En gång fanns det en ocean på Mars

 

En internationell forskargrupp under ledning av professor Long Xiao vid School of Earth Sciences of China University of Geosciences (Wuhan) har upptäckt närvaron av marina sedimentära bergarter på Mars yta genom att analysera de vetenskapliga data som erhållits av den multispektrala kameran (MSCam) som finns på Zhurong-rovern. Forskningsresultaten publicerades i tidskriften National Science Review under titeln "Evidence for Marine Sedimentary Rocks in Utopia Planitia: Zhurong Rover Observations."

Det var under 2021 som Zhurong-rovern som fanns med under Kinas Tianwen-1 Mars-uppdrag landade på den södra kanten av Utopia-slätten i den östra delen av Mars norra slättområde. En del av dess uppdrag var att söka efter eventuella bevis på för eller emot  om det funnits hav tidigt i Mars historia. Efter landningen körde Zhurong-rovern söderut mot det potentiella kustområdena som observerats vid Vasitas Borealis-formationen. Zhurong for cirka 1 921 meter och använde olika bild- och analyssystem för att genomföra detaljerade observationer på plats av formationens hällar och sten.

Navigations- och terrängkamerorna tog 106 uppsättningar panoramabilder som i detalj registrerade ytmorfologin och strukturella egenskaper hos många av de stenar Zhurong-roverens passerade.

Forskargruppen undersökte sedan bilderna som skickats tillbaka från  roverns inbyggda kamera till jorden och fann att de exponerade stenarna innehöll strukturer som skiljer sig avsevärt från de vanliga vulkaniska bergarterna på Mars yta och skiljer sig också från de strukturer som bildas av eolisk sandavlagring (vindpåverkan över lång tid). Strukturerna visade på   dubbelriktade flödesegenskaper som överensstämmer med lågenergitidvattenströmmar i hällar  från jordens kustnära marina miljöer.

Baserat på de bilder av bergformationer som erhållits av MSCam analyserade forskargruppen i detalj ytstrukturen hos stenarna i inspektionsområdet som samlats in av  Zhurong-rovern.

Under studien fann forskargruppen att stenarna i sektionen vanligtvis innehöll lokala linsformade formationer huvudsakligen bestående av en mängd småskaliga vågformiga avlagringar åtföljda av en liten mängd linsformade strukturer och sedimentära strukturer av små kanalstrukturer. Bland strukturerna överlappar skikten de strukturer som utgör vågformiga  strukturer och lutning i två motsatta riktningar vilket indikerar en dubbelriktad händelsemiljö. Dessutom, eftersom skiktets tjocklek och kornstorlek i stor utsträckning skiljer sig åt i åt skilda håll, indikerar det att det finns skillnader i intensiteten hos riktningarna i de två skilda riktningarna.

Detta dubbelriktade flödesmönster av vatten bildas vanligtvis av vätskeverkan med periodiska förändringar av flödesriktningen vilket inte är vanligt förekommande i eoliska och fluviala miljöer (floder)  men är vanligt i jordens littoral-grunda havsmiljö. Till skillnad mot jorden har Mars två månar vilket gör att det på Mars finns tidvattensystem av lägre energi, och endast småskalig månpåverkan i form av ebb och flod som kan bilda ett så starkt tidvatten som jordens.

Dessutom innehåller de bäddformationer och sedimentära strukturer som identifierats och beskrivs i studien bevis som stöder vattenhaltigt flöde snarare än eolisk deponering (troligast vatten som ligger bakom avlagringar av material istället för vinden). Teamets observationsresultat från Zhurong-rovern.  De undersökta klipporna  visar  de första direkta bevisen som stödjer förekomsten av ett forntida hav på Mars norra slätter. Placeringen av landningsplatsen för Zhurong indikerar att de observerade sedimentära strukturerna kan ha bildats under regression (då havet drogs tillbaka avdunstat troligen) på den norra slätten då det så kallade paleo-havet som låg här försvann. 

Bild vikipedia En konstnärs intryck av forntida Mars och dess hav baserat på geologiska data.

