Dvärggalaxer har återjoniserat universum i dess tidigaste tid.

 

Mycket återstår att förstå om universums tidiga historia den tid som kallas återjoniseringens era. Det var en period av mörker utan några stjärnor eller galaxer, fylld med en tät dimma av vätgas fram tills de första stjärnorna joniserade gasen omkring dem och ljuset började färdas genom gasen. Astronomer har tillbringat årtionden med att försöka identifiera de källor som sände ut strålning som var tillräckligt kraftfull för att gradvis rensa bort denna vätedimma som täckte det unga universum.

Ett forskningsprogram med namnet Ultradeep NIRSpec och NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization (UNCOVER) arbetade med både avbildning och spektroskopiska observationer av linsklustret från Abell2744.  Abell 2744 är en samling av galaxer.

 Ett internationellt team av astronomer använde gravitationslinsning på detta mål, även känt som Pandoras hop för att undersöka källorna till universums återjonisering. Gravitationslinsen förstorar och förvränger utseendet på avlägsna galaxer, så att de ser väldigt annorlunda ut och ses närmre än de i förgrunden.

Galaxhopens "lins" är så massiv att den förvränger själva rymden så mycket att ljus från avlägsna galaxer som passerar genom den förvrängda rymden också får ett förvrängt utseende. Förstoringseffekten gjorde det möjligt för teamet att studera mycket avlägsna ljuskällor bortom Abell 2744, vilket avslöjade åtta extremt ljussvaga galaxer som varit omöjliga att upptäcka, även för Webbteleskopet.

Forskarlaget fann att dessa ljussvaga galaxer är enorma producenter av ultraviolett ljus, på nivåer som är fyra gånger högre än vad man tidigare antagit möjligt. Det betyder att de flesta fotoner som återjoniserade universum sannolikt kom från dvärggalaxer.

– Upptäckten avslöjar den avgörande roll som ultraljussvaga galaxer spelade i det tidiga universums utveckling, beskriver Iryna Chemerynska vid Institut d'Astrophysique de Paris i Frankrike. – De producerade joniserande fotoner som omvandlade neutralt väte till joniserad plasma till kosmisk återjonisering. Det belyser vikten av att förstå galaxer med låg massas betydelse i universums historia.

"Dessa kosmiska kraftpaket avger tillsammans mer än tillräckligt med energi för att återjonisera", tillade teamledaren Hakim Atek, också från Institut d'Astrophysique de Paris och huvudförfattare till artikeln som beskriver detta resultat. Trots sin ringa storlek är dessa galaxer med låg massa produktiva producenter av energirik strålning och deras förekomst under denna period är så betydande att deras kollektiva inflytande kunde förändra hela universums tillstånd.

För att komma fram till denna slutsats kombinerade teamet först extremt känsliga Webb-avbildningsdata med bilder av Abell 2744 från NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble för att välja ut extremt ljussvaga galaxkandidater under återjoniseringens epok.

Detta följdes av spektroskopi med Webbs Near-InfraRed Spectrograph (NIRSpec). Instrumentets Multi-Shutter Assembly användes för att fånga flera spektra av dessa ljussvaga galaxer. Det här är första gången som forskare på ett tillförlitligt sätt har upptäckt hur vanliga ljussvaga galaxer är. Resultaten bekräftar att de var den vanligaste typen av galaxer under återjoniseringsepoken. Detta är också första gången som dessa galaxers joniserande kraft har mätts vilket gjorde det möjligt för astronomerna att fastställa att de producerade tillräckligt med energirik strålning för att jonisera det unga universum.

Bild vikipedia Schematisk tidslinje över universum, som visar återjoniseringens plats i den kosmiska historien.

Kan en dvärggalax bestående av antimateria kretsa runt Vintergatan

 

Paul M. Sutter som är en astrofysiker vid SUNY Stony Brook och Flatiron Institute New York värd för Ask a Spaceman och Space Radio och författare till boken How to Die in Space. Han  säger följande i space.com. Vi vet inte varför universum domineras av materia istället för antimateria. Men det kan finnas hela stjärnor  och kanske till och med galaxer i universum bestående av antimateria.

Antimateria-stjärnor skulle kontinuerligt kasta sin antimateria ut i kosmos och kan teoretiskt ses som en andel av de högenergipartiklar som träffar jorden. Antimateria är precis som normal materia. Varje partikel har en anti-partikeltvilling med exakt samma massa exakt samma spinn och exakt samma av allt. Det enda annorlunda är laddningen. Till exempel är elektronens antipartikel kallad positron och har positiv laddning till skillnad mot vanlig materia där elektronen har negativ laddning. Se bild ovan.

