Neutronstjärnors otroliga tyngd då de bildats

 

Bild wikipedia

Ett internationellt team astrofysiker från Kina och Australien under ledning  av professor Xingjiang Zhu (tidigare professor vid Beijing Normal University, Kina) har för första gången fastställt hur massiva neutronstjärnor är när de blir till.

"Att förstå neutronstjärnors tillblivelse är nyckeln till att låsa upp deras bildningshistoria", beskriver Dr. Simon Stevenson, forskare vid OzGrav University och medförfattare till studien. – Det här arbetet ger en viktig grund för att tolka gravitationsvågsdetektioner vid neutronstjärnkollisioner, säger han på denna video från you tube.

Neutronstjärnor är de täta resterna av massiva stjärnor som var mer än 8 gånger så massiva som vår sol och som blev resultatet efter stjärnor som slutade som supernova.

Dessa mycket täta objekt har massor som är mellan en och två gånger solens massa, sammanpressade till ett klot med en radie av endast 10 km och en densitet på omkring 1 miljard ton per kubikcentimeter. Forskningen, som publiceras i Nature Astronomy, analyserade ett urval av 90 neutronstjärnor i dubbelstjärnsystem med noggranna massmätningar för förstå  neutronstjärnors massa vid tillblivelsen.

– Vårt tillvägagångssätt gör det möjligt att förstå massan hos neutronstjärnor vid tillblivelsen vilket har varit en långvarig fråga inom astrofysiken, beskriver professor Zhu. En artikel om studien är publicerad i Nature Astronomy.  

Stora exoplaneters atmosfär visar sig innehålla koldioxid

 

Bild wikipedia på solsystemet HR 8799 (solen i centrum) med exoplanet HR 8799e (höger), HR 8799d (lågt till höger), HR 8799c (uppe till höger), HR 8799b (uppe till vänster), foto Keck-observatoriet.

NASA:s James Webb Space Telescope har tagit bilderav flera stora gasplaneter i solsystemet HR 8799 ett ungt solsystem 130 ljusår bort som är ett viktigt mål för studier om planetbildning.

Observationerna tyder på att planeterna runt HR 8799 är rika på koldioxid. Detta ger starka bevis för att systemets fyra jätteplaneter bildades likartat som Jupiter och Saturnus genom att långsamt bygga upp fasta kärnor som drog till sig gas från en protoplanetär skiva. 

Observationerna bekräftar exoplaneternas atmosfärer genom Webbs kraftfulla spektroskopiska instrument som kan lösa upp den atmosfäriska sammansättningens innehåll genom spektralanalys.

"Genom upptäckten av koldioxid har vi även visat att det finns en betydande andel av tyngre grundämnen, som kol, syre och järn, i dessa planeters atmosfärer", beskriver William Balmer vid Johns Hopkins University i Baltimore. "Med tanke på vad vi vet om stjärnan de kretsar kring tyder det sannolikt på att de bildades via kärnansamling" Likt Jupiter och Saturnus bildades en gång.

Balmer är huvudförfattare till studien som publicerades nyligen  i   TheAstrophysical Journal. Balmer med teams analys inkluderar också Webbs observation av ett system 97 ljusår bort som kallas 51 

Livet kan ha sitt ursprung från mikroblixtrar i vattendroppar

 

Bild wikimedia.

Ny forskning från Stanford University visar att vatten som sprutas in i en blandning av gaser som tros funnits i jordens tidiga atmosfär kan ha varit anledningen till bildandet av organiska molekyler med kol-kvävebindningar, inklusive uracil, en av komponenterna i DNA och RNA.

Studien om ämnet har publicerats i tidskriften Science Advances och här visar forskarna  bevis på en ny vinkel till den mycket omstridda Miller-Urey-hypotesen där det hävdas att livet på jorden började vid ett blixtnedslag i hav. Den teorin är baserad på ett experiment från 1952 som visade att organiska föreningar kunde bildas med applicering av elektricitet i en blandning av vatten och oorganiska gaser.

I den nu aktuella studien fann forskarna att vattenspray producerar små elektriska laddningar droppar kan därmed ge elektricitet själva utan att någon tillsatt elektricitet.

