Metamorf supernovan SN 2014C (som omvandlats i sin spektralklassificering)

 

Bild: Vänster: Ett schematiskt diagram över SN 2014C (som finns ca 30 ljusår bort) och dess yttre CSM, som visar den gradvisa interaktionen mellan SN-utkastningen (blå-vit cirkel i mitten) och den yttre CSM efter explosionen. Överst till höger: Spektral utveckling från en vätefattig SN Ib till en väterik SN IIn 

Nederst till höger: Bolometrisk ljusstyrka och dess modellpassning, som avslöjar den extra energi som tillhandahålls av SN-CSM-interaktionen som finns från de tidiga stadierna. De färgade pilarna indikerar motsvarande ljuskurvepoker för den spektrala utvecklingen som visas ovan. (Bild av ZHAI Qian). SN betyder Supernova, CSM betyder cirkumstellärt material (en ringformad ansamling av material i form av gas, stoft,)

En internationell forskargrupp  under ledning från Yunnanobservatorierna vid den kinesiska vetenskapsakademin har gjort betydande framsteg i observationsstudien av den metamorfa supernovan SN 2014C. Deras arbete ger viktiga insikter om explosionsmekanismerna för denna sällsynta typ av supernova och de sista utvecklingsstadierna av dess föregångare.

N 2014C är en välkänd supernova som har genomgått en anmärkningsvärd omvandling i sin spektralklassificering och utvecklats från en från början vätefattig typ Ib till en väterik typ IIn. Denna omvandling tyder på att föregångarstjärnan till SN 2014C nästan helt hade tappat sitt yttre vätehölje före explosionen och lämnat efter sig ett tätt cirkumstellärt material (CSM) i sin närhet. Detta sällsynta och komplexa fenomen har fascinerat astronomer det senaste decenniet.

Med hjälp av observationer från 2,4-metersteleskopet Lijiang har forskarna släppt de mest omfattande tidiga uppgifterna om SN 2014C. Dessa data gav tidigare bevis på interaktionen mellan supernovan och CSM och fyllde luckan i informationen om de inre lagren av CSM.

Genom att konstruera en modell som inkluderar radioaktivt sönderfall och fördröjd interaktion har forskarna framgångsrikt förklarat det komplexa och variabla ljuskurvan hos SN 2014C.

Deras observationer avslöjade de detaljerade fysikaliska processerna under de inledande stadierna av SN 2014C:s explosion och gav viktiga ledtrådar till dess efterföljande spektrala transformation. Genom att integrera tidiga fotometriska data, spektraldata från sen tid och radio- och infraröda observationer som sträcker sig över ett decennium, upptäckte forskargruppen att CSM runt SN 2014C inte är jämnt fördelad; istället uppvisar den en U-formad struktur. Denna intrikata cirkumstellära miljö har stor betydelse för supernovans ljuskurva och spektrala utveckling.

Studien ger värdefulla insikter i studier av metamorfa supernovor. Arbetet finansierades av bland annat Kinas nationella nyckelforsknings- och utvecklingsprogram och Kinas nationella naturvetenskapliga stiftelse. Studien är publicerad i The Astrophysical Journal.

Upptäckt: Ett solsystem som snabbt rör sig genom Vintergatan

 Bild https://www.nasa.gov  En illustratör visualiserar stjärnor nära mitten av  Vintergatan. Var och en har ger ett färgglatt spår som anger dess hastighet, ju längre och rödare spåret är desto snabbare rör sig stjärnan. NASA-forskare upptäckte nyligen en mycket snabb stjärna, visualiserad nära centrum i denna bild med en planet i omloppsbana. Om fyndet bekräftas sätter paret ett rekord för det i hastighet snabbast kända exoplanetsystemet. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Astronomer kan ha upptäckt en stjärna som rusar genom centrum av vintergatan tillsammans med en planet i omloppsbana. Om fyndet bekräftas sätter detta solsystem ett nytt rekord som det snabbast rörliga solsystemet som hittats. Hastigheten är nästan dubbelt så stor som vårt solsystems hastighet genom Vintergatan.

Planetsystemet tros röra sig i en hastighet av minst 540 kilometer per sekund.

"Vi tror att det här är en så kallad super-Neptunus-värld som kretsar kring  stjärnan med låg massa på ett avstånd från sin stjärna som kan jämföras med Venus eller jordens omloppsbanor om den befunnits i vårt solsystem", beskriver Sean Terry, postdoktoral forskare vid University of Maryland, College Park och NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Eftersom stjärnan är ljussvag (liten o inte så het)  är planeten långt utanför guldlockszonen. 

Om fyndet bekräftas kommer den att vara den första planet som någonsin hittats i omloppsbana runt en hyperhastighetsstjärna, beskriver han.

