Om en supernova sker upp till 160 ljusår bort är Jordens atmosfär i fara

 

En exploderad stjärna (en supernova) kan utgöra fler risker för närliggande planeter än man tidigare trott enligt en ny studie från bland annat NASA: s Chandra X-ray Observatory. Detta nyligen identifierade hot involverar en fas av intensiv röntgenstrålning som kan skada planeters atmosfärer upp till 160 ljusår bort från explosionen.

Jorden är inte i fara för ett sådant hot idag eftersom det inte finns några potentiella supernovarisker inom detta avstånd i dag. Men jorden kan ha upplevt denna typ av röntgenexponering tidigare i historien.

Innan denna studie hade den mesta forskningen om effekterna av supernovaexplosioner fokuserat på faran av två slag: den intensiva strålningen som produceras av en supernova under dagarna och månaderna efter explosionen och de energirika partiklarna som anländer hundratals till tusentals år efteråt beroende på avståndet.

Men dessa alarmerande hot katalogiserar inte helt alla farorna från en exploderad stjärna. Forskare har upptäckt att mellan dessa två tidigare identifierade faror lurar en tredje. Efterdyningarna av supernovor producerar röntgenstrålar och om supernovans tryckvåg träffar tät omgivande gas kan den producera en stor dos röntgenstrålar som anländer månader till år efter explosionen och detta kan pågå i årtionden.

Beräkningarna i den senaste studien är baserade på röntgenobservationer från 31 supernovor och deras efterdyningar mestadels erhållna från Chandra, NASA: s Swift- och NuSTAR och ESA: s (Europeiska rymdorganisationens) XMM-Newton. Analysen av observationerna visar att supernovor som interagerar med sin omgivning kan få dödliga konsekvenser för planeter som ligger så mycket som cirka 160 ljusår bort från supernovan.

"Om en ström av röntgenstrålar sveper över en närliggande planet, skulle strålningen allvarligt förändra planetens atmosfäriska kemi", beskriver Ian Brunton vid University of Illinois i Urbana-Champaign  som var den som ledde studien. För en jordliknande planet kan denna strålning utplåna en betydande del av ozonskiktet.  Ozonskiktet skyddar liv från den farliga ultravioletta strålningen från solar.

Om en planet med jordens biologi drabbades av ihållande högenergistrålning från en närliggande supernova, särskilt en som starkt interagerar med omgivningen, kan det leda till att ett brett spektrum av organismer försvinner, särskilt marina vilka är mat för högre stående organismer. Effekterna kan vara tillräckligt betydande för att initiera en massutrotningshändelse.

Det finns starka bevis - inklusive upptäckter på olika platser runt om i världen av en radioaktiv typ av järn som misstänks komma från en tid då supernovors röntgenstrålning träffade jorden. En tid för cirka två till åtta miljoner år sedan. Forskare uppskattar att dessa supernovor var mellan cirka 65 och 500 ljusår bort från jorden.

Ytterligare forskning om röntgenstrålning från supernovor är värdefull inte bara för att förstå stjärnors livscykel, beskriver  medförfattare Brian Fields vid University of Illinois, det i studien utan även för konsekvenser för områden som astrobiologi, paleontologi och jord- och planetvetenskap."

Artikeln som beskriver ovan resultat publiceras i  The Astrophysical Journal den 20 april 2023. Medförfattarna till artikeln var Adrian Melott från University of Kansas och Brian Thomas från Washburn University i Kansas.

Bild vikipedia på resterna efter Keplers supernova, SN 1604.

Rubidium och samarium upptäckt i en exoplanets atmosfär.

 

Med hjälp av Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO)  har astronomer vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) undersökt atmosfären hos MASCARA-4b – en avlägsen exoplanet och ultrahet Jupiterstor planet. Studien publicerades den 11 april på arXiv pre-print-servern och visade på rubidium och samarium i denna exoplanets atmosfär. Det är första gången dessa ämnen hittats i en planets atmosfär

MASCARA-4b är en gasjätte som kretsar runt sin sol MASCARA-4 cirka 556 ljusår från jorden. Planeten har en medeltemperatur av  ca 2000 C. Dess sol MASCARA-4 är en ljusstark stjärna av A-typ. 

Planetens storlek är ca 1,51 Jupiterradier och dess massa är 1,67 Jupitermassor vilket ger en densitet av 0,48 g / cm3. Planeten kretsar  ett varv runt sin sol  var 2,82: e dag, på ett avstånd av 0, 047 AU från denna. På grund av dess stora atmosfäriska skalhöjder och transmissions-spektroskopimetrisk (TSM) är MASCARA-4b ett utmärkt mål för atmosfärisk karakterisering.

Därför bestämde sig detta team av astronomer under ledning av Zewen Jiang vid CAS Key Laboratory of Optical Astronomy i Peking, Kina, för att observera MASCARA-4b med ESPRESSO vilket är en fibermatad ultrastabil echelle-spektrograf med hög upplösning, monterad på Very Large Telescope (VLT) vid Europeiska sydobservatoriet (ESO) i Cerro Paranal, Chile.

"Två passager av MASCARA-4 b observerades en den 13 februari 2020 och en den 1 mars 2020 med ESPRESSO.

 Observationerna visade på flera tyngre ämnen i atmosfären på MASCARA-4 b bland annat rubidium (Rb), samarium (Sm), liksom joner av titan (Ti) och barium (Ba). Detta är första gången som Rb och Sm detekteras i atmosfären på en exoplanet, medan Ti och Ba rapporterats i flera andra exoplaneters atmosfär.

Det noterades att Sm, med atomnummer 62, är det tyngsta grundämne som upptäckts i atmosfären av en exoplanet. Det är också det första grundämnet i lantanidserien (Den serie av 15 grundämnen som i det periodiska systemet börjar med lantan (atomnr 57) och slutar med lutetium (atomnr 71). som har upptäckts på en exoplanet.

Förutom de ovan nämnda upptäckterna bekräftade studien också tidigare upptäckter av magnesium (Mg), kalcium (Ca), krom (Cr) och järn (Fe) i atmosfären på MASCARA-4b. Författarna till artikeln uppmuntrar till ytterligare atmosfäriska studier av exoplaneter för att söka andra sällsynta ämnen.

Bild vikipedia på storleksförhållande av stjärnklasser. Stjärnan som ovan planet finns vid är av storlek A. Följ länken här på än mer intressant  info om skillnader mellan olika stjärnklasser (spektralklasser).

Hör rymdens porlande ljud

 

Jordens magnetiska miljö är fylld med en symfoni av ljud som vi inte kan höra med våra öron. Runt om på vår planet utgör ultralågfrekventa vågor en kakofonisk operett som utgår från det dramatiska förhållandet mellan jorden och solen.

Ett nytt NASA-finansierat medborgarvetenskapsprojekt som heter HARP (eller Heliophysics Audified Resonances in Plasmas) har arbetats fram som ger  mänskliga öron möjlighet att höra ljudvågor som annars inte är hörbara. Tidiga tester i projektets resultat har redan gjort överraskande fynd i materialet och medborgarforskare kan ännu gå med och medverka i denna sonisk rymdutforskning för att dechiffrera de kosmiska vibrationerna till hörbara sådana så vi kan höra solens och jordens sång.