"Mikroelektriska urladdningar mellan motsatt laddade vattenmikrodroppar bildar alla de organiska molekyler som tidigare observerats i Miller-Urey-experimentet och vi föreslår därför  att urladdningar mellan motsatt laddade vattenmikrodroppar är en mekanism som ger prebiotisk syntes av molekyler vilka utgör livets byggstenar", beskriver seniorförfattaren Richard Zare, Marguerite Blake Wilbur Professor of Natural Science och professor i kemi vid Stanfords School of Humanities and Sciences.

Jag ser den nya forskning resultat som en mycket troligare lösning till livets ursprung  än det som jag ser  Miller-Urey-experimentet.

Dessa gaser i exoplanets atmosfär kan vara tecken på liv planeten

 

Bild https://news.ucr.edu  Konstnärs illustration av en hyceisk värld, där metylhalogenidgaser skulle kunna finnas och detekteras i atmosfären. (Pablo Carlos Budassi)

I en ny artikel i Astrophysical Journal Letters beskriver forskare från University of California, Riverside gaser, som skulle kunna finnas och upptäckas i atmosfären hos exoplaneter (planeter i andra solsystem) med hjälp av James Webb Space Telescope.

Gaserna, som kallas metylhalo genider består av en metylgrupp bestående av en kolatom och tre väteatomer, bundna till en halogenatom som ex klor eller brom. De produceras främst på jorden av bakterier, marina alger, svampar och vissa växter.

En viktig aspekt till sökandet efter metyl halogenider är att exoplaneter som liknar jorden är för små och ljussvaga för att kunna ses med JWST, det största teleskopet i rymden. Istället skulle JWST behöva sikta på större exoplaneter som kretsar kring små röda stjärnor som har djupa globala hav och tjocka väteatmosfärer de som kallas Hycean-planeter (vattentäckta planeter). 

 Människor skulle inte kunna andas eller överleva på dessa världar, men vissa slag av mikrober kan trivas i sådan miljö.

"Till skillnad från en jordliknande planet, där atmosfäriskt brus och begränsningar i teleskopens skärpa gör det svårt att upptäcka biosignaturer, erbjuder Hycean-planeter en mycket tydligare signal", beskriver Eddie Schwieterman, astrobiolog vid UCR och medförfattare till artikeln.

Att leta efter metylhalo genider på hyceanska världar är en optimal strategi för de tekniska resurser i sökandet som finns just nu.

– Syre är för närvarande svårt eller omöjligt att upptäcka på en jordliknande planet. Men metylhalo genider på hyceanska världar erbjuder en unik möjlighet att upptäckas med befintlig teknik, beskriver Michaela Leung, planetforskare vid UCR och huvudförfattare till artikeln.

Dessutom kan det vara lättare att hitta dessa gaser än att leta efter andra typer av biosignaturgaser.

– En av de stora fördelarna med att leta efter metylhalo genider är att du potentiellt kan hitta dem på så kort tid som 13 timmar med James Webb på en planet. Det är ungefär lika mycket eller lägre än den tid du skulle behöva för att hitta gaser som syre eller metan i en stenplanets atmosfär, beskriver Leung. "Mindre tid med teleskopet innebär att det är billigare."

Även om livsformer producerar metylhalo genider på jorden finns gasen endast i låga koncentrationer i vår atmosfär. Hyceiska planeter har olik atmosfärssammansättning och kretsar kring en annan typ av stjärna (troligast röda dvärgstjärnor)  än jorden gör därför kan gaserna ackumuleras i deras atmosfärer och upptäckas på ljusårs avstånd.

– De här mikroberna som kan finnas på dessa planeter skulle vara anaeroba. De skulle vara anpassade till en helt annan typ av miljö och vi kan inte riktigt föreställa oss hur det ser ut, förutom att gaserna i atmosfären är en trolig produkt från deras ämnesomsättning, beskriver Schwieterman astrobiolog vid UCR och medförfattare till artikeln.

En röd och en vit dvärgstjärna sänder en radiopuls mot oss varannan timme

 

Bild https://www.universiteitleiden.nl: Daniëlle Futselaar/artsource.nl

Genom utveckling av  analysteknik kan man nu upptäcka radiopulser som varar från sekunder till minuter och som verkar komma från stjärnor i Vintergatan. Det har funnits många hypoteser om vad som utlöser dessa pulser men inte funnits några säkra svar.