Stjärnan är cirka 24 000 ljusår bort, vilket placerar den i Vintergatans centrala nav där stjärnorna är tätt packade. Genom att jämföra stjärnans position 2011 och 2021 beräknade teamet dess höga hastighet. "För att vara säkra på att stjärnan är en del av den orsakade ljussignalen  som man först fann 2011 (som gjorde att den hittades), skulle vi vilja titta igen om ett annat år och se om den rör sig i samma hastighet och riktning för att bekräfta att den kom från den punkt där vi först upptäckte signalen", beskriver Bennett.

En artikel som beskriver resultatet av studien, ledd av Terry, publicerades i The Astronomical Journal den 10 februari. 

Euclid har upptäckt en Einsteinring som förvånar astronomer

 

Bild  https://www.esa.int  Euclid bild av en ljusstark Einsteinring runt galaxen NGC 6505

Den 1 juli 2023 gav sig Euclid  (Dark Universe Explorer Spectroscopic All Sky Cosmic Explorer) iväg på sitt sex år långa uppdrag att utforska mörkret i universum. Innan rymdfarkosten kunde påbörja sin kartläggning undersökte teamet av forskare och ingenjörer på jorden att allt fungerade som det skulle. Under denna tidiga testfas, i september 2023, skickade Euclid bilder tillbaka till jorden. De var bilder tagna  medvetet  ur fokus,  i en suddig bild såg Eugens arkivforskare Bruno Altieri en antydan till ett mycket speciellt fenomen och bestämde sig för att ta en närmare titt på detta objekt.

Det var en Einsteinring ett extremt sällsynt fenomen som visade sig gömma sig i en galax. I galaxen NGC 6505 som finns cirka 590 miljoner ljusår från jorden. Det här är första gången som ringen av ljus som omger denna galax centrum detekteras och det genom Euclid högupplösta instrument. Ringen runt NGC 6505  i förgrunden består av ljus från en ljusstark galax längre bort i tid och rum. Denna bakgrundsgalax ligger 4,42 miljarder ljusår bort och dess ljus har förvrängts av gravitation på sin väg till oss. Den avlägsna galaxen har inte observerats tidigare och har ännu inget namn.

"En Einsteinring är ett exempel på stark gravitationslinsing", förklarar Conor O'Riordan, vid Max Planck-institutet för astrofysik i Tyskland, och huvudförfattare till den första vetenskapliga artikeln om analyseringen av ringen. – Alla starka gravitationslinsingar är speciella eftersom de är så sällsynta och otroligt användbara vetenskapligt. Den här är särskilt speciell, eftersom den finns relativt nära jorden och linjeringen gör den väldigt vacker."

Albert Einsteins allmänna relativitetsteori förutsäger att ljus  böjer sig runt objekt i rymden så att ljuset fokuserar som en gigantisk lins. Denna gravitationslinseffekt är större för massiva objekt av galaxer och galaxhopar. Det betyder att vi ibland kan se ljuset från avlägsna galaxer som annars skulle vara dolda i tid och rum.

Om inriktningen är precis rätt böjs ljuset från den avlägsna galaxen och bildar en spektakulär ring runt en galax som finns närmare oss.  Einsteinringar är ett rikt laboratorium för forskare. Att studera deras gravitationseffekter kan hjälpa oss att lära mer om universums expansion, upptäcka effekterna av osynlig mörk materia och mörk energi och undersöka bakgrundskällan vars ljus böjs av mörk materia mellan oss och källan. 

– Jag tycker att det är väldigt intressant att den här ringen observerades i en välkänd galax som upptäcktes för första gången 1884, beskriver Valeria Pettorino, forskare vid ESA:s Euclid-projekt. – Galaxen har varit känd för astronomer under en väldigt lång tid och ändå har denna ring aldrig observerats tidigare. Detta visar hur kraftfull Euclid är som hittar nya fenomen även på platser som vi trodde att vi kände till väl. Upptäckten är mycket uppmuntrande för Euclid-uppdragets framtid och visar på dess kapacitet.

Vissa stjärnor förvränger sitt sken och vi missar om de har exoplaneter

 

Bild https://www.ucl.ac.uk

Det mesta av den information vi har om planeter utanför vårt solsystem (exoplaneter) kommer från nedgångar i stjärnors ljus när dessa planeter passerar framför sin sol.

Det kan ge ledtrådar om planetens storlek (genom att vi ser på hur mycket stjärnljus som blockeras) och vad dess atmosfär består av (genom att se på hur planeten ändrar mönstret av det stjärnljus som dämpas).