En kärna av kvarkmateria antas finnas inuti neutronstjärnor

 

I slutet av en stjärnas liv likt vår sol upphör kärnfusionen och stjärnan sväller upp till en röd jätte och sväljer de planeter som finns i dess uppsvällningsområde. I vårt fall troligen Jorden och de inre planeterna. Därefter kollapsar stjärnan samman genom stark gravitation och blir en vit dvärgstjärna 

Alternativt som vi här är intresserad av en neutronstjärna 

 En neutronstjärna består av den tätaste materien som finns i universum. En typisk neutronstjärna är endast cirka 20 km i diameter men med en massa motsvarande 1,4–3 solmassor. Det innebär att neutronstjärnan har en densitet som är omkring 1 miljard ton per kubikcentimeter. Gravitationsfältet vid stjärnans yta är tvåhundra miljarder gånger starkare än på jorden.

Sammansättningen av neutronstjärnor har dock länge varit föremål för mycket kontroverser.

Baserat på observationer av neutronstjärnor och kvantkromodynamikteori (Kvantkromodynamik (QCD) beskriver växelverkan mellan kvarkar och gluoner) har en forskargrupp under ledning av professor Yizhong från Purple Mountain Observatory (PMO) vid Chinese Academy of Sciences (CAS) funnit att det troligen finns en mystisk kvarkmateriekärna i massiva neutronstjärnor.

Att få möjlighet att observera denna exotiska kärna skulle ge en unik möjlighet att utforska ekvationen för tillståndet av tät materia och då särskilt övergången till  hadronisk fysik ( vetenskap som studerar  hadroner, kompositpartiklar sammansatta av kvarkar. Denna disciplin ligger halvvägs mellan kärnfysik som studerar atomkärnan och partikelfysik) till kvarkmateria.

Forskarna analyserade insamlad data om neutronstjärnors massa, radie, gravitationsvågor från sammanslagningar av binära neutronstjärnor (dubbelstjärnor) och teoretiska begränsningar från kvantkromodynamiska beräkningar. De använde den insamlade informationen med sin nyutvecklade statistikmetod i tät materias ekvation av tillstånd att detaljstudera.

Vid en kvantitativ analys avslöjades att tillståndet i centrum av de mest massiva neutronstjärnorna är mjukare än typisk hadronisk materia (även med hyperoner) och att där finns en exotisk kärna större än 1 km.

Studien publicerades i Science Bulletin den 11 april 2023.

Bild vikipedia på en proton. En sådan består av två uppkvarkar, en nedkvark och gluonerna som förmedlar krafterna som "binder" dem samman. Färgtilldelningen av de enskilda kvarkarna är godtycklig. Men alla tre färgerna måste vara närvarande; Rött, blått och grönt för att visa en analogi med dessa primära färger som tillsammans ger en vit färg.

Planet LP 791-18d är övertäckt med vulkaner

 

Planet LP 791-18d kretsar kring en liten röd dvärgstjärna cirka 90 ljusår bort från oss. Här är stor vulkanisk aktivitet.

Vulkanism är den viktigaste källan till en planets atmosfär och där det finns en atmosfär kan det finnas flytande vatten på ytan och kanske liv, beskriver UC Riverside astrofysiker Stephen Kane det i en studie.

Astronomer kände sedan tidigare till två världar i detta stjärnsystem, LP 791-18b och c. Den yttre av dessa planeten 791-18c är ungefär 2,5 gånger större än jorden och har nästan nio gånger högre massa.

I sina banor runt sin sol LP 791-18 passerar planeterna c och d mycket nära varandra. Då ger c: s massiva storlek en gravitation av en effekt som får planet d: s bana  elliptisk. Denna deformation av banan beroende på LP 791-18c effekt skapar friktion som värmer LP 791-18d;s inre och ger vulkanisk aktivitet.

Forskare fann LP 791-18d med hjälp av data från NASA: s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS ) och insamlad data från det pensionerade Spitzer Space Telescopet. Kane var en del av det team som gjorde de ursprungliga TESS-observationerna och medförfattare till en artikel om den nyupptäckta planeten. Studien publicerades i den vetenskapliga tidskriften Nature.

En annan viktig egenskap om planeten som beskrivs i artikeln är att den inte roterar utan alltid vänder  samma sida mot sin sol. Den har en låst dag- och nattsida innebärande att den alltid vänder samma sida mot sin sol likt månen gör mor jorden.

Dagsidan är förmodligen  för varm för att flytande vatten ska finnas här. Men mängden vulkanisk aktivitet som misstänks förekomma över hela planeten kan upprätthålla en atmosfär vilken kan tillåta vatten att kondensera på nattsidan, beskriver Björn Benneke, medförfattare till artikeln och astronomiprofessor vid Trottier Institute for Research on Exoplanets, vid University of Montreal.