I en internationell studie under ledning av Iris de Ruiter i Nederländerna finns nu ett svar. De Ruiter disputerade i oktober 2024 vid University of Amsterdam och är nu postdoktoral forskare vid University of Sydney i Australien.

De Ruiter utvecklade en metod för att söka efter radiopulser som upprepas från sekunder till minuter i LOFAR-arkivet. 

När hon förbättrade metoden upptäckte hon en upprepande puls i observationerna från 2015. När hon därefter gick igenom mer arkivdata från samma del av himlen upptäckte hon ytterligare sex pulser. Alla pulser kom från en källa som kallas ILTJ1101 och som finns 1700 ljusår bort från oss i riktning mot stjärnbilden Stora Karlavagnen (stora björn).

Vad man anser vara källan är en vit dvärgstjärna och en röd dvärgstjärna vilka kretsar ett varv om varandra varannan timme vilket resulterar i en radiopuls. Genom upptäckten vet nu astronomer att det inte bara är neutronstjärnor som har sänder ut ljusstarka radioblixtar. I teamet av internationella forskare ingick även två forskare från Leidenobservatoriet: Joseph Callingham och Timothy Shimwell.

Med sin expertis hjälpte Leidenforskarna till att tolka LOFAR-datan vilket gav denna upptäckt resultat som publicerats i Nature Astronomy. 

Nu är det bevisat. Det finns fyra planeter runt Barnards stjärna

 

Bild https://news.uchicago.edu  En konstnärs uppfattning om utsikten över en av de fyra planeterna som kretsar kring Barnards stjärna. Illustration av International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor/J. Pollard.

Astronomer har bevis på att det inte bara finns en utan fyra små planeter som kretsar om Barnards stjärna. Ett solsystem som finns i stjärnbilden Ormbäraren ca 6 ljusår från oss och vilket är det femte närmaste solsystemet till jorden.

De fyra planeterna som konstaterats är var och en stenplaneter med cirka 20 till 30 procent av jordens massa, De ligger så nära sin sol (Barnards stjärna) att ett dygn på dem är endast några dagar. Det innebär att de ligger nära sin sol och då förmodligen är för varma för att hysa liv på sina ytor. Men fyndet visar ett nytt sätt som fungerar för att upptäcka mindre planeter runt närliggande stjärnor.

– Det är ett väldigt spännande fynd. Barnards stjärna är vår kosmiska granne och ändå vet vi så lite om den, beskriver Ritvik Basant, doktorand vid University of Chicago och huvudförfattare till studien. "Det signalerar ett genombrott av precisionen hos de nya instrument som använts”. Barnards stjärna är en så kallad M-dvärgstjärna. Dessa är mycket vanliga i universum. Forskare skulle därför vilja veta mer om vilka typer av planeter de hyser. 

Problemet är att dessa avlägsna planeter är för små för att kunna ses bredvid sina stjärnor på grund av stjärnans låga sken inte ens med våra mest kraftfulla teleskop kan planeterna  ses. Det betyder att forskare är tvungna att vara kreativa för att söka efter dem. En sådan kreativitet leddes av UChicago-professorn Jacob Bean, vars team skapade och installerade ett instrument som kallas MAROON-X, fäst vid Geminiteleskopet som finns på en bergstopp på Hawaii designat speciellt för att söka efter avlägsna planeter. Då stjärnor är så mycket ljusstarkare än de planeter som finns runt dem är det lättare att leta efter effekter som dessa planeter har på sina stjärnor som ex att övervaka förändringar (störningar) på  stjärnans position.

MAROON-X letar efter sådana effekter. Gravitationen från planeter drar något i stjärnans position vilket innebär att stjärnan verkar vingla fram och tillbaka. MAROON-X mäter ljusets färg så exakt att den kan fånga upp dessa mindre skiftningar och till och med upptäcka antalet skiftningar och räkna ut massan av de planeter som kretsar runt en stjärna utifrån effekten som uppstår på stjärnan.