 Dessa två slags materia speglar varandra nästan perfekt. För varje materiapartikel i universum borde det finnas en antimateriapartikel (enligt teorin). Men när vi ser oss omkring upptäcker vi ingen antimateria. Jorden är gjord av materia, solsystemet är gjort av materia, dammet mellan galaxer består av materia; det ser ut som hela universum  helt består av materia. Man kan undra varför antimateria är så sällsynt?

Om materia och antimateria skulle blivit perfekt balanserad vid BigBang, vad hände då med all antimateria? (Om det nu bildats lika mycket av varje slag av materia.  Kanske antimateria var något som bildades av misstag och aldrig skulle bildats och därför finns mycket lite eller knappt något alls. Kanske man kan se den som misslyckad materia (min anm.)? Något som inte kan bestå i mängd av någon fysisk anledning vi ännu inte förstår med vår fysiska kunskap. 

Svaret ligger någonstans i det tidiga universum. Men vad än den processen var om det där fanns eller uppkom någon antimateriadödande mekanism i det tidiga universum har vi ingen förklaring till i känd fysik. Det är möjligt att det tidiga universum kan ha lämnat stora klumpar av antimateria här och där i hela universum enligt Sutters resonemang.

Dessa klumpar, om de existerar, skulle i så fall existera i relativ isolering och kan finnas än i dag. Vi vet att då materia och antimateria träffas förintar de varandra i en blixt av energi. Men klumpar i form av något tusental stjärnor som samlats i en dvärggalax skulle kunna existera runt större galaxer i universum.

De galaxerna tros i så fall vara otroligt gamla, eftersom där inte bildas nya stjärnor numera utan de består av röda gamla stjärnor relativt fria från gas och damm vilket innebär inget bränsle till nya stjärnor (varför detta skulle vara fallet min anm, förstår jag logiskt inte det låter som en krystad teori). Vintergatan har ett följe av ca 150 små galaxer med få stjärnor några av dem kan bestå  av antimateriastjärnor med tillhörande planeter enligt resonemanget enligt Sutter .

Jag kan tänka mig ytterligare en annan förklaring. Att Big Bang skapade två universum ett bestående av materia och ett bestående av antimateria skilda åt i tid och därmed rum. I det andra universum bestående av antimateria är vår materia lika ovanlig som antimateria i vårt universum är. Man kan se det som att viss materia följde med in i parallelluniversum och viss antimateria följde med in i vårt universum vid BigBang Tanken på små dvärggalaxer runt vintergatan av antimateriastjärnor tvivlar jag på.

Bild från vikipedia som beskriver skillnaden i uppbyggnad av en atom av materia och antimateria. Partiklar från vänster uppifrån och ner: elektron, proton, neutron. Antipartiklar från höger uppifrån och ner: positron, antiproton, antineutron.

Det finns spår av en Dvärggalax som kraschat in i centrum av Vintergatan

 

För ungefär 3 miljarder år sedan störtade en dvärggalax i T-formation rakt in i centrum av Vintergatan. Dvärggalaxen slets itu och dess stjärnor vilka klarade gravitationskraschen satte kurs åt skilda håll. Det var detta som astrofysiker upptäckte (vilsna stjärnor i flera riktningar) vid Rensselaer Polytechnic Institute i New York 2019 och då började titta på och nu publicerat en rapport om. De kunde genom datorsimulering hitta en förklaring till varför stjärnor här hade i vissa fall kurs mot oss i andra från oss. Normalt har alla stjärnor i ett kluster eller galax samma rotations och färdriktning.

"När vi satte ihop data från simuleringen var det ett "aha" ögonblick, säger Heidi Jo Newberg, Rensselaer professor i fysik,tillämpad fysik och astronomi, huvudförfattare till publiceringen iThe Astrophysical Journal paper där upptäckten beskrivs. "Denna grupp av stjärnor hade olika hastigheter vilket var mycket märkligt. Men nu när vi ser deras rörelse som en helhet förstår vi varför de är olika och varför de rör sig på det sätt de gör."