Hör ljudet här   jag tycker det låter som porlande vatten.

Bild på universum. Från https://www.wallpaperflare.com/

Metallfattiga stjärnors planeter har bäst livsmiljö

 

Stjärnor som innehåller jämförelsevis stora mängder tunga grundämnen ger mindre gynnsamma förutsättningar till uppkomsten av komplext liv i sina planetsystem än metallfattiga stjärnors. Metallfattiga stjärnor var den första generationen stjärnor. Idag är dessa få till antalet därute (vår sol tillhör inte denna grupp). Stjärnor som bildats efter de första metallfattiga stjärnorna har liksom vår sol bildats av rester från supernovor. Vid en sådan bildas nya grundämnen och därför är andra generationens stjärnor metallrika likt vår sol. De första stjärnorna de metallfattiga stjärnorna ger bättre miljö för liv i sina planetsystem visas i en rapport från forskare vid Max Planck-instituten för solsystemforskning och kemi samt från universitetet i Göttingen.

Forskarna visade hur metalliciteten (metallhalten) i en stjärna är kopplad till dess planeters förmåga att omge sig med ett skyddande ozonskikt. Avgörande för skyddsbehov är intensiteten hos det ultraviolett ljus som stjärnan sänder ut i rymden, i skilda våglängdsområden. Ett ozonskikt som bildats runt en planet likt det finns på jorden skyddar liv på planeten från farlig strålning från sin sol. Ju högre metallhalt en stjärna har desto högre halt av farlig strålning kommer från denna.

Studien ger forskare som söker på himlen med rymdteleskop efter beboeliga stjärnsystem viktiga ledtrådar om var dessa kan vara särskilt lovande. De föreslår följande slutsats: att när universum åldras blir det alltmer ovänligt till uppkomst av komplext liv på nya planeter. Dessutom visar studien en nästan paradoxal slutsats att när universum åldras kommer det sannolikt att bli alltmer fientligt mot liv på de planeter som då bildas. Metaller och andra tunga grundämnen bildas inuti stjärnor i slutet av deras flera miljarder år långa livstid och - beroende på stjärnans massa - släpps de ut i rymden som stjärnvind eller i en supernovaexplosion. Det som blir byggmaterial för nästa generation stjärnor. Ju yngre stjärnor desto högre metallhalt innehåller de.

Varje nybildad stjärna har därför mer metallrikt byggmaterial tillgängligt än sina föregångare. Stjärnorna i universum blir mer metallrika för varje generation (och sänder ut allt mer strålning som är farlig för liv bör man förtydliga det) , beskriver Dr. Anna Shapiro (forskare vid Max Planck Institute for Solar System Research och huvudförfattare till den aktuella studien) det.

 Enligt studien minskar sannolikheten för att stjärnsystem kommer att producera nytt liv på en planet också då universum åldras. Sökandet efter livet är dock inte hopplöst. När allt kommer omkring har många stjärnors exoplaneter en liknande ålder som solen. Och vår sol hyser komplexa och intressanta livsformer på minst en av sina planeter. Jorden.

Vad vi kan lära oss är därför att nuvarande liv här och på eventuella andra planeter är värdefullt och att det i en framtid inte kan ersättas med nytt liv.

Bild vikipedia Stjärnhopen Messier 22 fotograferat rymdteleskopet Hubble. En vacker stjärnsamling.

En ny mörk materia karta är klar

 

En ny karta över kosmos visar fördelningen av mörk materia.

Kartan täcker en fjärdedel av himlen sett från jorden och skapades utifrån den kosmiska mikrovågsbakgrundens (CMB), strålning som finns kvar från tiden strax efter Big Bang.

Den nya kartan är skapad  av  Atacama Cosmology Telescope (ACT) och har nu hjälpt till att bekräfta den gravitationsteori som Albert Einstein var banbrytare till.

Einsteins allmänna relativitetsteori från 1915 innebär att objekt med massa "varp" rymdtidens tyg, ger upphov till gravitation som leder till specifika förutsägelser om hur universums storskaliga struktur bildades och utvecklades till det tillstånd vi observerar idag, 13,8 miljarder år efter Big Bang. Dessa förutsägelser är "standardmodellen av kosmologi".

"Vi har använt CMB, det äldsta ljuset i universum, som emitterades strax efter Big Bang, för att mäta hur mörk materia - den osynliga materia som utgör majoriteten av materien i universum  fördelas i stora skalor, beskriver ACT-teammedlem Adam Hincks, astrofysiker vid University of Toronto, det i ett uttalande.

ACT-observationerna gjorde det möjligt för laget att studera effekten med hjälp av  gravitationslinsning, och de fick ett resultat som förutspås av den allmänna relativitetsteorin på CMB.

Gravitationslinsning härrör från det faktum att när gravitationen förvränger rumtiden, förvränger den ljusets väg då det kommer mot oss. Arten av denna vridning kan visa astronomer fördelningen av massan som orsakar den rumsliga snedvridningen. 

CMB är det första ljuset i universum. När universum var nytt fylldes det med ett hav av elektroner, gluoner och kvarkar. Elektroner spred oändligt med fotoner, ljuspartiklar, vilket resulterade i att ljus inte kunde spridas genom kosmos. Resultat blev att universum blev ogenomskinligt och färgtonat i tegelstenfärg.

När universum sedan svalnade kunde partiklar hålla ihop. Kvarkar och gluoner bildade protoner och neutroner och dessa bands samman med elektroner. De första atomerna skapades. Tiden var cirka 380 000 år efter Big Bang. Med färre fria elektroner i universum kunde sedan fotoner sprida sig obehindrat och universum blev transparent som ett fönster. Ljus och mörker skildes åt och universum blev möjligt att se som vi ser det idag.

CMB (är det första ljuset i universum) det första fritt flödande ljuset. Tack vare universums fortsatta expansion fyller denna uråldriga strålning kosmos nästan jämnt med enstaka små variationer.

ACT-forskarna såg på effekten från gravitationen i universums stora struktur på CMB (det första ljuset) genom gravitationslinsing vilket gav ett bra sätt att kartlägga och  särskilja det vi kallar vanlig materia och mörk materia, som utgör cirka 85 % av det materiella universum men förblir mystiskt. För min del anser jag att båda slagen är samma slags materia men i skild konstisens utifrån att båda egentligen ska tolkas utifrån strängteorin.

Mörk materia interagerar inte med ljus likt stjärnor, planeter och vi gör vilket innebär att astronomer inte kan se det i någon våglängd av elektromagnetisk strålning. Men mörk materia har likt vanlig materia massa och  interagerar  gravitationellt likt vanlig materia gör. Det betyder att dess närvaro kan härledas utifrån dess gravitationella interaktioner med materia och strålning.

Det betyder att mörk materia har en gravitationslinsningseffekt. 

Denna effekt kan ses i förvrängningen i CMB (det första ljuset).

Denna förvrängning gjorde det möjligt för teamet att skapa en mycket detaljerad karta över fördelningen av vanlig materia och mörk materia vilket avslöjade att det sammantaget tar den form som förutspåddes i den allmänna relativitetsteorin standardmodellen av kosmologi.

