Ännu förstår vi inte norrskenet.

 

De energirika elektroner som driver norrskenet har en rik och mycket dynamisk struktur som vi ännu inte helt förstår. Mycket av det vi vet om dessa elektroners rörelser kommer från instrument som har fundamentala begränsningar i sin förmåga att mäta flera energier samtidigt med hög tidsupplösning. För att övervinna denna begränsning använder NASA ett innovativt tillvägagångssätt för att nu utveckla instrument som kommer att förbättra vår mätkapacitet med mer än en storleksordning – vilket bör avslöja en mängd ny information om vad som fysiskt sker i ett norrsken.

Dagens elektroninstrument förlitar sig på en teknik som kallas elektrostatisk avböjning, vilket kräver att man ändrar spänning för att kunna välja olika energislag av elektronhändelser som ska mätas. Dessa instrument har varit med på många rymduppdrag och har tillhandahållit nästan alla elektronmätningar som gjorts inuti norrsken. De fungerar utmärkt när man observerar på tidsskalor på sekunder eller till och med ner till cirka en tiondels sekund, men de kan i grunden inte observera ner till mindre tidsskalor (millisekunder) på grund av den tid det tar att svepa genom skilda spänningsfält.

Vid utformningen av APES (Acute Precipitating Electron Spectrometer ) (det nya instrument som snart ska börja användas) var man tvungen att göra en stor kompromiss. För att magnetfältsgeometrin ska fungera korrekt kan instrumentet endast observera i en riktning. Detta koncept fungerar bra om målet bara är att mäta de utfällande (nedåtgående) elektronerna i norrskenet som träffar atmosfären. Vi vet dock att elektroner i norrskenet även rör sig i andra riktningar; Faktum är att dessa elektroner innehåller mycket information om andra fysikaliska processer som sker längre ut i rymden.

För att möjliggöra mätning av elektroner i mer än en riktning utvecklade Goddard-teamet instrumentkonceptet APES-360. För att skapa APES-360-designen använde teamet samma funktionsprincip som används i APES, men uppdaterade systemet för att få en riktningsgeometri med flera möjligheter som täcker ett 360-graders synfält över 16 olika sektorer. Teamet var tvunget att övervinna flera tekniska utmaningar för att utveckla APES-360-konceptet. I synnerhet var elektronikkonstruktionen tvungen att rymma många fler anoder (laddningsdetekteringsytor) och tillhörande kretsar på en liten yta.

Prototypen APES-360 som för närvarande byggs kommer att testas och kalibreras vid NASA:s Geophysics Laboratory vid NASA:s Goddard Space Flight Center och kommer att finnas på en sond som ska sändas in i ett aktivt norrsken vintern 2025. Detta uppdrag kommer att ge data inifrån norrskenet som ska användas för att validera instrumentets prestanda och ge information till framtida designförbättringar.

Bild pxhere.com

I rymden finns ett objekt kallat The Accident vilket nu undersöks

 

Astronomer har tagit den första detaljerade titten på ett mystiskt objekt i Vintergatan som kallas " The Accident ".

The Accident är inte en vanlig stjärna (forskare har upptäckt att det inte finns någon kärnfusion i objektet). Men det är inte heller en planet. Enligt en  ny studie publicerad 30 juni i The Astrophysical Journal Letters är The Accident något däremellan – en så kallad brun dvärg en misslyckad stjärnstjärnbildning.

Bruna dvärgar kan vara upp till 80 gånger större än Jupiter. Astronomer misstänker att dessa objekt börjar som stjärnor men ackumulerar inte tillräckligt med massa för att upprätthålla en kärnfusion i sina kärnor; Istället svalnar de långsamt under miljoner eller miljarder år tills de bara ger en röd eller lila glöd.

Fastän bruna dvärgar är alldeles för ljussvaga för att ses med blotta ögat har forskare upptäckt cirka 2 000 sådana objekt i Vintergatan med hjälp av infrarödsökande teleskop ex NASA: s Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). The Accident hittades under en  NEOWISE-undersökning. 

The Accident som den namngavs förbryllade forskarna. Den sågs ut som en typisk brun dvärg. Detta då objektet sågs svagt i vissa infraröda våglängder vilket tyder på att det var en mycket kall och gammal brun dvärg. Men den strålade starkt på andra våglängder vilket indikerar att det var en varm, ung brun dvärg.

