är en långsam död av en galax när den förlorar all gas ”. 


Gasen i sig är vätgas. Det vanligaste elementet i universum och den viktigaste ingrediensen för bildande av nya stjärnor.


Ovanstående är början på en utplåning av en galax som sker inför våra ögon. Ett långsamt skeende som kommer att ta några miljarder år ännu. Men likväl ett slut på en galax som vi kan föreställa oss och som med den kunskap vi har i dag kommer att ske.


Bild Lilla Magellanska molnet galaxen vilken inlägget handlar om och som finns i riktning mot stjärnbilden Turkanen på södra stjärnhimlen.