Även om mängden av ständiga vulkanutbrott sannolikt gör att planeten är utan liv ger den ny kunskap om evolution. En stor fråga inom astrobiologi, ämnet som studerar livets ursprung på jorden och bortom, är frågan om tektonisk eller vulkanisk aktivitet är nödvändigt för liv, beskriver Jessie Christiansen, medförfattare och forskare vid California Institute of Technology.

Förutom att potentiellt ge en atmosfär kan vulkanism krossa material som annars skulle sjunka ner mot planetens centrum att istället bli kvar vid ytan. Material som kol som r viktigt för att liv ska uppkomma som vi känner till det, påtalar Christiansen.

De viktigaste beståndsdelarna vid vulkanutsläpp är koldioxid och vattenånga, växthusgaser som kan hjälpa till att hålla en planet varm. På Venus stannade dock (varför vet man inte) vulkanisk koldioxid kvar i atmosfären och drev planeten in i ett skenande växthustillstånd, beskriver Kane.

Idag är temperaturen på Venus mer än 450 C vilket med största sannolikhet gör att där inte finns liv. Men det kanske inte alltid har varit så, påtalar Kane.

Bild https://www.flickr.com/  I den här bilden ses den vulkanprydda ytan på Jupiters måne Io  (den mest vulkantäckta kroppen i vårt solsystem) i infrarött tagit av rymdfarkosten Junos  Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) kamera när Juno for förbi på ett avstånd av var cirka 80 000 kilometer den 5 juli 2022. Ljusare fläckar på bilden indikerar högre temperaturer.

Så gamla är Saturnus ringar

 

I en ny studie från ESA (European space agency) publiderad i   https://www.science.org/  beskrivs att Saturnus ringar är mellan 100 miljoner och 400 miljoner år gamla. I studien beskrivs även att de kan vara borta om ca 100 miljoner år. Saturnus ringar är synliga för alla med en bra kikare eller ett mindre trädgårdsteleskop. Ringarna består  av miljarder partiklar av vattenis, som reflekteras i solens sken. Mitt i detta isiga reflekterande material finns avlagringar av mörkt dammigt mineral.

Forskare hänvisar  detta damm till små korn av stenigt, metalliskt eller kolrikt material som är något mörkare än is. Det kallas mikrometeoroider.

Ringarna sträcker sig från cirka 2 000 km ovan Saturnus molntoppar till cirka 80 000 km utåt. När infallande damm utifrån passerar igenom ringarna kan detta kollidera med iskorn i ringarna. Med tiden mörknar damm som faller in och då ökar gradvis ringarna  sin massa.

Med hjälp av data från CDA  (Coordinated Data Analysis Web) jämförde forskarna vid ESA  de nuvarande dammberäkningarna i rymden runt Saturnus mot den uppskattade massan av mörkt dammaterial i ringarna. Det fann att ringarna inte är äldre än 400 miljoner år men kan vara så unga som 100 miljoner år. Det innebär att de funnits mindre än en tiondel av solsystemets 4,5 miljarder år.

Det innebär också att ringarna inte bildades samtidigt som Saturnus eller de andra planeterna. De är ett senare tillskott till solsystemet. I över 90 % av Saturnus existens fanns de inte. Frågan är; hur bildades ringarna? Ringarnas totala massa uppskattas vara ungefär hälften  av Saturnus mindre isiga månar. Många av Saturnus månar  uppvisar enorma nedslag på sina ytor.

En i synnerhet, den lilla månen Mimas som har smeknamnet Dödsstjärnan, har en 130 km bred nedslagskrater som kallas Herschel. Mimas är dock bara cirka 400 km tvärs över så detta nedslag  skulle inte ha behövt haft mycket mer kraft av energi för att ha utplånat månen. Mimas består av vattenis precis som ringarna så det är möjligt att ringarna bildades av just efter en sådan katastrofal påverkan. (Kanske en planet eller stor asteroid kraschade i närområdet här med en större asteroid och bildade ringarna och kanske Mimas även är en rest från detta tillfälle.)

I en studie från 2018 använde forskare dammberäkningar från CDA, när Cassini flög mellan ringarna och Saturnus molntoppar för att räkna ut hur mycket is och damm som förloras från ringarna över tid. Studien visade att ungefär en olympisk storlek (2500 000 liter ung samma i kg) av en simbassäng av massa från ringarna förloras  in i  Saturnus atmosfär varje halvtimme.