Denna motsägelse förbryllade astronomerna och de undersökte därför objektet med NASA: s Rymdteleskop Hubble och Spitzer liksom det infraröda teleskopet vid W.M. Keck Observatory på Hawaii. Med de data de då fick fram upptäcktes att The Accident var ännu konstigare än detta. För det första rör den sig snabbt däruppe betydligt snabbare än liknande objekt.

The Accident finns cirka 50 ljusår från jorden och rör sig med en hastighet genom Vintergatan av cirka 800000 km/h vilket är mycket snabbare än en typisk brun dvärgs rörelsehastighet . Enligt astronomerna innebär detta sannolikt att The Accident är mycket gammal och har knuffats runt av gravitationen från större föremål i miljarder år vilket accelererat dess rörelseenergi.

Innehållet i objektets atmosfär är också förbryllande. Baserat på våglängderna av infrarött ljus som avges av The Accident upptäckte astronomerna att objektet har ett lågt innehåll av metan. Metan är annars en vanlig gas i bruna dvärgar med temperatur som den  påThe Accident, säger forskarna.

Sammantaget tyder det på att The Accident är en exceptionellt gammal och mycket kall brun dvärg som bildades när galaxens innehåll var bristfälligt på metan. Detta gör objektet mer än dubbelt så gammalt som medianåldern för alla andra kända bruna dvärgar. "Det är ingen överraskning att hitta en brun dvärg så  gammal men det är en överraskning att hitta en i Vintergatan", säger studiens medförfattare Federico Marocco, astrofysiker på Caltech. – Vi förväntade oss att så här gamla bruna dvärgar skulle finnas men vi förväntade oss  att de skulle vara otroligt sällsynta. Chansen att hitta en så nära vårt eget solsystem kan vara ett lyckligt sammanträffande eller så säger det oss att de är vanligare än vi tror.

Man kan tänka sig att så gamla objekt borde vara miljarder ljusår bort men så är det inte (min anm.). Det kan tyda på att galaxerna är alla av ungefär samma ålder och det är ingen motsägelse till universums expansion, tvärtom.

Bild pxhere.com

Trapezium-klustret, ska nu undersökas

Orionnebulosan är hem för en livlig stjärnpbildningsplats som kallas Trapezium Cluster. Här finns ungefär tusen mycket unga stjärnor inklämda i ett utrymme på 4 ljusår i diameter. Stjärnor som är runt en miljon år gamla vilket är mycket ungt i detta sammanhang. Om vi räknar vårt solsystem som en medelålders person skulle stjärnorna i Trapezium vara enbart jämförbart vara som ett tre eller fyra dagar gammalt barn.


Astronomer ska använda  James Webbteleskopet ett kraftfullt rymdteleskop som arbetar i det infraröda fältet för att studera dessa unga stjärnor inklusive de bruna dvärgarna och proto planetära diskar där troligen planeter bildas.


Men det blir inte nu, då James Webb Space Teleskopet inte är i drift ännu men kommer att blir världens främsta rymdvetenskapliga observatorium när det lanseras 2021. Det kommer att lösa mysterier i vårt solsystem och se bort mot avlägsna världar runt andra stjärnor och sondera mystiska strukturers ursprung i universum och vår plats i kosmos. James Webbteleskopet är ett internationellt program leds av NASA med partners, ESA (European Space Agency) och Canadian Space Agency är involverade. 


Anledningen till att Trapezium Clustert i Orionnebulosan är som det verkar i dag först ut att undersökas är att detta är den  närmaste regionen av massiv stjärnbildning från oss räknat, säger McCaughrean en av forskarna vid James Webb. "Det finns platser närmare solen som har unga låg-massa stjärnor men det finns ingen närmare plats som har så varierat utbud av objekt att undersöka ”(bruna dvärgar. Gasplaneter gasmoln mm min anm.) 


Bortsett från att undersöka klustrets unga stjärnor, kommer forskarna att bland annat titta på bruna dvärgar där. Bruna dvärgar är objekt som bildas likt stjärnor via gravitationskollapsen av moln av gas och damm men inte har tillräckligt med material för att utveckla temperatur och tryck för att vätefusion ska uppkomma och ses därför  som misslyckade stjärnbildningar.