I en ny studie, publicerad i The Astrophysical Journal Supplement Series, dras nu slutsatsen att fluktuationer i stjärnljuset på grund av varmare och kallare områden på en stjärnas yta däremot kan förvränga våra tolkningar av exoplaneter som passerar dessa ljusskiftande områden mer än vi tidigare trott.

Forskarna såg på atmosfären hos 20 planeter av Jupiters och Neptunus storlek och fann att värdstjärnornas ljusföränderlighet förvrängde dataanalysen för ungefär hälften av exoplaneterna.

Om forskarna inte tar hänsyn till dessa variationer på rätt sätt skulle misstolkning av en rad olika faktorer som planeternas storlek, temperatur och sammansättningen av atmosfärer bli fel. Forskatteamet beskriver att risken för feltolkningar är hanterbar om forskarna ser på en rad våglängder av ljus inklusive det optiska området där effekterna av stjärnkontaminering är mest uppenbara.

Huvudförfattare till studien Dr Arianna Saba (UCL Physics & Astronomy),  gjorde studien som en del av sin doktorsexamen vid UCL (University College London) beskriver: "Dessa resultat var en överraskning vi fann mer stjärnkontaminering i våra data än vi förväntade oss. Genom att förfina vår förståelse för hur stjärnors variabilitet kan påverka tolkningar av exoplaneter kan vi förbättra våra modeller och i framtiden använda de mycket större datamängder som nu kommer från James Webbteleskopet och snart i det framtida Ariel och Twinkle på ett bättre sätt.

Månen Enceladus hav kan innehålla liv som är nästan omöjligt att upptäcka

 

Bild wikipedia Ett panoramafoto av Enceladus gejsrar av vatten taget av rymdsonden Cassini under 2015.

I en ny studie vid vid University of Reading,av Saturnus måne Enceladus visas att fysiken i främmande hav kan förhindra att djuphavsliv där kan nå platser (närma ytan) där vi kan upptäcka det.

Kemiska spår, mikrober och organiskt material avslöjande signaturer på eventuellt liv forskare letar efter  kan brytas ner eller omvandlas när de färdas genom havets distinkta lager upp mot ytan. Dessa omvandlade biologiska signaturer kan bli oigenkännliga när de når ytan där rymdfarkoster kan ta prover. Därmed kan liv missas även om livet frodas i djuphavet nedanför.

Flynn Ames, huvudförfattare vid University of Reading, beskriver: "Föreställ dig att du försöker hitta liv i djupet av jordens hav genom att bara ta prover på vattenytan. Det är den utmaning vi står inför med Enceladus förutom att vi också har att göra med ett hav vars fysik vi inte vet hur det är beskaffat.

– Vi har funnit att Enceladus hav borde bete sig som olja och vatten i en burk, med lager som motstår vertikal blandning. Dessa naturliga barriärer skulle kunna fånga partiklar och kemiska spår från liv i djupen hundratals till hundratusentals år. Tidigare trodde man livstecken skulle kunna flyta upp till havsytan inom några månader.

Citat Wikipedia: Enceladus är cirka 500 kilometer i diameter, vilket motsvarar en knapp sjättedel av Månens diameter. Förekomsten av en intern salt ocean (med ett djup av som man tror 10 km)  med en energikälla och enkla organiska föreningar i kontakt med månens stenkärna sätter Enceladus bland de mest troliga platserna i Solsystemet att kunna hysa främmande mikrobiellt liv.

I takt med att sökandet efter liv fortsätter kommer framtida rymdfärder att behöva vara extra försiktiga när de tar prover på Enceladus ytvatten då det gäller att dra slutsatser.

Med hjälp av datormodeller som liknar de som används för att studera jordens djuphav har studien visat viktiga implikationer för sökandet efter liv i solsystemet och bortom det. I takt med att forskare upptäcker fler istäckta havsvärldar (månar) som kretsar kring de yttre planeterna och avlägsna stjärnor kan liknande havsdynamik begränsa bevis för liv och dess byggstenar i djupare vatten som inte kan upptäckas från ytan. Till och med på världar som Enceladus, där havsmaterial genom gejsrar trycks ut från isen i gejsar bör man inte dra för stor slutledning av detta vatten vid provtagning. Den långa resan från djuphavet till ytan kan radera ut viktiga bevis på liv i djupet.

Studien om undersökningen publicerades torsdagen den 6 februari 2025 i Communications Earth & Environment och visar hur Enceladus hav bildar distinkta lager som dramatiskt bromsar förflyttningen av material från havsbotten till ytan.

Asteroiden Kamo'oalewa ursprung är Giordano Bruno-kratern på månen.

 

Bild https://news.arizona.edu/ Asteroiden Kamo'oalewa, målet för Kinas kommande Tianwen-2-uppdrag, kommer troligen från Giordano Bruno-kratern på månens baksida som ses ovan av NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter. NASA/Goddard/Arizona State University. 

