Det verkar finnas en pulsar i vintergatans centrum.

 

Bild Kartan visar var den brittisk astrofysikern Jocelyn Bell upptäckte den första pulsaren, PSR B1919+21 (i stjärnbilden Räven). Kartan är utställd på Cambridge University Library wikipedia. Följ länken  för att se en kort sekvens på hur en pulsar bildas (obs bilden har inget med inlägget nedan men är intressant).

En pulsar är en roterande neutronstjärna som genererar regelbundna pulser av strålning. Pulsarer är snabbt roterande, starkt magnetiserade neutronstjärnor som ger ifrån sig strålning med våglängder från radiostrålning till gammastrålning över jorden likt kosmiska fyrar.

Forskare från Columbia University har arbetat i ett vetenskapligt forskningsprogram kallat  Breakthrough Listen för att söka efter tecken på civilisationer utanför jorden. De har publicerat nya resultat från Breakthrough Listen Galactic Center Survey från en av de mest känsliga radiosökningarna som någonsin genomförts efter pulsarer i den dynamiskt komplexa centrala regionen i Vintergatan. 

I avsaknad av yttre påverkan anländer pulserna från en pulsar till teleskop med extraordinär regelbundenhet. De kan betraktas som mycket exakta klockor med mycket förutsägbart beteende. Millisekundpulsarer uppvisar särskilt extremt stabilt klockliknande beteende tack vare sin mycket snabba rotation. "när pulserna färdas nära ett mycket massivt objekt, kan de avledas och ge tidsfördröjningar på grund av rumtidens förvrängning, som förutspåtts i Einsteins allmänna relativitetsteori." beskriver Slavko Bogdanov, forskare vid Columbia Astrophysics Laboratory och medförfattare till studien.

Eftersom Skytten A*, det centrala svarta hålet i vår galax, har en massa som är ungefär 4 miljoner gånger solens massa, utövar det ett starkt inflytande på sin omgivning.

Med tanke på de potentiella konsekvenserna av upptäckten av en eventuell pulsar pågår en analys av omfattande uppföljande observationer.

"Vi ser fram emot vad uppföljande observationer kan avslöja om denna pulsarkandidat," beskriver Perez. Om det bekräftas vara en pulsar kan det hjälpa oss att bättre förstå både vår egen galax och allmän relativitsteorin som helhet."

Studien skedde under ledning av den nyligen utexaminerade Columbia-doktoranden Karen I. Perez och  publicerades i The Astrophysical Journal. 

Ett stort nedslag skedde i Brasilien för 6,3 miljoner år sedan

 

Bild https://agencia.fapesp.br  Några exempel på "geraisiter", uppkallade efter delstaten Minas Gerais där de hittades, i olika former (foto: Álvaro Penteado Crósta/IG-UNICAMP)

För första gången i Brasilien har forskare identifierat ett område för tektiter ( naturliga glasföremål upp till några centimeter i storlek, vilka enligt de flesta forskare har bildats vid stora meteoritnedslag på jordytan. Tektiter hör till de torraste bergarter som finns och har ett vatteninnehåll på i medeltal 0,005 %.). De är naturligt glas som bildas av den högenergirika stöten från meteoriter mot jordens yta. Ova objekt har  fått namnet geraisiter till ära för den brasilianska delstaten Minas Gerais där de först upptäcktes   utspritt på ett fält. Detta utökar den ofullständiga dokumentationen av nedslag historiskt i Sydamerika.

Hittills hade endast fem stora tektittfält erkänts på planeten liggande i Australasien, Centraleuropa, Elfenbenskusten, Nordamerika och Belize. Det brasilianska fältet ansluter sig nu till denna grupp.

Geriasiterna hittades ursprungligen i tre kommuner i norra Minas Gerais. I Taiobeiras, Curral de Dentro och São João do Paraíso  i en remsa på cirka 90 kilometer. Sedan artikeln skickades in har nya förekomster registrerats i de brasilianska delstaterna Bahia och Piauí. Enligt Álvaro Penteado Crósta, geolog och seniorprofessor vid Geovetenskapsinstitutet vid Statliga universitetet i Campinas  utökar detta det kända området till mer än 900 kilometer i längd.