Även mindre objekt som gasplaneter som Jupiter och Saturnus ska undersökas i klustret. Om det bildas stenplaneter just nu i skivor runt solar ska även undersökas.


McCaughrean och hans team försöker svara på  frågan. "Kan vi hitta någon form av egenskaper som dessa objekt uppvisar för att hjälpa oss att räkna ut om det bildads planeter i isolering eller snarare faktiskt bildadas  planeter i omloppsbana runt stjärnor och dessa blir utslängda i någon form av interaktion?" Vissa nyfödda stjärnor i denna plantskola omges av skivor av gas och damm som visas som silhuetter mot den ljusa nebulosan. Astronomer anser att planeter bör ha börjat bildas i dessa diskar. 


Säkert kommer ny kunskap (min anm) ur detta men vi får vänta tills teleskopet är igång 2021.


Bild från vikipedia  som visar Trapezium i optiskt (vänster) och infrarött ljus (höger) från Hubble. NASA foto.

Hastigheten av universums expansion eftersöks.

Frågan om hur snabbt (hastigheten) universum expanderar har intresserat astronomer i snart ett sekel. Undersökningar och analyser har visat skilda resultat med ett undantag vi har lyckats bevisa att expansionen fortsätter och att den ökar. Jag tycker inte det är konstigt om vi inte lyckats få fram hastigheten då den ökar hela tiden. Men om hastigheten vid en viss tidpunkt utifrån vår utsikt mäts och därefter samma sak längre fram tiden mäts och hastighetsökningen mellan dessa tidpunkter kan accelerationen kunna räknas ut och därmed accelerationshastigheten men det innebär inte att hastigheten totalt kan räknas ut. Därav har det bevistats att hastigheten av expansionen ökar.


Vissa forskare undrar om de har förbisett en central mekanism i det maskineri som driver kosmos. Ett nytt sätt att mäta hur snabbt kosmos expanderar har utarbetats av en grupp ledd av UCLA astronomer. (jag tycker mitt resonemang dock är bra  fast Hubbles konstant behövs  då  expansionens hastighet inte bara innefattar  vad vi ser utan även oss själva på vår plats i universum).


Kärnan i tvisten är Hubble konstant, en siffra som avser rödförskjutningen vilken visar galaxers avstånd från oss.  ”Rödförskjutning i sig är ett fysikaliskt fenomen där elektromagnetisk strålning ökar i våglängd och således minskar i frekvens allteftersom strålningen färdas från strålningskällan vilket för synligt ljus innebär en förskjutning mot rött ju längre bort ett objekt finns. Det motsatta fenomenet, blåförskjutning, uppstår när strålningskällan färdas mot observatören” Wikipedia. 


Det finns en lag som kallas  Hubbles konstant vilken beskriver observationen inom fysikalisk kosmologi som att hastigheten med vilken olika galaxer avlägsnar sig bort från oss är proportionell mot dess avstånd från jorden.  Uppskattningar för Hubbles konstant ingår i Hubbles lag är från cirka 67 till 73 kilometer per sekund per megaparsec  menande konkret att två punkter i rymden 1 Megaparsek isär (motsvarande 3,26 miljoner ljusår) är racing och ifrån varandra med en hastighet mellan 67 och 73 kilometer per andra.


”Hubble konstantens ankare är den fysiska skalan av universum”, sa Simon Birrer, en UCLA forskare och huvudförfattare till den nya studien om universums expansionshastighet. Utan ett exakt värde för konstanten Hubble kan inte astronomer exakt fastställa storleken på avlägsna galaxers ålder eller åldern för universum eller kosmos expansions historia. 


De flesta metoder för konstanten Hubble har två ingredienser: distans till någon källa av ljus och ljuskällans rödförskjutning. 


Forskarna letade efter en ljuskälla som inte hade använts i andra forskares beräkningar vilket innebar att de undersökte kvasarer och strålning från mycket stora svarta hål. Då det gällde kvasarer valdes de vars ljus har böjts av genom att de finns bortom en mellanliggande galax som får till följd att det produceras två side-by-side-bilder av kvasaren. En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. 