Denna flödeshastighet användes då för att uppskatta när ringarna med tanke på deras nuvarande massa troligen kommer att vara borta. Svaret blev om 100 miljoner år. Ringarna har en turbulent historia och om de inte på något sätt fylls på kommer de att slukas av Saturnus atmosfär helt i framtiden.

Vi ska i sammanhanget även komma ihåg att mindre men likartade händelser kan ha hänt vid ex Neptunus som även denna har ringar.

Bild vikipedia. Saturnus ringar fotograferade från sonden Cassini i juli 2004.

Många fler månar har upptäckts runt Saturnus.

 

Saturnus är en gasplanet, den sjätte planeten räknat från solen och den näst största i solsystemet.

Ett internationellt team av astronomer och forskare vid University of British Columbia, har nyligen publicerat om upptäckten av 62 nya månar som kretsar kring Saturnus vilket åter gör Saturnus till den planet som har flest månar. I dag 145 bekräftade månar men troligen finns här fler mindre oupptäckta månar kvar att upptäcka.

Av dem finns med stor sannolikhet en del som kan överraska oss genom sin sammansättning, mineraler eller form. Men säkert kan även Jupiter överraska oss med kanske än fler ännu ej pupptäckta månar i framtiden och kanske även Uranus och Neptunus.

Bild vikipedia på Saturnus avbildad i naturlig färg då den närmar sig dagjämning, fotograferad av Cassini i juli 2008, pricken i nedre vänstra hörnet är månen Titan.

Webbteleskopet upptäckte vattenånga på kometen Comet 238P/Read

 

238P/Read är en komet i asteroidbältet som upptäcktes den 24 oktober 2005 av astronomen Michael T. Read.

Med hjälp av Webbs NIRSpec-instrument (Near-Infrared Spectrograph) har astronomer nu bekräftat förekomsten av vattenånga -  för första gången vilket visar att vatten kan bevaras som is i en komet i asteroidbältet. Kometen är 238P/Read.

Oorts kometmoln är platsen där merparten av kometerna i svårt solsystem finns. Molnet finns  bortom Neptunus varifrån ibland nu eller historiskt någon komet av skilda anledningar plötsligt tar sig ur detta och flyger inåt i solsystemet runt solen och blir en återkommande komet. Halleys komet är ett exempel på en sådan som sveper in i vårt närområde vart 75:e år.

Upptäckten av vatten i komet 238P/Read ger ny frågeställning då denna till skillnad från andra kometer inte verkar innehålla koldioxid. Hur vatten kom till i universum är även det något av ett mysterium, beskriver Stefanie Milam, Webbteleskopets biträdande projektforskare för planetvetenskap och medförfattare till studien som rapporterar om fyndet på Comet 238P/Read.

Asteroidbältets kometklass är en ganska ny upptäckt och kometen Comet 238P/Read var en av de ursprungliga tre kometer som tillhör denna kategori. Innan dess ansågs att alla kometer hade sitt ursprung i och fanns i Kuiperbältet och Oorts moln som ligger bortom Neptunus bana där deras is kunde bevaras långt från solen.

Fruset material som förångas då kometer närmar sig solen är det som ger kometer dess släpande svans vilket skiljer dem från asteroider. Forskare har länge spekulerat i att is bestående av vatten skulle kunna bevaras även i asteroidbältet men definitiva bevis fanns inte innan Webbteleskopet upptäckte det. Tidigare har vi sett objekt i asteroidbältet med alla egenskaper som kometer har men inte klassificerat dessa objekt som kometer då vi inte varit helt säkra. Men med exakta spektraldata från Webb kan vi nu säga att det bevisat finns vattenis på dessa objekt och klassificera dem som kometer, beskriver astronomen Michael Kelley vid University of Maryland och huvudförfattare till studien.

 Med Webbs observationer av kometen Read kan vi nu visa att vattenis från det tidiga solsystemet bevarats i asteroidbältet, tillägger Kelley.

Kan inte de kometer som finns  i asteroidbältet istället fångats in på sin färd in mot solsystemet från sin utgångspunkt Ooorts kometmoln?