 "Denna tillväxt i förekomstområdet är helt i linje med vad som observeras i andra tektittfält runt om i världen. Fältets storlek beror direkt på energin i nedslaget med flera faktorer," förklarar Crósta.  Geokemiska analyser visar att geraisiterna har en hög kiseldioxidhalt (SiO₂) som varierar från 70,3 % till 73,7 %. Den sammanlagda halten av natriumoxider (Na₂O) och kaliumoxider (K₂O) varierar från 5,86 % till 8,01 %, vilket är något högre än i andra tektittfält. Små variationer i spårämnen, såsom krom (10–48 delar per miljon) och nickel (9–63 ppm), identifierades vilket indikerar att det ursprungliga materialet varken var rent eller homogent. Förekomsten av sällsynta inklusioner av lechatelierit, en form av glasig kiseldioxid som produceras vid extrema temperaturer, stöder ytterligare ett nedslagsursprung.

"Ett av de avgörande kriterierna för att klassificera materialet som tektit var dess mycket låga vattenhalt, mätt med infraröd spektroskopi: mellan 71 och 107 ppm. Som jämförelse innehåller vulkanglas, såsom obsidian, vanligtvis mellan 700 ppm och 2 % vatten, medan tektiter är  mycket torrare," påpekar Crósta.

Datering baserad på förhållandet mellan argonisotoper (⁴⁰Ar/³⁹Ar) och visar att händelsen inträffade för cirka 6,3 miljoner år sedan, i slutet av miocen-epoken. Tre grupper med mycket liknande åldrar erhölls (6,78 ± 0,02 Ma, 6,40 ± 0,02 Ma, och 6,33 ± 0,02 Ma), vilket är förenligt med en enda nedslagshändelse. "Åldern 6,3 miljoner år bör tolkas som en maximal ålder eftersom en del av argonet kan ha kommit från de uråldriga bergarter som träffades av nedslaget," kommenterar forskaren.

Hittills har ingen krater som visar nedfallets plats identifierats. Enligt Crósta är detta inte ovanligt då endast tre av de sex stora klassiska tektittfälten har kända kratrar. I fallet med det största fältet, beläget i Australasien, tros kratern vara i  havet. I Brasilien visar isotopgeokemi att det smälta materialet härstammar från arkeisk kontinentalskorpa mellan 3,0 och 3,3 miljarder år gammalt. 

Detta leder sökandet mot São Francisco-kratonen, en uråldrig och geologiskt stabil del av kontinentalskorpan och en av de äldsta regionerna på den sydamerikanska kontinenten. "Den isotopiska signaturen indikerar en mycket gammal kontinental, granitisk källbergart. Detta minskar antalet kandidatområden avsevärt," beskriver Crósta. I framtiden kan aerogeofysiska metoder som magnetiska och gravimetriska undersökningar avslöja cirkulära anomalier kopplade till en dold under ytan eller eroderad krater. 

 Upptäckten beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften Geology av ett team forskare under ledning av Álvaro Penteado Crósta, geolog och seniorprofessor vid Geovetenskapsinstitutet vid Statliga universitetet i Campinas (IG-UNICAMP). Crósta samarbetade med forskare från Brasilien, Europa, Mellanöstern och Australien.

Kan dagens måne Titan vara resultatet av en kollision

 

Bild wikipedia Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet ovan avbildad av Cassini-farkosten i december 2011. Ett tjockt lager av organiskt dis döljer permanent Titans yta från synligt ljus.

SETI-institutets studie använde datorsimuleringar för att avgöra om en extra måne en gång kommit tillräckligt nära Saturnus för att bilda dess ringar. Det mest sannolika utfallet är en kollision av en annan måne med Titan. Saturnus lilla, missbildade, ständigt tumlande måne Hyperion har sin bana låst med Titans och kan vara denna. 

Bild  wikipedia NASA / JPL / SSI / Gordan Ugarkovic - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07761Färgstärkt mosaik av Saturnus måne Hyperion. Bestående av flera smalvinklade ramar och bearbetad för att matcha Hyperions naturliga färg. Tagen under Cassinis förbiflygning av denna knöliga måne den 26 september 2005.

"Hyperion är den minsta av Saturnus större månar och den gav oss den viktigaste ledtråden om systemets historia," beskriver SETI-institutets forskare Matija Ćuk. "I simuleringar där den extra månen blev instabil förlorades Hyperion ofta och överlevde bara i sällsynta fall. Vi insåg att Titan-Hyperion-låset är relativt ungt endast några hundra miljoner år gammalt. Detta dateras till ungefär samma period som den extra månen försvann. Kanske klarade inte Hyperion denna omvälvning utan är resterna av den. Om den extra månen smälte samman med Titan skulle den sannolikt producera fragment nära Titans omloppsbana och då precis där Hyperion nu finns."