Materiefördelningskartan kan också hjälpa till att lösa ett problem i kosmologin som framträder vid mätning av ljus från avlägsna stjärnor vilket tyder på att mörk materia är så klumpformad som den borde vara, enligt standardmodellen för kosmologi.

ACT-kartan visar att de stora klumparna av mörk materia som observerats är precis av rätt storlek för att passa in i standardmodellen för kosmologi. ACT-teamet beskrev att det betyder att de nya resultaten passar den övergripande bilden forskare har om kosmos utveckling.

Samarbetsforskningen om fenomenet diskuteras i tre artiklar som  kommer att publiceras i Astrophysical Journal, som för närvarande även finns tillgängliga på Atacama Cosmology Telescopes webbplats.

Bild från https://www.space.com/dark-matter-map-cmb-einstein-right som Visar den nya kartan över himlen, gjord med observationer från Atacama Cosmology Telescope som visar mörk materiafördelningen. De orange regionerna visar var det finns mer mörk materia; magenta där det finns mindre. Kartan visar hundratals miljoner ljusår tvärsöver. (Bildkredit: ACT-samarbete)

De första svarta hålen kan ha bildat sig själva

 

De första svarta hål som bildades under de exotiska förhållandena i bigbang kan ha varit sin egen källa till materia och strålning.

Standardberättelsen om det tidiga universum är följande. När kosmos var ungt genomgick det en period av otroligt snabb expansion. Universum ökade i storlek med partiklar av nästan bara av väte och helium och strålningen var stark. Därefter expanderade och svalnade universum och då sjönk densiteten hos materia och strålningen. Så småningom bildades stjärnor, galaxer och stjärnkluster och efter supernovors bildande övriga grundämnen. Expansionen fortsatte och dess takt ökar än i dag.

Ny forskning tyder på att denna berättelse kan sakna en viktig ingrediens de ursprungliga svarta hålen. För närvarande känner vi bara till ett sätt som svarta hål skapas. Det är då  stjärnor kollapsar efter att deras bränsle tagit slut. När de kollapsar in i sig själva i slutet (då de är en neutronstjärna av otrolig massa)  når de tillräckligt hög densitet för att överväldiga alla andra krafter och utlösa bildandet till ett svart hål.

Vi vet från Stephen Hawkings arbete att svarta hål inte är helt svarta. De lyser faktiskt lite genom en exotisk kvantprocess som kallas Hawking-strålning.

För normalstora svarta hål är detta en mycket ineffektiv process. Ett typiskt svart hål kommer bara att avge en partikel av Hawking-strålning varje år eller så. Medan mindre svarta hål avger mycket mer strålning. Om de ursprungliga svarta hålen var tillräckligt små skulle de avdunstat helt medan universum fortfarande var i sin tidigaste tid och inte ha lämnat något spår kvar. Men forskarna anser att när dessa ursprungliga svarta hål avdunstade släppte de från sig strålning och materia.

Trots universums expansion och om tillräckligt många ursprungliga svarta hål avdunstade kunde densiteten av materia och strålning förbli konstant. Detta skulle leda till ett utökat black hole-baserat big bang-scenario.

Så småningom skulle då alla av de första svarta hålen försvunnit och resten av den kosmologiska historien skulle fortsätta utan dem. Men de skulle lämna spår. Förändringarna i materia och strålningstäthet kan potentiellt ha fått långvariga effekter som vi kan upptäcka även idag. Avdunstningen av de ursprungliga svarta hålen själva utlöste bildandet av gravitationsvågor som kan finnas kvar än idag.

Vi kanske aldrig hittar direkta bevis från de ursprungliga svarta hålens existens men forskarna har funnit att vi kan hitta deras subtila fingeravtryck i hela universum om de nu funnits vilket bara är en teori.

Bild vikipedia på en animerad simulering av ett Schwarzschild  svart hål med en galax som passerar bakom. Vid en tidpunkt och kurs observerad av extrem gravitationslinsning av galaxen.

Liknande Jorden för många år sedan en snöboll?

 

Jorden har haft minst fem stora istider. Den mest extrema kan ha varit Marinoan istiden som varade från 654 till 635 miljoner år sedan enligt vissa forskare. Då  sträckte sig  glaciärer från pol till pol. Detta är Snowball Earth-hypotesen som enligt många forskare sedan 1960-talet blev namnet på detta fenomen.

Under april 2023 beskriver en internationell grupp forskare från Kina, USA och Storbritannien att de nu har hittat bevis som relaterar till Snowball Earth-teorin. Men förtydligar teorin att jorden kan ha varit mer av en snöslaskboll än en snöboll. Vari kan ha funnits fickor med mer tempererade förhållanden med grumligt vatten där liv eventuellt kan ha funnits.

Forskarlaget, bland annat från China University of Geosciences, University of Cincinnati och University of St. Andrews, studerade klippformationer i östra Shennongjia ett skogsbruksdistrikt i Kinas Hubei-provins. Här hittades spännande bevis som antyder  att jorden inte var helt frusen trots allt. Snarare fanns det fläckar av öppet vatten i några grunda halvlatitudhav.

Huvudförfattaren Huyue Song från China University of Geosciences beskrev det som att:

Vi presenterar en ny Snowball Earth-modell där öppet vatten fanns i både låg- och mellanlatitudhav. Vi fann att Marinoan-nedisningen var dynamisk. Det kan ha funnits potentiella öppna vattenförhållanden på de låga och mellersta breddgraderna då och då. Dessutom kan dessa förhållanden av ytvatten ha varit mer utbredda och mer varaktiga än man tidigare ansett och möjliggjort en snabb återhämtning av biosfären efter Marinoan Snowball Earth tiden.

När forskarna undersökte insamlade stenar från den tiden fann de i denna  fossil av tång. Fossilerna, särskilt av en art av tång som kallas bentiska fototrofa makroalger är mer än 600 miljoner år gammal. Forskarna gjorde fyndet i svart skiffersten.

Denna typ av tång lever på botten i hav och behöver solljus för fotosyntes. Tiden för skiffern indikerar att tången fanns under  Marinoan Ice Age. Det antyder det att det måste ha funnits fickor med öppet vatten. Forskare anser att dessa fickor av vatten sannolikt fanns under de senare stadierna av istiden. Både encelliga och flercelliga organismer kan ha levt i dessa oasliknande fickor av öppet vatten.

Vad som fick glaciärerna att så småningom dra sig tillbaka mot polerna är forskarna inte helt eniga om. Men troligast var det  oaserna – vattenfickorna – som gjorde det. Alger i dessa vatten släppte ut koldioxid som ökade temperaturen i atmosfären  över tid vilket gradvis smälte isen i ekvatoriella och tropiska regioner (det handlar om lång tid).

När det gäller vad som orsakade istiderna, beskrev Thomas Algeo, professor i geovetenskap vid University of Cincinnati College of Arts and Sciences att det kan ha involverat mikroorganismer som använde koldioxid istället för att skapa detta (motsatsen till fotosyntes).