Händelsen sedd från oss är i riktning mot Jungfruns stjärnbild. Resultatet ger även förklaringen till en rad andra likartade syner vi kan se på skilda håll i Vintergatan säger forskarna. Min undran och slutsats (min anm.) är vad händer med de planeter i ett solsystem som följer med en galax krasch in i en annan galax? Min uppfattning är ingenting. Astronomer på dessa solar ser en ny stjärnhimmel men det handlar om år miljoner innan allt skett men sakta kan det åses över tid. Vad upplever då eventuella varelser på själva planeterna i de solsystem som det handlar? Mitt svar ingenting livet fortsätter som vanligt.

Illustration på Vintergatan från vikipedia.

JKB18 en dvärggalax där metall saknas.

Med hjälp av ESO:s Large Telescope (VLT) har astronomer trängt in i den kemiska strukturen hos en närliggande metallfattig stjärnbildande dvärggalax som kallas JKB18. Galaxen befinner sig 59 miljoner ljusår bort vilket är nära då det gäller galaxer från vår Vintergatan.

 Resultaten av observationerna tyder på att galaxen är kemiskt inhomogen (blandad). Här finns ett lågt metallinnehåll och en stjärnmassa på cirka 100 miljoner solar och en genomsnittlig stjärnbildning på cirka 0,002 ny sol per år.

 Systemet visar en fascinerande uppbyggnad då stjärnbildning samtidigt sker på flera platser. Kanske (min anm.) det är skälet till så låg takt av stjärnbildning utöver bristen på metaller. Vanligtvis sker i andra galaxer stjärnbildning i de centrala delarna där det i dessa finns gott om gas, damm och metaller. Kanske (min anm.) just metallfattigheten i de centrala delarna får stjärnbildning att istället här ske lite här och där.

En grupp astronomer under ledning av Bethan L. James från Area Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland har gjort undersökningen av galaxen med hjälp av  VLT:s Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE). Målet var att undersöka spridningen av metaller i hela systemets joniserade gas. Resultatet blev som vi läste ovan metallbrist i jämförelse med andra galaxer.

Det söktes då efter den mest sannolika orsaken till den observerade metallbristen. Astronomer anser att det här kan ha som orsak bristen på supernovor historiskt spår av sådana hittades inte. Supernovor producerar metaller. Men av någon anledning utesluter de likväl denna förklaring av metallbrist.

 Varför man kommer till den slutsatsen förstår jag inte (min anm.) istället diskuterar de anhopning av metallfattig gas, korta blandningstidsskalor eller självanrikning från Wolf-Rayet-stjärnor. Mer högupplösta forskningsstudier av JKB 18 behövs.

Bild från vikipedia på en Wolf–Rayet-stjärna WR 124 i stjärnbilden Pilen inuti med sitt utkastade moln av gas i nebulosan M1-67.  Här kan man lösa mer om detta slag av stjärna.

Långt därute finns en dvärggalax med ett mycket stort svart hål i centrum

Det har upptäckts ett supermassivt svart hål i mitten av stjärnbilden Ugnen i en dvärggalax med namnet UCD3 3,5 miljoner ljusår bort.

Det hittades genom data som samlats in med SINFONI, ett infrarött integrerat fältspektrografiinstrument  installerat på ett av de 8-meters  VLT-teleskopen i Chile vilka drivs av European Southern Observatory.   

I Fornax (Ugnen) finns UCD3 vilken är en del av ett galaxkluster i Ugnens stjärnbild. USD 3 hör till en mycket sällsynt och ovanlig klass av galaxer kallade ultrakompakta dvärggalaxer. Massan av dvärggalaxer i clustret är flera dussin miljoner solmassor medan dess  radie sträcker sig vanligtvis sällan över trehundra ljusår.

Detta förhållande mellan massa och storlek gör UCD:er (dvärggalaxer av detta slag till de tätaste stjärnsystemen i universum.

 Det svarta hål som i juli upptäckts där är det fjärde som någonsin upptäckts i en UCD-galax och motsvarar i detta fall 4 % av den totala galaxmassan i UCD3.

 Enligt en  hypotes passerade en medelstor galax en större och mer massiv galax i ett visst stadium av dess utveckling och som ett resultat av påverkan likt tidvattenstyrkor förlorade denna majoriteten av sina  stjärnor. Den återstående kompakta kärnan som därefter blev kvar är idag en ultrakompakt dvärg, UCD3. Detta är en teori som kan förklara existensen av dessa kompakta dvärggalaxer med stora svart hål i mitten. 

En gång var galaxen stor och det svarta hålet var då av en storlek man kunde förvänta sig av en galax av den storleken. Idag är det svarta hålet mycket stort i förhållande till galaxens storlek och innehåll av stjärnor.