Det är första gången forskare spårat en asteroid till dess ursprungsplats i detta fall en krater på månen. Till skillnad från de flesta jordnära asteroider som tros komma från asteroidbältet mellan Mars och Jupiters omloppsbanor sprängdes asteroiden 2016 HO3 känd även som Kamo'oalewa, troligen ut då Giordano Bruno-kratern bildades på månens baksida vid ett meteoritnedfall och har rusat genom rymden sedan dess i flera miljoner år enligt en ny studie publicerad i tidskriften Nature Astronomy.

Kamo'oalewa, har valts ut som mål för Kinas Tianwen-2-uppdrag och är en av asteroiderna i liknande omloppsbana runt solen som jorden. Asteroiden mäter mellan 50 till 60 meter i diameter. 

Enligt studiens huvudförfattare Yifei Jiao, forskare vid University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory och vilken även är doktorand vid Tsinghua University i Peking är studien den första redogörelsen för en potentiellt farlig jordnära asteroid som har kopplats till en specifik krater på månen.

Enligt datasimuleringar skulle det ha krävts en kollision med en diameter på minst 1 kilometer för att skjuta upp ett stort fragment som Kamo'oalewa ur en krater som undslapp månens gravitation. Enligt gruppens modell skulle nedslaget ha grävt upp Kamo'oalewa och kommit djupt nerifrån månens yta och lämnat efter sig en nedslagskrater större än 10 till 20 kilometer i diameter.

Det kommande Tianwen-2-uppdraget syftar till att returnera prover från Kamo'oalewa vilket potentiellt kan bekräfta att dess ursprung är månen och berika vår förståelse av månens påverkansdynamik och rymdvittringseffekter.

 Dessutom förväntas NASA:s NEO Surveyor-uppdrag att identifiera fler medlemmar av denna jordnära asteroider som härstammar från månen. 

-

Nya detaljer om månens historia

 

Bild https://news.uchicago.edu/ En konstnärs illustration av hur den delvis smälta månen kan ha sett ut. Illustration med tillstånd av NASA Goddard Space Flight Center.

Forskare tror att ett mycket stort föremål kraschade in i den nybildade jorden och att månen då bildades av det skräp som blev kvar vid nedslaget. Teorin kallas Theateorin.

Kollisionen var extremt våldsam, beskriver Nicolas Dauphas, huvudförfattare till en nyskriven artikel om händelsen och ledare av UChicago Origins Laboratory och professor vid institutionen för geofysiska vetenskaper och Enrico Fermi-institutet. Studien genomfördes i ett samarbete med forskare vid University of Chicago och tillämpade banbrytande tekniker för att göra ultraprecisa avläsningar av sällsynta mineral i sten. Resultaten av studien ger ytterligare kunskap av vår förståelse av hur både månen och jorden bildades.

Här ges en ålder för när månen bildades  och kanske också den tidpunkt då jorden blev möjlig för livets början.

Vi vet hittills följande.

Solsystemet bildades för cirka 4,57 miljarder år sedan. Kort därefter svalnade det och skräp for runt och kollidera och klumpade ihop sig över tid och bildade planeterna. Forskare tror att ett mycket stort föremål kraschade in i den nybildade jorden och  månen bildades av skräpet som kom till från detta nedslag.

Kollision var extremt våldsam, beskriver Dauphas tillräckligt våldsam för att smälta sten; "så först måste vi föreställa oss ett stort klot av magma som svävar i rymden runt jorden."Genom att testa små prover av månsten som samlats in från flera Apollo-uppdrag kom man fram till en ålder för månens avkylning: 4,43 miljarder år före nutid.

Baserat på andra studier tror forskare att det skulle ha tagit månen cirka 20 miljoner år att svalna till den nivå den hade för 4,43 miljarder år sedan. Om man arbetar baklänges visar det att själva månen bildades för cirka 4,45 miljoner år sedan.

Detta visar inte bara månens historia utan också jordens bildande eftersom kollisionen som resulterade i månen förmodligen också var den sista stora kollisionen med jorden vilket markerar den tid då jorden därefter kan ha blivit stabil och senare blivit möjlig för liv.

Dauphas benämner även att han tillägnade studien till minne av sin fru geokemisten Reika Yokochi, forskningsprofessor vid UChicago som gick bort 2024. "Hon var avgörande för alla aspekter av min forskning", beskriver han.

Studien kan läsas här Citation: “Completion of lunarmagma ocean solidification at 4.43 Ga.” Dauphas et al, Proceedings of the National Academy of Sciences, Jan. 6, 2025.