Modellen antyder att Titan bildades genom en sammansmältning mellan två tidigare månar. En "Proto-Titan", nästan lika stor som Titan är i dag och en mindre "Proto-Hyperion." Denna sammansmältning kan förklara Titans få nedslagskratrar, som då skulle ha raderats i processen. Titans excentriska bana, som nu snabbt blir rundare, antyder en nyligen störning från Proto-Hyperion. Innan sammansmältningen kan Proto-Titan ha liknat Jupiters måne Callisto vilken är översållad av kratrar och utan atmosfär. SETI-institutets  team fann även att Proto-Hyperion innan dess försvinnande hade en luyande bana kring Saturnus avlägsna måne Iapetus vilket löste ett annat långvarigt mysterium.

Titan bildades genom att två månar slog samman anser man nu. Men varifrån kommer Saturnus ringar? Medlemmar av SETI-institutets team föreslog för över tio år sedan att ringarna är skräp från kollisioner mellan medelstora månar närmare Saturnus. Denna idé stöddes senare av simuleringar från University of Edinburgh och NASA Ames Research Center. forskare där visade att det mesta av skräpet efterhand återbildas till månar medan en del av skräpet skulle spridas inåt för att bilda ringar.

I flera år trodde man att denna inre månkollision utlöstes av solen. Men ny forskning visar att det är ytterligare ett resultat av Titan-sammanslagningen. Titans excentriska bana kan destabilisera inre månar en situation som kallas omloppsresonans, där banor linjeras och gravitationspåverkan ökar. Även om det är osannolikt som en slump, skapar Titans expanderande bana ibland dessa förhållanden. Resultatet för de mindre månar som drabbas kan bli katastrofalt: deras banor förlängs vilket leder dem mot kollisioner med grannmånar. Även om tidpunkten för denna andra katastrof är oklar, måste den ha inträffat efter Titans sammansmältning vilket stämmer överens med ringarnas uppskattade ålder på cirka 100 miljoner år.

NASAs Dragonfly-uppdrag, som anländer till Titan år 2034, kan testa hypotesen. Den kärnkraftsdrivna oktokoptern som medföljer kommer att analysera ytans geologi och kemi. Dragonfly kan då avslöja om det finns bevis för att Titan uppstod från en massiv månkollision för en halv miljard år sedan.

Studien finns att läsa på Planetary Science Journal och preprinten finns tillgänglig på arXiv: 

CDG-2 är en av de mörkaste galaxerna därute

 

Bild NASA Den ytligt svaga ljusstyrkan från CDG-2 ses inom den streckade röda cirkeln till höger vilken  domineras av mörk materia och innehåller endast en gles spridning av stjärnor. Den fullständiga bilden från NASAs Hubble-teleskop finns till vänster. NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

CDG-2, kan vara bland de mest mörkmateriadominerade galaxer som någonsin upptäckts. (Mörk materia är en osynlig form av materia som varken reflekterar, avger eller absorberar ljus.) 

Att upptäcka så svaglysande galaxer är svårt. Med hjälp av avancerade statistiska tekniker identifierade dock David Li vid University of Toronto, Kanada och hans team 10 tidigare bekräftade galaxer med svag ljusstyrka och två ytterligare mörka galaxkandidater genom att söka efter täta grupper av klotformiga stjärnhopar, kompakta, sfäriska stjärngrupper som vanligtvis kretsar kring ordinära galaxer. Dessa kluster kan signalera närvaron av en svaglysande i mörker dold stjärnpopulation.

För att bekräfta en av kandidaterna som mörk galax använde astronomerna tre observatorier: NASAs Hubble Space Telescope, ESA:s (Europeiska rymdorganisationen) Euclid rymdobservatorium och det markbaserade Subaru-teleskopet på Hawaii. Hubbles högupplösta avbildning avslöjade en närliggande samling av fyra klotformade hopar i Perseus-galaxhopen, 300 miljoner ljusår bort. Uppföljande studier av insamlad Hubble-, Euclid- och Subaru-data visade ett svagt, diffust sken runt stjärnhoparna vilket är starka bevis på en underliggande galax.

"Detta är den första galaxen som upptäckts enbart genom sin klothoppopulation," beskriver Li. "Under vanliga  antaganden representerar de fyra hoparna hela den klotformade hoppopulationen på CDG-2." Preliminär analys tyder på att CDG-2 har ljusstyrkan av ungefär 6 miljoner solliknande stjärnor, där de klotformade stjärnhoparna står för 16 % av dess synliga innehåll. Anmärkningsvärt nog verkar däremot 99 % av dess massa, som inkluderar både synlig materia och mörk materia bestå av mörk materia. Mycket av dess normala materia för att möjliggöra stjärnbildning  främst vätgas  försvann här sannolikt genom gravitationsinteraktioner med andra galaxer inne i Perseus-hopen.