Vi vet dock inte säkert vad som utlöste istiderna,  misstanken är att det var relaterat till att flercelliga organismer som  levde av kol i atmosfären (organismer som fanns i stort antal använde det som näring som vi använder syre) vilket ledde till kolbegravning och avkylning av jorden. Idag släpper vi ut koldioxid snabbt i enorma mängder och det har stor inverkan på det globala klimatet. Numera till snabb temperaturökning.

Bild flickr.com

M82 X-2 är en röntgenkälla därute som trotsar den fysiska lag som kallas Eddington-gränsen

 

Något därute i yttre rymden bryter mot lagen – fysikens lagar.

Astronomer kallar det ultraluminösa röntgenkällor (ULX) som utstrålar cirka 10 miljoner gånger mer energi än solen. Denna stora mängd energi bryter mot en fysisk lag som kallas Eddington-gränsen, vilken är gränsen för hur ljust något i en viss storlek kan vara. Om något bryter  Eddington-gränsen förväntar sig forskare att det sprängs i bitar. Denna  ULX "överskrider dock regelbundet denna gräns med 100 till 500 gånger och exploderar likväl inte vilket förbryllar fysiker", enligt ett uttalande  från NASA. 

Nya observationer publicerades nyligen  i The Astrophysical Journal från NASA: s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), där man ser på universum i röntgenstrålningsfältets högenergifält. Härifrån bekräftades att en ULX, kallad M82 X-2, definitivt är så ljus att den borde explodera.

Tidigare teorier föreslog att den extrema ljusstyrkan som upptäckts därifrån kan vara någon form av optisk illusion, men den nya studien visar att så inte är fallet - denna ULX trotsar därmed  Eddington-gränsen utan att explodera.

Kan Eddington-gränsen vara felkonstruerad?

Astronomer trodde tidigare att ULX kunde vara svarta hål. Men M82 X-2 är en bevisad  neutronstjärna. 

Neutronstjärnor är kärnor efter stjärnor. Vår sol blir en gång en sådan. En neutronstjärna är så tät att tyngdkraften på dess yta är cirka 100 miljarder gånger starkare än på jorden. Denna intensiva gravitation innebär att allt material som dras ner till neutronstjärnors yta kommer att ha en explosiv effekt. En marshmallow som släpps på ytan av en neutronstjärna skulle ge energi som från tusen vätebomber, enligt NASA.

Den nya studien visade att M82 X-2 drar åt sig cirka 1,5 gånger jordens material varje år från en närliggande stjärna. När denna mängd materia träffar neutronstjärnans yta produceras den otroliga ljusstyrkan.

Forskargruppen anser att detta är bevis på att något måste hända med M82 X-2 som förändrar de fysikregler vi anser är riktiga och bryter Eddington-gränsen (men kan det inte vara så att Eddington-gränsen inte stämmer fysiken behöver omtolkas).

Nuvarande teori är att neutronstjärnans intensiva magnetfält förändrar formen på neutronstjärnans atomer vilket gör att stjärnan kan hålla ihop även när den blir ljusare och ljusare utan att explodera.

Observationer låter oss se effekterna av dessa otroligt starka magnetfält. Magnetfält som vi aldrig kan reproducera på jorden med nuvarande teknik beskriver den som ledde studien  Matteo Bachetti astrofysiker vid Cagliari Astronomical Observatory i Italien det i studien.

Bild En illustration av en neutronstjärna - en ultralysande röntgenkälla - som snurrar runt som tendrils av magnetfält piskar genom rymden. (Bildkredit: NASA / JPL-Caltech)

HD 169142 b, är den tredje protoplanet som bekräftats

 

Planeter bildas av materia från en skiva som omger en nybildad stjärna.

En protoplanetär skiva är en roterande cirkumstellär skiva består av tät gas och damm som omger en mycket ung stjärna, en så kallad T-Tauri-stjärna eller Herbig-Ae/Be-stjärna. Den protoplanetära skivan kan anses vara en ackretionsskiva eftersom materia kan falla ner från de inre delarna av skivan till stjärnans yta. Den processen bör dock inte blandas ihop med ackretionsprocessen som  bildar  planeter.

En  protoplanet är namnet på en planet som  fortfarande är i sin bildningsfas, det vill säga när den fortfarande ackumulerar materia. Hittills har endast två protoplaneter med säkerhet identifierats, PDS 70 b och c, som båda kretsar kring stjärnan PDS 70. 

Detta antal har nu ökats till tre genom  upptäckten och bekräftelsen av en protoplanet som omger HD 169142, en stjärna som finns 374 ljusår från vårt solsystem. Vi använde data från instrumentet SPHERE vid Very Large Telescope (VLT) vid Europeiska sydobservatoriet (ESO) från vilket stjärnan HD 169142 observerats, flera gånger mellan 2015 och 2019, förklarar Iain Hammond, forskare vid Monash University (Australien) som gjorde en del av sin doktorsavhandling där upptäckten vid ULiège och tillägger:

 Eftersom vi förväntar oss att planeter ska vara heta in sin bildningsfas tog teleskopet bilder av HD-169142 i infrarött ljus för att leta efter värmesignatur i skivan. Med insamlad data kunde vi bekräfta närvaron av en planet, HD 169142 b, cirka 37 au (en au  är en astronomisk enhet som betyder avståndet mellan jorden och solen så avståndet 37 au innebär 37gåger avståndet jorden solen) ) från sin stjärna.  HD 169142 b är därmed längre från sin sol HD 169142 än Neptunus  är från vår sol.

I en artikel publicerad i tidskriften Astronomy and Astrophysics 2019 hade ett team av forskare under ledning av Gratton tidigare beskrivit att en kompakt källa som ses i deras bilder kunde vara en protoplanet. Den nya studien bekräftar denna hypotes genom både en ny analys av äldre data från studien s 2019 amt den nya och bättre kvalitetsobservationen påtalar Hammond.

Bild vikipedia på var man kan finna detta solsystem HD 169142 där proplanet HD 169142 b finns.

Var bildas lättast intelligent liv på en planet täckt av hav eller på en planet som Jorden med både hav och land.

 

I en ny artikel publicerad i Florida Tech diskuterar astrobiolog Manasvi Lingam om teknikbaserad intelligens mer sannolikt utvecklas på land eller i vattenvärldar.

"A Bayesian Analysis of Technological Intelligence in Land and Oceans" heter atikeln av Lingam forskare från University of Texas och Università di Roma. Artikeln publicerades i marsutgåvan av The Astrophysical Journal.

Här visas att människan är ett klassiskt exempel på den typ av teknisk intelligent art som kan förändra biosfären genom målmedvetna aktiviteter och producera spårbara signaturer genom teknik. I artikeln utförde författarna en Bayesiansk analys sannolikheten för att tekniskt intelligenta arter skulle finnas i landbaserade livsmiljöer eller havsbaserade livsmiljöer i första eller enda hand. Det visade sig att havsbaserade livsmiljöer borde vara mer benägna att vara värd för tekniska arter, om alla andra faktorer var lika eftersom havsvärldar sannolikt är vanligare.

Men vi människor befinner oss på land istället för hav, så det finns en paradox, i stort sett, enligt Lingam.

I arbetet undersöktes även möjligheterna för hur framväxten av intelligent teknikbaserat liv kan missgynnas i havet och därmed lösa upp denna paradox.