Den överglänser då sin värdgalax så mycket att denna inte tidigare har kunnat observeras.


Ljuset från de ovan nämnda blir två bilder vilka  tar olika vägar till jorden. När kvasarens ljusstyrka fluktuerar bildar de två  flimmer den ena efter den andra istället för samtidigt.

 Förseningen i tiden mellan de två flimren tillsammans med information om den framförvarande galaxens gravitationsfält kan då användas till att spåra ljusets resa och härleda avståndet från jorden till både kvasaren och galaxen i förgrunden. 

Att veta rödförskjutningar till kvasarer och galaxer enligt ovan gjorde att forskarna kunde uppskatta hur snabbt universum expanderar. För ändamålet användes uppgifter från rymdteleskopen Hubble, Gemini, W.M. Keck observatorierna, och från den kosmologiska övervakningen med gravitationella linser, eller COSMOGRAIL-nätverk  vilket är  ett program som förvaltas av Schweiz EcolePolytechnique Federale de Lausanne och som syftar till att bestämma konstanten Hubble.


Bilden är på en kvasar här Kvasaren 3C 273 på ett foto taget av Rymdteleskopet Hubble.

Minimånarna runt Jorden ska undersökas

Minimånar kallas de. Asteroiderna vilka fångas in av Jordens dragningskraft och under en begränsad tid kretsar runt Jorden innan de försvinner från oss igen eller sönderdelas om de faller in i Jordens atmosfär och bränns upp.

De har tills nu varit svåra att upptäcka då de enbart ofta bara är några meter i diameter.

Snabbt kommer de in i Jordens närhet och här stannar de enbart oftast en kort tid för att lika snabbt försvinna bort. Deras ursprung är oftast från asteroidbältet mellan Mars o Jupiter.

Nu har ett nytt teleskop tillkommit Large Synoptic Survey Telescope (LSST).   Detta teleskop i Chile  kommer lättare än tidigare teleskop att upptäcka de små minimånarna (asteroiderna).  Det kommer då att bli lättare att verifiera deras existens och spåra dess vägar runt Jorden.

För närvarande förstår vi inte helt vad asteroider är gjorda av," säger doktor Mikael Granvik, medförfattare till en ny rapport. Granvik är ansluten till både Luleå tekniska universitet i Sverige och Helsingfors universitet i Finland.

Granvik säger följande "När vi börjar hitta mini-moons i högre grad kommer de att vara perfekta mål för satellittuppdrag. Vi kan starta korta och därför billigare uppdrag, använda dem som testbäddar för större rymduppdrag och ge en möjlighet till den framväxande asteroidutvinningen för industrin att testa sin teknik. "

"Vi vet inte om små asteroider är monolitiska stenblock eller bräckliga sandhögar eller något däremellan", säger Granvik. "Mini-moons som spenderar betydande tid i omlopp runt jorden tillåter oss att studera densiteten hos dessa kroppar och de krafter som verkar inom dem, och därmed kan vi lösa dessas mysterium."

Säkert finns nya möjligheter när vi nu kan använda och kanske förstå dessa minimånar och kanske även förutsäga om några av dessa kan bli till fara för Jorden (min anm).

Bild av Nasa på Asteroid 2008 TC3 en ca 2 meter stor sten.

Resultat från den hittills djupaste spektroskopiska kartläggningen i universum

MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer)  ett instrument i Chile vid ESO (europeiska sydobservatoriet) har nu färdigställt den hittills djupaste spektroskopiska kartläggningen i universum.

Fokuseringen har legat på att mäta ca 1600 ljussvaga galaxers egenskaper och avstånd. Vid arbetet upptäcktes 72 st a först nu upptäcktes därute. Galaxer vilka enbart lyser i Lyman- alphaljus enkelt uttryckt enbart lyser i ultraviolett ljus. 

Vissa av de galaxer som nu undersöktes var inte mer än 1 miljard år gamla till skillnad mot vår Vintergatan vilken närmar sig 14 miljarder års ålder.

Det var ytterligare en ny kunskap som vi fått från studerandet av universum. Oräkneligt mer finns att lära.

Bilden är från ovanstående nämnd anläggning i Chile