En  artikel som beskriver detta vetenskapliga fynd publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters 

En saknad länk i galaxbildning är hittad

 

Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Rohan Naidu (MIT); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI).  James Webb Space Telescope visar galaxen MoM-z14 som den såg ut i det avlägsna förflutna, 280 miljoner år efter big bang.

Ett team på 48 astronomer från 14 länder under ledning från University of Massachusetts Amherst har upptäckt en population av dammiga, galaxer där stjärnbildning pågår vid universums yttersta kanter en miljard år efter Big Bang som tros ha inträffat för 13,7 miljarder år sedan.

Galaxerna kan representera en ögonblicksbild i galaxens livscykel, där nyligen upptäckta ultraavlägsna ljusa galaxer bildade för 13,3 miljarder år sedan kopplas samman med tidiga "stilla", (där stjärnor slutat bildas)  galaxer cirka 2 miljarder år efter Big Bang. Upptäckten utmanar nuvarande universumsmodeller. Studien publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters, och visar ett steg för att revidera kosmisk historia. 

"Min forskning handlar om att försöka identifiera och förstå en population av sällsynta, dammiga stjärnbildande galaxer vilka först upptäcktes i slutet av 1990-talet," beskriver Jorge Zavala, biträdande professor i astronomi vid UMass Amherst och studiens huvudförfattare.

En del av det som gör dessa galaxer så svåra att studera är dammet, som absorberar UV och synligt ljus, vilket i princip gör dem osynliga för teleskop som är beroende av UV och synliga delar av spektrumet.

Men med uppfinningen av submillimeterteleskop, som kan se ljus med längre våglängder, kunde astronomer plötsligt lysa in i de dammiga delarna av universum som tidigare varit mörka för teleskop. När dammet absorberar UV och synligt ljus skapar det också värme  strålande infraröd energi som är synlig för dessa teleskop. Zavala och hans medförfattare förlitade sig på Atacama Large Millimeter/sub Millimeter Array (ALMA)-teleskopet i Chile för att kunna identifiera en population på cirka 400 ljusa, dammiga galaxer. De använde sedan närinfraröda observationer gjorda av NASAs nyligen uppskjutna James Webb Space Telescope för att lokalisera cirka 70 svaglysande dammiga galaxkandidater vid universums kant, varav merparten aldrig tidigare hade setts. Genom att gå tillbaka till ALMA-data och "stapla" observationerna kunde teamet bekräfta att dessa dammiga galaxer bildades för nästan 13 miljarder år sedan.

Även om den tekniska kunskap som krävs för att göra denna upptäckt i sig är nyhet i sig handlar upptäckten mer för vår förståelse av universums historia.

"Dammiga galaxer är massiva galaxer med stora mängder metaller och kosmiskt stoft," beskriver Zavala. "Dessa galaxer är mycket gamla vilket betyder att stjärnor bildades i det tidiga universum, tidigare än vad våra nuvarande modeller förutspår."

Dessutom verkar det som att galaxerna Zavala och hans team hittade är relaterade till två andra uppsättningar av sällsynta, anomala galaxer: de ultraljusa, stjärnbildande galaxer som bildades strax efter Big Bang (nyligen upptäckta av JWST), och mycket äldre, massiva "vilande" galaxer, där det nästan inte bildas stjärnor längre.

"Det är som om vi nu har ögonblicksbilder av livscykeln för dessa sällsynta galaxer," noterar Zavala. Men Mer forskning för att bekräfta  om Zavalas och hans teams hypotes stämmer, både att våra nuvarande astronomiska modeller av universums bildning saknar något och att stjärnbildningen skedde tidigare i universums utveckling än man tidigare trott.

Zavala påpekar att denna forskning inte hade varit möjlig utan samarbete mellan forskare och institutioner från hela världen, inklusive finansiering från USA:s National Science Foundation.

Ljusshow i äggnebulosan

 

Bild wikipedia RAFGL 2688, (Äggnebulosan).

Äggnebulosan är belägen cirka 1 000 ljusår bort i stjärnbilden Cygnus. Det är den första, yngsta och närmaste preplanetära nebulosan som upptäckts. (En preplanetär nebulosa är ett föregångarstadium till en planetarisk nebulosa, som är en struktur av gas och damm bildad från de utkastade lagren från en döende, solliknande stjärna. Termen är missvisande, eftersom planetariska nebulosor inte är relaterade till planeter.)