Vi säger det troligen tar väldigt lång tid för intelligent liv att dyka upp i hav på grund av olika biofysiska skäl som sensoriska förmågor på land kontra vatten", beskriver Lingam. En annan möjlighet är, på grund av vissa faktorer (t.ex. energikällor), haven kanske inte är så beboeliga för intelligent liv som vi tror att de borde vara. För närvarande är det konventionella tänkande att flytande vatten behövs för liv. Kanske är det verkligen absolut nödvändigt för liv, men kanske ett överskott av det (dvs. bara hav) hindrar teknisk intelligens utveckling i den miljön.

Teamet kunde komma till slutsatserna genom att syntetisera två distinkta vägar. För det första använde de i stor utsträckning data från jorden för att fastställa hur intelligent liv här utvecklats från primater till bläckfiskar och valar (t.ex. delfiner). När man såg på människors kognitiva verktygslåda beskrev Lingam att de försökte förstå på vilka subtila sätt mänskliga förmågor skiljer sig från den kognitiva kapaciteten hos marint liv som ex valar och delfiner.

Den andra delen av forskningen involverade matematik och fysik särskilt Bayesiansk sannolikhetsteori, vilken gör det möjligt att beräkna relevanta sannolikheter baserat på några initiala förväntningar.

Medan slutsatserna i artikeln härleddes på sannolik basis, beskrev Lingam att det fortfarande finns mycket tvärvetenskapligt arbete som kan göras med att förfina och utöka modellerna och testas utefter dem.

De kan antingen mätas i framtida observationsdata från teleskop eller kan några av dem testas genom att utföra experiment och fältstudier på jorden, till exempel kan man se vidare på etologi (djurbeteende), fördjupa sig ytterligare i hur kognition fungerar hos landbaserade djur kontra vattenlevande djur. Det finns många olika djur som kan utvärderas ytterligare för att förfina studien. Alla dessa frågor kan och förhoppningsvis borde, locka människor från ett mycket brett spektrum av forskningsfält.

För Lingam kommer det framtida arbete som hänför sig till denna studie att innefatta att undersöka syrets metaboliska roll för att forma utvecklingen av komplext liv och hur allestädes närvarande element kan se ut på olika planeter. Han kommer också enligt honom själv att sträva efter att förstå vilken roll nivåerna av syrekoncentration kan ha på utvecklingen av intelligent liv.

För min del anser jag landbaserat liv har lättare för att skapa teknik. Detta då luft inte är lika störande som vatten att arbeta i.

Bild https://www.wallpaperflare.com/

Astronomer har hittat 1179 tidigare okända stjärnkluster i vår galax.

 

Gaia sköts upp den 19 december 2013. Dess uppdrag är att skapa en exakt tredimensionell karta över mer än tusen miljoner stjärnor i Vintergatan och bortom denna och kartlägga deras rörelser, ljusstyrka, temperatur och sammansättning. Denna enorma stjärnräkning kommer att ge de data som behövs för att ta itu med ett enormt antal viktiga frågor relaterade till vår galax ursprung, struktur och evolutionära historia.

Gaia,  har varit i drift sedan och 2013, släppte nyligen sitt tredje insamlade dataset. Nu har astronomer haft lite tidatt se över materialet. Studier börjar  dyka upp i tidskrifter om vad de fann. Till exempel katalogiserar en forskargrupp från bland annat Guangzhou University mer än 1100 tidigare ej katalogiserade stjärnhopar vilket avsevärt ökar   summan av detta slags strukturer  i Vintergatan.

Det har länge funnits en koppling mellan det uppskattade antalet stjärnhopar  i Vintergatan och deras observerade antal. För ungefär 15 år sedan trodde forskare att det skulle finnas ca 100 000 öppna stjärnhopar i Vintergatan baserat på den kunskap man hade då.

Faktiska observationsbevis för många kluster saknades dock. Gaia, som fokuserar på att katalogisera astronomiska 1,7 miljarder stjärnor i Vintergatan har redan funnit cirka 7000 tidigare okända kluster. Innan den första Gaia-utgåvan var endast 1200 öppna kluster kända. Datarelease två hittade ytterligare 4 000 medan det nu i det tidiga analysarbetet av den tredje datatinsamlingen hittats ytterligare 1600.

De flesta av de tidigare fynden hade  en svaghet - de avsåg främst det centrala galaktiska planet, med en "galaktisk latitud" på mindre än 20 grader. Endast öppna stjärnhopar på det galaktiska huvudplanet är synliga i den datauppsättningen.

Resultat från tredje upplagan flyttar astronomer närmare till att bekräfta teorin om det totala antalet öppna kluster i galaxen. Det finns säkert många fler öppna kluster kvar att hitta  än de nu funna och förhoppningsvis kommer det att behövas  många fler datautgåvor från både Gaia och dess efterföljare för att hjälpa till att hitta dem.

Bild vikipedia av en konstnärs intryck av rymdfarkosten Gaia.

Rymdfarkosten JUICE mot månen Europa men besöket blir för kort.

 

European Space Agency (ESA) rymdfarkost Jupiter IcyMoons Explorer (JUICE) kommer att göra en rundtur bland Jupiters månar. Framme vid Jupiter är den om ca 8 år. Uppdragets längd beräknas till ca 12 år. Det innebär endast ett kort besök över den potentiellt livsbärande månen Europa.

 Utmaningarna börjar här. Jupiters magnetfält är 10000 gånger starkare än jordens vilket kan påverka JUICE mätningsinstrument säger Justin Byrne, chef för vetenskapsprogram vid Airbus Defence and Space vilken ledde konsortiet som byggde JUICE, i ett uttalade till space.com Värst av allt är att detta magnetfält fångar in  överladdade partiklar som Jupiter tillsammans med den vulkaniskt hyperaktiva närmaste månen Io pumpar ut i rymden runt planeten. Resultatet är att strålningsnivån i planetens närhet blir lika högt som i epicentret av en kärnexplosion.

Europa är den måne som ligger näst närmast  Jupiter. Strålningsnivåerna runt Europa är inte riktigt lika höga som runt den närmaste månen Io. Men forskare vet att strålningsdosen för ett objekt i omloppsbana runt Europa inom en dag skulle  få 5,4 Sievert, mer än två gånger det värde som orsakar allvarlig strålsjuka för människor. Strålningsnivåer bortom vad rymdfarkostdesigners är vana att bygga för.

Ganymedes den största månen i hela solsystemet är den enda som är känd för att generera sitt eget magnetfält. År 2034, tre år efter JUICE: s ankomst till Jupiter (om allt går enligt plan), kommer Ganymedes att bli den första månen förutom jordens egen måne som får en rymdfarkost i sin omloppsbana.

Ganymedes kretsar kring Jupiter på ett avstånd av 1 070 000 km och är den tredje närmast Jupiter av de fyra huvudmånarna. Strålningen runt Ganymedes är ungefär 100 gånger svagare jämfört med den vid Europa, säger Byrne. Ändå skulle  JUICE inte kunna existera i denna miljö en längre tid utan strålskydd. Skyddet av Juice instrument är ett 2,7 ton blyfodrat valv som rymmer all elektronik (förutom de vetenskapliga instrument som är utformade för att studera den extrema miljön i Jupiter-systemet).