De nu hittade planeterna är sannolikare stenplaneter än  gasplaneter som ex Jupiter, beskriver forskarna. Men det blir svårt att fastställa med säkerhet. Vinkeln vi ser dem från jorden från innebär att vi inte kan se dem passera framför sin stjärna vilket är den vanliga metoden för att ta reda på om en planet är en stenplanet eller gasplanet. Men genom att samla information om liknande planeter runt andra stjärnor kan vi göra bra gissningar om deras sammansättning. 

Då planeterna har betydligt mindre massa än Jorden misstänker jag dock att de är gasplaneter ex så kallade Mini Neptunus vilka är mycket vanliga därute i rymden.   (min analys).

Den nya studien bestod av forskare vid Gemini Observatory/National Science Foundation NOIRLab, Heidelbergs universitet och Amsterdams universitet, publiceras den 11 mars i The Astrophysical 

JVM teleskopets bilder av The Flame Nebula (NGC 2024 )

 

Bild https://webbtelescope.org

Flamnebulosan finns cirka 1 400 ljusår från jorden och här förekommer stjärnbildning sedan mindre än 1 miljon år tillbaks. Här finns det objekt som är så små att deras kärnor aldrig kommer att kunna bli stjärnor utan blir misslyckade stjärnbildningar (bruna dvärgstjärnor). 

Bruna dvärgar kallas ofta "misslyckade stjärnor" och de blir med tiden mycket ljussvaga och är mycket svalare än stjärnor. Dessa faktorer gör det svårt att hitta och observera dem med de flesta teleskop. När de är mycket unga är de dock fortfarande relativt sett varma och ljusa och därför lättare att hitta och observera trots det skymmande, täta stoft och gasmoln som i detta fall utgör Flamnebulosan.

NASA:s James Webb Space Telescope kan tränga igenom detta täta, dammiga område och se det svaga infraröda skenet från unga bruna dvärgar. Ett team av astronomer använde denna möjlighet för att utforska den lägsta massgränsen för bruna dvärgar i Flamnebulosan. De fann fritt svävande objekt som var ungefär två till tre gånger större än Jupiters massa.  Instrumentet var  känsligt nog för att finna ner till 0,5 gånger Jupiters massa.

– Målet med projektet var att utforska den grundläggande gränsen för låg massa i processen då stjärnor och bruna dvärgar bildades. Med Webb kan vi undersöka de svagast lysande objekten med lägst massa, beskriver studiens huvudförfattare Matthew De Furio vid University of Texas i Austin. Bruna dvärgar har en mängd information att ge särskilt när det gäller stjärnbildning och planetforskning med tanke på deras likheter och skillnader med både stjärnor och planeter. NASA:s rymdteleskop Hubble har varit på jakt efter dessa  bruna dvärgbildningar i årtionden.

Även om Hubble inte kan observera de bruna dvärgarna i Flamnebulosan med lika låg massa som Webb kan var Hubbleteleskopet avgörande för att identifiera kandidater för vidare studier med Webbteleskopet. Den nu aktuella studien är ett exempel på hur Webb tog över stafettpinnen från årtionden av Hubble-data.

Med hjälp av befintliga data som Hubble insamlat under de senaste 30 åren har vi fått veta att Flamnebulosan är ett mycket användbart stjärnbildningsområde att rikta in sig på. Vi behöver Webbteleskopet för att kunna studera Flamnebulosan, beskriver De Furio.

"Det är ett stort steg i vår förmåga att förstå vad som upptäckts av Hubble. Webb öppnar verkligen en helt ny värld av möjligheter genom att bättre kunna undersöka de här objekten, beskriver astronomen Massimo Robberto vid Space Telescope Science Institute.

Teamet fortsätter att studera Flamnebulosan och använder Webbs spektroskopiska verktyg för att ytterligare undersöka de olika objekten i desnna dammiga miljö.

"Det finns en stor överlappning mellan de objekt som skulle kunna vara planeter och de objekt som med mycket, mycket låg massa blir eller är bruna dvärgar", beskriver Meyer. "Och det är vårt jobb under de kommande fem åren: att ta reda på vad som är vad och varför."

Resultatet av studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften  The Astrophysical Journal Letters.