Äggnebulosan erbjuder en sällsynt möjlighet att testa teorier om stjärnutveckling i sent stadium. I ovan tidiga skede lyser nebulosan genom att reflektera ljus från sin centrala stjärna, som driver ut genom ett polärt "öga" i det omgivande dammet. Detta ljus kommer ut från en dammig skiva. Damm som drevs ut från stjärnans yta för bara några hundra år sedan.

Två strålar från den döende stjärnan lyser upp, (se ovan) snabbt, rörliga polarlober som genomborrar en långsammare, äldre serie koncentriska bågar. Former och rörelser antyder gravitationsinteraktioner med en eller flera dolda följeslagarstjärnor, alla begravda djupt i den tjocka skivan av stjärnstoft (damm och gas).

Stjärnor som vår sol släpper från sig sina yttre lager när de gör sig av med sitt väte och heliumbränsle. Den exponerade kärnan blir så så het att den joniserar omgivande gasen då ger de lysande skal som ses i planetariska nebulosor som Helix, Stingray och Butterfly-nebulosorna. Den kompakta Äggnebulosan befinner sig däremot fortfarande i en kort övergångsfas betecknat som det preplanetära stadiet. Ett stadie bara varar några tusen år. Detta gör det till en idealisk tid för astronomer att studera utkastningsprocessen medan nebulosan är i detta stadie i sin utvecklingsfas istället för det som komma skall som supernova. a

Bågar, lober och det centrala dammolnet härrör troligen från en koordinerad serie av ännu dåligt förstådda händelser i den kolberikade kärnan av den döende stjärnan. Åldrade stjärnor som denna smider och släpper ut  damm som så småningom blir till framtida stjärnsystem, såsom vårt eget solsystem, där  jorden och de andra stenplaneterna mm för 4,5 miljarder år sedan bildades.

Hubble-teleskopet varifrån bild kommer har varit i drift i över tre decennier och fortsätter att göra banbrytande upptäckter som formar vår grundläggande förståelse av universum. Hubble är ett internationellt samarbetsprojekt mellan NASA och ESA (Europeiska rymdorganisationen). NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, ansvarar för teleskopet och missionsverksamheten. Lockheed Martin Space, baserat i Denver, stödjer också uppdragsverksamheten vid Goddard. Space Telescope Science Institute i Baltimore, som drivs av Association of Universities for Research in Astronomy, utför Hubble-vetenskapliga operationer för NASA.

@NASAHubble

@NASAHubble

En stjärnas direktkollaps resulterade i ett svart hål

 

Bild wikipedia på Andromedagalaxen där händelsen skedde.

En massiv stjärna i Andromedagalaxen har kollapsat direkt till ett svart hål utan att explodera som en supernova, enligt ny forskning ledd av Columbia Astronomy-fakultetsmedlemmen Kishalay De. Upptäckten har publicerats nyligen i Science. 

  Upptäckten ger några av de tydligaste observationsbevisen hittills för ett länge existerad teori, fenomenet "direkt kollaps."

Stjärnan det handlar om är betecknad M31-2014-DS1 och var en superjätte med låg nivå av våtgas belägen cirka 2,5 miljoner ljusår bort i Andromedagalaxen. Från början ungefär 13 gånger större än vår sols massa och senare reducerad till ungefär fem solmassor efter att ha släppt ifrån sig materia genom starka stjärnvindar blev stjärnan efterhand ljusare i det infraröda fältet under flera år innan den bleknade dramatiskt och försvann och lämnade efter sig ett skal av damm. Istället för att producera en briljant supernova verkar dess kärna ha kollapsat totalt inåt och bildat ett svart hål.

De och hans medarbetare upptäckte händelsen genom att gå igenom arkivdata från NASAs NEOWISE-uppdrag som genomfört den största undersökningen hittills av variabla infraröda källor i Vintergatan och närliggande galaxer. Vägledda av teoretiska förutsägelser från 1970-talet om att en misslyckad supernova skulle lämna ett svagt infrarött sken av dammiga utkastningar. Teamet identifierade den ovanliga, ihållande blekningen av M31-2014-DS1 som ett tecken på direkt kollaps. 

"Stjärnor med massa som M31-2014-DS1 har länge antagits alltid explodera då deras bränsle och tid är ute," beskriver De. "Det faktum att M31-2014-DS1 inte gjorde det tyder på att huruvida en stjärna exploderar som en supernova eller inte kan bero på komplexa, kaotiska, interaktioner djupt i dess kärna."

Upptäckten utmanar de vanliga antagandena om hur massiva stjärnor kollapsar och antyder att tysta kollapser till svarta hål kan vara vanligare än man antagaget vilket omformar astronomers förståelse av stjärndöd i universum.