Blyfodralet begränsar effektivt mängden strålning som kan påverka elektroniken och förlänger dettas livslängd. Men så småningom kommer elektroniken likväl att förstöras då skyddet är inte perfekt.

Om farkosten skulle gå till Europa och kretsa runt denna måne eller landa skulle denna blyfodrade nukleära minibunker behöva vara mycket mer robust, tillade Byrne. Men medan det finns en lösning för att skydda de elektroniska systemen något är solpanelerna helt utsatta för strålningen. Byrne tror att nedbrytningen av JUICEs solpaneler i den hårda miljön runt Jupiter kommer att leda till uppdragets slut.

På grund av Jupiters avstånd från solen och den låga intensiteten av solljus runt Jupiter måste JUICEs solpaneler vara enorma. De är utformade som två korsformade vingar och täcker ett område av 85 kvadratmeter. Trots denna enorma storlek och rekordeffektivitet på cirka 3 0 % producerar matriserna inte ens tillräckligt med el för att driva en hårtork på jorden, enligt Byrne.

Det är redan en mycket liten mängd kraft och när de försämras under sin livstid på grund av strålningen kommer deras prestanda att gå ner till en punkt där det inte kommer att finnas tillräckligt med kraft för uppdraget att fungera, tillägger  Byrne.

JUICE är utformad för att överleva fyra år i Jupiters system i denna följd av förbiflygningar  först kretsande vid  Jupiter och sedan Ganymedes. Innan JUICE går in i Ganymedes omloppsbana kommer rymdfarkosten att göra två förbiflygningar av Europa, 21 vid den mest avlägsna och minst utforskade månen Callito och 12 vid Ganymedes. Byrne är övertygad om att Airbus ingenjörer och deras medarbetare från hela Europa byggt rymdfarkosten tillräckligt robust för att klara sitt uppdrag. Det är dock osannolikt att JUICE kommer att överleva sin förväntade livslängd, till skillnad mot vad  många andra farkoster gjort.

Det kan överleva lite längre men det kommer inte att vara i 10 år som många andra uppdrag gjort, enligt uttalande av Byrne.

Förutom den extrema strålningsmiljön kommer uppdraget också att förbruka en enorm mängd bränsle på grund av den stora mängden bränsleförbrukande förbiflygningar av Jupiters månar. Men det betyder även att det är omöjligt att ha en rymdfarkost som kretsar kring Europa två gånger, den mest sannolika platsen i solsystemet för att vara värd för utomjordiskt liv?

I den otroliga strålningsmiljö som finns på och över Europa anser jag däremot att där absolut inte kan finnas liv.

Byrne säger att ingenjörer för närvarande studerar möjligheten att skicka en steril landare till Europa i en avlägsen framtid.

Det är en utmaning som man tittar på, enligt Byrne och tillägger. Det skulle behövas mycket mer effektivt skydd för elektroniken och förmodligen mycket större solpaneler. Det betyder mycket mer massa. Men vi kan nog göra det i framtiden. Men Juice däremot kommer enbart att  göra två förbiflygningar av Europa denna gång.

Bild vikipedia; Illustration av rymdfarkosten JUICE.

Webbteleskopet avslöjar nya detaljer i Cassiopeia A

 

Explosionen av en stjärna (en supernova) är en stor händelse därute och resterna som stjärnan lämnar efter sig likaså. Se bild ovan. En ny mellaninfraröd bild från NASA: s James Webb Space Telescope ger ett exempel på detta. Den visar supernova-resterna. Cassiopeia A vilket är resterna av en stjärnexplosion för 340 år sedan sett ur jordens perspektiv. Cas A är den yngsta kända kvarlevan från en exploderande massiv stjärna (supernova) i Vintergatan vi känner till vilket gör den till ett  unikt forskningsobjekt.

Den ger möjlighet att se  skräpfältet efter en exploderad stjärna och göra en slags stjärnobduktion för att förstå vilken typ av stjärna som var utgångsstjärnan  och hur den exploderade, beskriver Danny Milisavljevic vid Purdue University i West Lafayette, Indiana, huvudforskare för Webb-programmet vilken var den som  fångade dessa observationer med Webbteleskopet.

Jämfört med tidigare infraröda bilder av Cas A  ser vi många fler detaljer med Webbteleskopet än vi kunnat se tidigare  beskriver det Tea Temim från Princeton University i Princeton, New Jersey en av medutredarna av bilderna.

Genom att förstå processen av exploderande stjärnor läser vi vår "egen ursprungshistoria", beskriver Milisavljevic det i studien och tillägger. Jag kommer att spendera resten av min karriär på att försöka förstå vad som finns i denna datauppsättning säger han.

Cas A-kvarlevan sträcker sig över cirka 10 ljusår och finns 11000 ljusår bort i stjärnbilden Cassiopeia.

Bild från vikipedia på Cassiopeia A Kompositbild i infraröd (röd), synlig (gul) och röntgen (grön och blå) Bilden som webb taget kan ses ovan i medföljande länk.

Stjärnor bildas i kölvattnet av ett vandrande svart hål.

 

Ett från Yale University-lett team  av astronomer har upptäckt ett som man tolkat det supermassivt svart hål som rusar iväg i en galax där det en gång hört hemma i dess centrum ut i tomheten med en hastighet av cirka 6000000 km/h. Flykten har tills nu pågått i 39 miljoner år och fortsätter. Varför det drog iväg från sin galax vet man inte.

Teamet som använde NASA: s rymdteleskop Hubble och WM Keck-observatoriet på Maunakea i Hawaii gjorde fyndet genom upptäckten av en ovanlig och mycket tunn, nästan rak strimma av unga stjärnor och chockad gas i kölvattnet av ett som man tolkat det svart hål.

Studien om fenomenet publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters.

Något liknande fenomen har aldrig tidigare setts någonstans i universum beskriver Pieter van Dokkum, professor i astronomi och fysik vid Yale University och huvudförfattare det i studien och tillägger. Vi har länge vetat att supermassiva svarta hål existerar och det har  förutspåtts i ca 50 år att de ibland skulle kunna kastas ut från den plats  de är. Om det nu kan bekräftas med detta fynd skulle detta bli det första beviset på ett skenande massivt svart hål.

Van Dokkums team upptäckte först den långa strängen av stjärnor med NASA: s rymdteleskop Hubble. För att få en närmare titt genomförde de uppföljningsobservationer med Keck-observatoriets Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) och Near Infrared Echellette Spectrograph (NIRES).

Data från Keckobservatoriet avslöjade att stjärnparaden uppmättes till ett 200000 ljusår långt stråk efter hålet och utgick från en kompakt aktiv stjärnbildande galax vars ljus tog cirka 7,6 miljarder år att nå jorden. Stjärnspåret är nästan hälften så ljusstarkt som galaxen det är kopplat till och i stjärnparaden som överflödas av stjärnor bildas än fler nya stjärnor.

Om det smala kölvattnet av stjärnor och gas verkligen skapas av ett svart hål som lossnat från sin sin plats i sin hemgalax har astronomer en trolig förklaring till dess ursprungshistoria.