Enbart en teori men enligt mig absolut en trolig förklaring av USD-galaxerna.

Bild stjärnbilden Ugnen 

Var finns dvärggalaxerna vilka ska finnas i vårt närområde enligt astronomers beräkningar

Det ska finnas betydligt fler dvärggalaxer i vårt närområde än vad som kan ses idag.

Sökningen efter dessa pågår för fullt. Beräkningar av materia och sammanhållande mörk materia visar att de måste finnas men att det är få som hittats hittills.

Säkert kan de döljas till viss del i stora täta gas och dammoln. Men jag undrar ändå om inte mysteriet finns i samband med den mörka materia.

Det var inte länge sedan det hittades en galax med alldeles för få stjärnor för att hållas ihop i den spriralgalaxform den har. Teorin är att denna galax har stora mängder mörk materia vilket håller ihop.

Min teori är att det finns stjärnor och objekt där uppbyggda av enbart mörk materia vilket gör dessa osynliga för oss och även möjliga att passera genom utan att vi materiavarelser skulle märka det.

Därför kan jag se de saknade dvärggalaxerna ovan som galaxer uppbyggda av enbart mörk materia och att detta är anledningen till att vi inte kan upptäcka dem. 

Det intressanta med Dvärggalaxen DDO 68.

Vad är så intressant med denna dvärggalax långt där ute? Den ligger ca 39 miljoner ljusår från oss.

Jo denna galax är omgiven av än mindre galaxer vilka DDO 68 drar till sig.

Detta är något som visar att alla större galaxer drar till sig mindre galaxer. Allt drar det mindre till sig den starkaste vinner i gravitationsfälten.

I detta fall drar dvärggalaxen än mindre galaxer runt sig i banor vilka i sin tur drar än mindre hopar omkring sig och in i sig etc etc. Allt drar.

Triangulum II en dvärggalax nära vintergatan innehållande stor massa men enbart ca 1000 stjärnor. Misstänks därför ha en stor andel mörk materia. Men vad är mörk materia?

Massan i denna galax ses som mycket större än de få stjärnor den innehåller.  Vid mätning av sex  stjärnors hastighet  i hopen upptäcktes  att de rörde sig med en oväntat snabb hastighet runt galaxens centrum.

Misstanken idag är att  galaxen har en otroligt stor mängd mörk materia. Den största mängd i förhållande till storlek som någon ännu undersökt galax har. Därmed  en otroligt hög andel mörk materia utan jämförelse med andra kända galaxers innehåll eller misstänkta innehåll.

Kanske kan denna galax bli lösningen på att se den mystiska substans genom någon slag av mätning. Ännu har ingen sett direkta konkreta bevis på mörk materia utan enbart att den måste finnas genom dess effekter.

Idag tror man att vi enbart kan se 4% av den materia som finns i universum. Materian som byggt upp solar och planeter och oss är synlig. Men den mörka återstående 96% kan vi inte se. Men vara enbart  övertygade om att den existerar. Men vad den är vet vi inte.

Galaxen Triangulum II har även en annan utmärkelse olik andra galaxer.  Den saknar gas och det bildas inga nya stjärnor här.

Kanske är det ett slags galax vi skulle namnge med någon annan beteckning på grund av dess innehåll och lilla andel stjärnor? En stjärnhop vilken inte ska ses som en galax utan som något helt annat.

Ann Arbor är en dvärggalax ca 340 ljusår bort. Här finns även annat i universum som kan ses som smått.

I denna lilla i universums mått mätt lilla galax finns som i alla andra galaxers mitt ett svart hål.

Idag tror man att alla galaxers centrum innefattar ett svart hål. Varför det finns och hur det bildats är en gåta. Troligen som jag ser det har dessa hål en mening nu och när galaxen bildades.

Utan ett svart hål ingen galax. Om de svarta hålen är en tidsinställning vilken var viktig för bildandet kan vara lika viktig för en galax framtida utplåning vet ingen.

Kanske alla galaxer har en utmätt tid och en gång försvinner i sitt svarta hål. Kanske sedan alla universums svarta hål närmar sig varandra genom att expansionen av universum då går motsatt väg. För att därefter dras ner till början av Big Bang igen och sluta som en svart punkt vilken en gång åter blir ett nytt Big Bang.

Nå i vilket fall som helst finns i ovanstående dvärggalax ett minisvart hål. Hålen verkar därmed i storlek ha samband med sin galax storlek.