Skeendet att först smälte två galaxer som båda innehöll ett supermassivt svart hål samman. Båda galaxerna hade ett svart hål i sitt centrum vilka smälte samman.  Det skedde genom att de först svepte runt varandra i en binär dans i mitten av den nyligen av två tidigare galaxer bildade nya galaxen. Då tränger ett tredje supermassivt svart hål från en annan galax på paret (måste vara unik händelse).

Trions interaktion med varandra skapas sedan en instabil situation som genererar tillräckligt med hastighet för att något av de svarta hålen torpederar ett av de tre svarta hålen (som då får fart och skenar ut i galaxen. 

Som ett nästa steg försöker van Dokkum och hans team nu bekräfta om deras upptäckt säkert är ett skenande svart hål; de har ansökt om tid på NASA: s James Webb Space Telescope och Chandra X-ray Observatory för att genomföra uppföljningsobservationer. Det låter uppseendeväckande om det stämmer. Men inget är omöjligt. Men om det inte stämmer vad är det då som sker, skett och varför?

Bild från ovan artikel från Keckobservatoriet. En panel som visar delar av spektra tagit med W. M. Keck-observatoriets LRIS-instrument som visar den ovanliga linjära funktionen som sträcker sig från galaxen vars ljus tog cirka 7,6 miljarder år att nå jorden. Upphovsman: V. Dokkum (Yale) / W. M. Keck-observatoriet.

Unik bild av Uranus tagen av Webbteleskopet.

 

NASA: s James Webb Space Teleskop har tagit en ny bild av solsystemets andra isjätteplanet, planeten Uranus. Bilden visar dess ringar samt ljusa fält i planetens atmosfär. Webb-datan visar upp teleskopets oöverträffade känslighet genom att man kan se de tunnaste dammringarna där som tidigare bara avbildats av två andra observationer. Teleskop på rymdfarkosten Voyager 2 när den flög förbi planeten 1986 och Keck-observatoriet med dess avancerad adaptiv optik. 

Uranus är den sjunde planeten räknat från solen. Den roterar sidledes på ungefär 90 graders vinkel från planet i sin bana. Detta orsakar extrema årstider eftersom planetens poler upplever många år av konstant solljus följt av lika många år av fullständigt mörker. Uranus tar 84 år på sig för att kretsa runt solen ett varv. För närvarande är det sen vår på dess nordpol, som syns på bilden. Uranus sommar inträffar 2028. När Voyager 2 däremot besökte Uranus 1986 var det sommar på sydpolen. Sydpolen finns nu på den "mörka sidan" av planeten vänd mot rymdens mörker.

Den nu tagna infraröda bilden från Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam) kombinerar data från två filter vid 1,4 som visas i blått och 3,0 mikron, som visas i orange (gäller ringarna). Planeten själv har en blå nyans i bilden.

När Voyager 2 fotograderade Uranus visade kameran en nästan enbart blågrön boll i våglängderna. Med de infraröda våglängderna och den extra känsligheten hos Webb ser vi mer detaljer, vilket nu visar hur dynamisk atmosfären på Uranus är.

På höger sida av planeten finns ett område som ljusnar vid polen mot solen, känd som en polär keps. Denna polära keps är unik för Uranus - den verkar dyka upp när polen får direkt solljus på sommaren och försvinner på hösten. Den nu insamlade Webb-datan kommer att hjälpa forskare att förstå hur mekanismen fungerar. Webb avslöjade även att det vid kanten av polarlocket (polär kepsen) finns ett ljust moln samt några svagare utsträckta funktioner strax bortom lockets kant och ett andra mycket ljust moln kan även ses vid planetens vänstra sida. Sådana moln är typiska för Uranus i infraröda våglängder och är sannolikt kopplade till stormaktivitet.

Uranus karakteriseras som en isjätte på grund av den kemiska sammansättningen av dess inre. Det mesta av dess massa tros vara en tät vätska av "isiga" material - vatten, metan och ammoniak - ovanpå en liten stenig kärna.

Uranus har 13 kända ringar och 11 av dem är synliga i denna Webb-bild. Några av dessa ringar är så ljusa i Webbteleskopets bild och finns så nära varandra att de verkar smälta samman till en större ring. Nio klassas som planetens huvudringar och två är de svagare dammringarna (som den diffusa zetaringen närmast planeten) upptäcktes först vid 1986 års förbiflygning av Voyager 2. Forskare förväntar sig att framtida Webb-bilder av Uranus kommer att avslöja de två svaga yttre ringarna som upptäcktes 2007 av Keckobservatoriet men vilka inte kan ses i ovan bild. 

 

Webb fångade också många av Uranus 27 kända månar men de kan ej ses på just denna bild. De sex ljusaste ringarna identifieras i vidvinkelbilden. Bilden var bara en kort, 12-minuters exponeringsbild av Uranus med två filter. Det är bara toppen av isberget av vad Webb kan göra när det observerar Uranus. Ytterligare studier av Uranus sker och fler planeras under Webbs första år i tjänst.

Bild på Uranus tagen av Webbtelekopets Near-Infrared Camera (NIRCam. Bilden är från webb https://webbtelescope.org/

Gaia BH1 och Gaia BH2 två annorlunda svarta hål i vårt närområde.

 

De två svarta hål det handlar om är Gaia BH1 som finns 1 560 ljusår från jorden i riktning mot stjärnbilden Ophiuchus (Ormbäraren) och Gaia BH2 som finns 3800 ljusår bort i stjärnbilden Kentauren. De upptäcktes i data som samlats in av Europeiska rymdorganisationens (ESA) rymdfarkost Gaia. Gaia är utrustad för att göra upptäckter av detta slag då Gaia har instrument till att exakt kunna mäta positionen och rörelsen hos miljarder stjärnor mot dess bakgrund. 

Det är dock inte bara närheten till jorden som får dessa svarta hål extraordinära. De kretsar kring stjärnor på mycket större avstånd än vad som tidigare  observerats för andra svarta håls följeslagare (följeslagare här innebär stjärnor i ex närområdet till de centralt belägna svarta hålen i en galax centrum).

Det som skiljer denna nya grupp av svarta hål från de vi redan känner till är deras breda separation från sina följeslagare (de ingår ofta i binära system), beskriver forskargruppledaren Kareem El-Badry, från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Massachusetts och Max-Planck Institute for Astronomy  Tyskland, det i ett uttalande.

Studien publicerades i slutet av mars 2023 i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ordinära svarta hål-följeslagare är vanligen stjärnor dom kallas röntgenbinärer och är vanligtvis ljusstarka och sänder ut högenergirik röntgen- och radiostrålning. Röntgenbinärer är täta dubbelstjärnor som främst ger sig till känna genom sin starka röntgenstrålning. Dessa system består vanligtvis av en tämligen normal stjärna och en kompakt stjärnrest - en vit dvärg, neutronstjärna eller ett svart hål - som kretsar kring varandra. Det gör dem lättare att hitta än svarta hål som inte sväljer materia och därmed inte avger kraftfulla energiutbrott. Gaia BH1 och Gaia BH2 är helt mörka (osynliga) och upptäcktes via gravitationseffekten de har på sina följeslagare.

Dessa två svarta hål har sannolikt en helt annan bildningshistoria än röntgenbinärer vanligtvis har, beskriver El-Badry det och tillägger. Vi misstänkte att det kunde finnas svarta hål i större system men vi var inte säkra på hur de skulle kunna bildas. Deras upptäckt innebär att vi måste anpassa våra teorier av utvecklingen av dubbelstjärnesystem eftersom det ännu inte är förstått hur dessa system bildas

Gaia-observationerna backades upp av mätningar av varje följeslagares (stjärnas) rörelse av andra observatorier. Till exempel visade uppföljningsundersökningar av Gaia BH2 med NASA: s Chandra X-ray Observatory och det sydafrikanska MeerKAT-radioteleskopet inget detekterbart ljus från detta svarta hål.

"Även om vi inte upptäckte ljus, är denna information otroligt värdefull eftersom den berättar mycket om miljön runt detta svarta hål, beskriver teammedlem Yvette Cendes, från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics det.

En bild från https://www.space.com varifrån inlägget ovan även diskuteras utifrån och förklaras på svenska från av Vintergatan som visar platsen för de två nyupptäckta svarta hål som finns närmast jorden som hittills hittats. (Bildkredit: ESA / Gaia / DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO, CC BY-SA 3.0 IGO)

Skilda resultat visas på universums expansionshastighet beroende på mätinstrument

 

Universum expanderar – men exakt hur snabbt kan diskuteras då skilda mätresultat från skilda men absoluta metoder ger skilda resultat. Svaret ger därför flera svar och beror på om det tas hänsyn till den kosmiska expansionshastighet - kallad Hubbles konstant, (Hubbles lag) eller H0 - baserat på ekot från Big Bang (den kosmiska mikrovågsbakgrunden kallad CMB) eller om man mäter H0 direkt baserat på dagens stjärnor och galaxer. Problemet är känt som Hubble-spänningen och förbryllar astrofysiker och kosmologer runt om i världen.

I en ny studie utförd av forskargruppen Stellar Standard Candles and Distances, ledd av Richard Anderson vid EPFL: s Instituteof Physics läggs en ny bit till lösningen. Forskningsresultatet är publicerat i Astronomy &; Astrophysics och uppnådde den mest exakta kalibreringen av cepheidstjärnor. 

Cepheidstjärnor är en typ av variabel stjärna vars ljusstyrka fluktuerar över en definierad period och därför används vid  avståndsmätningar. Forskningen var baserad på data som samlats in genom  Europeiska rymdorganisationens (ESA: s) Gaia-uppdrag. Den nya kalibreringen förstärker Hubble-spänningen ytterligare. 

Hubblekonstanten (H0) är uppkallad efter astrofysikern som tillsammans med Georges Lemaître upptäckte fenomenet i slutet av 1920-talet. Det mäts i kilometer per sekund per megaparsec (km / s / Mpc), där 1 Mpc är cirka 3,26 miljoner ljusår.

Vid den bäst direkta mätningen av H0 används en "kosmisk avståndsstege", vars första steg ställs in  ur den absoluta kalibreringen av Cepheidstjärnors ljusstyrka, nu omkalibrerad i den nya studien. Cepheiderna kalibrerar i sin tur nästa steg på stegen, där supernovors  expansion analyseras. Denna avståndsstege, mätt av supernovorna, H0, för Equation of State of dark energy (SH0ES) gjorde teamet under ledning av Adam Riess, vinnare av Nobelpriset i fysik 2011 av H0 på 73,0 ± 1,0 km / s / Mpc.

H0 kan också bestämmas genom att tolka CMB - vilket är den allestädes närvarande mikrovågsstrålning som finns kvar från Big Bang. Detta "tidiga universum"  som mätmetod måste dock antas som den mest detaljerade fysiska förståelsen av hur universum utvecklas vilket gör det till modellberoende. ESA:s Plancksatellit har tillhandahållit de mest kompletta uppgifterna om CMB, och dess arbetsmetod var H0 67,4 ± 0,5 km/s/Mpc.

Den nya studien är viktig eftersom den förstärker avståndsstegen genom att förbättra kalibreringen av cepheider som avståndsspårare. Faktum är att den nya kalibreringen gör det möjligt att mäta astronomiska avstånd inom ± 0,9%, och det ger starkt stöd till  mätningen. Dessutom bidrog resultaten som erhölls vid EPFL, i samarbete med SH0ES-teamet, till att förfina H0-mätningen vilket resulterade i förbättrad precision och en ökad betydelse för Hubble-spänningen.

Studien bekräftar expansionshastigheten på 73 km/s/Mpc, men ännu viktigare den ger även de mest exakta, tillförlitliga kalibreringarna av cepheider som verktyg för att mäta avstånd hittills, beskriver Anderson det i studien och tillägger att de även utvecklade en metod som sökte efter cepheider  i stjärnhopar i Vintergatan. Tack vare detta  kunde vi dra nytta av det bästa i  Gaias parallaxmätningar samtidigt som vi kunde dra nytta av den ökade precision som de många stjärnhopsmedlemmarna gav. Det gjorde det möjligt för oss att pressa noggrannheten av Gaia-parallaxer till sin gräns och ge en fastaste grund för arbetsmetoden med avståndsstegen.

En skillnad på bara några km/s/Mpc  spelar stor roll i universums enorma skala beskriver Anderson och tillägger med följande liknelse: Antag att du vill bygga en tunnel genom att gräva från två motsatta sidor av ett berg. Om du har förstått typen av sten korrekt och om dina beräkningar är korrekta, kommer de två hålen du gräver att mötas i mitten. Men om de inte gör det betyder det att du gjort ett misstag - antingen är dina beräkningar felaktiga eller så har du fel om typen av sten. Det är vad som händer med Hubble-konstanten. Ju mer bekräftelse vi får på att våra beräkningar är korrekta desto mer kan vi dra slutsatsen att diskrepansen innebär att vår förståelse av universum är felaktig att universum inte är riktigt  som vi trodde.

Skillnaden har även många andra konsekvenser. Den ifrågasätter själva grunderna, som den mörka energins natur, tid-rymdkontinuum och gravitationen. Det betyder enligt Anderson att vi måste ompröva de grundläggande begreppen som ligger till grund för vår övergripande förståelse i fysik.

Jag (mina funderingar) anser att vi inte har hel förståelse av fysiken (verkligheten) och att ett paradigmskifte förr eller senare kommer. Kanske strängteorin ska tas mer på allvar då den kan förklara det mesta kanske allt.

Forskargruppens studie ger ett viktigt bidrag även inom andra områden. – Eftersom våra mätningar är så exakta ger de oss insikt i Vintergatans geometri, säger Mauricio Cruz Reyes, doktorand i Andersons forskargrupp och huvudförfattare till studien. Den mycket noggranna kalibrering vi utvecklat kommer att göra det möjligt för oss att bättre bestämma Vintergatans storlek och form och dess avstånd till andra galaxer. Vårt arbete bekräftade också tillförlitligheten hos Gaia-data genom att jämföra dem med dem från andra teleskop.

Bild flickr.com