Den saknade koldioxiden var däremot en stor överraskning. Vanligtvis utgör koldioxid cirka 10 procent av det flyktiga materialet i en komet som lätt kan förångas av solens värme. Forskargruppen presenterar nu två möjliga förklaringar till bristen på koldioxid. En möjlighet är att Comet Read hade koldioxid när den bildades men har förlorat det på grund av temperaturskillnaden mellan hur kometer har det i det betydligt kallare Ooorts kometmoln och det något varmare asteroidbältet.

I asteroidbältet kan man anta att koldioxid förångas lättare än vattenis och avdunstar över årmiljarderna, enligt Kelley. Alternativt kan Comet Read ha bildats i en särskilt varm ficka av solsystemet där inget koldioxid var tillgängligt.

Nästa steg i forskningen bortom Comet Read är att se vad andra kometer i asteroidbältet består av, påtalar astronomen Heidi Hammel från Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), ledare för Webbs Guaranteed Time Observations for Solar System-objekt och medförfattare till studien.

Troligen är det mer än tillräckligt kallt i asteroidbältet för att kometer med sin is ska behållas intakt medan Oorts kometmolns kometer inte bara är tillräckligt kallt för att fruset vatten ska bestå utan även att koldioxid ska bestå i  kometer.

Bild vikipedia Kometen 238PRead tagen av rymdteleskopet James Webb den 8 september 2022

Det handlar om Meteoriten som nyligen kraschade genom ett tak i New Yersey

 

Det var en meteorit som måndagen den 8 maj hittades på golvet efter en studs upp i innertaket i en villa i New Yersey efter att den tagit sig igenom taket första gången på huset. Det var hos familjen Suzy Kop och hennes man Dan händelsen skedde. Suzy hittade meteoriten då de kom hem på golvet i bostaden. En svart sten i en storlek av 10*15 cm, Hon anmälde händelsen till polisen. Enligt Associated Press anlände ett hazmat-team (en organiserad grupp av yrkesverksamma som är specialutbildade till att hantera farligt material eller farligt gods) för att undersöka meteoriten efter tecken på radioaktivitet och kontrollera om  familjen utsatts för strålning.

Tekniskt sett är alla meteoriter radioaktiva eftersom de innehåller klyvbara element som kalium, uran och torium i små nivåer. Studier har visat att de flesta meteoriter är  mindre radioaktiva än jordens stenar. Under tiden kontaktade polisen det närliggande College of New Jersey och fick tag på Shannon Graham, biträdande professor i fysik för att hjälp till att bestämma objektets identitet.

Graham hade hjälp av Nathan Magee från fysikavdelningen med  kollegor bekräftade meteoritens kosmiska ursprung baserat på visuell inspektion, densitetsmätning och närbildsundersökning med ett elektronmikroskop. En första analys indikerar att det sannolikt är en LL6-kondrit, en stenig meteorit med lågt järninnehåll som ofta har en cementliknande färg.

 Liksom nästan alla meteoriter är de från bildandet av solsystemet för 4, 6 miljarder år sedan. Att hålla en i handen frammanar visioner av en tid innan det  fanns planeter.

Vissa undrade om meteoriten kan ha varit relaterad till meteorregnet Eta Aquariid som är aktivt den tid på året nedslaget skedde. Dessa Meteorer härrör från damm och sten som frigjorts ur Halleys komet under dess cykliska besök i det inre av solsystemet. Men genom att notera riktningen för meteoritens inträngning kan man definitivt säga att det inte finns något samband med detta meteorregn.

Bild https://skyandtelescope.org/ Meteoriten visas bredvid den urgröpning  den gjorde i trägolvet i sovrummet på övervåningen. Stenen mäter cirka 10x15 cm och väger 984 gram. Enligt Dr Marc Fries hade eldklotet en uppskattad energi på ett ton TNT. En typisk meteorit av denna storlek träffar marken med en hastighet av 320-400 km/h. Foto  Hopewell Township polisavdelning

Nej, detta är inte ett svart hål utan en defekt i själva universums struktur.

 

Ett lag av teoretiska fysiker har upptäckt en udda struktur i rumtiden som för en utomstående observatör ser ut som ett svart hål men vid närmare granskning kan vara defekter i själva universums struktur.

Einsteins allmänna relativitetsteori förutsäger förekomsten av svarta hål som bildas när  stora stjärnor kollapsar. Men samma teori förutsäger även att dessas centra är singulariteter innebärande att de bör ha oändlig densitet. Eftersom vi vet att oändlig densitet  inte kan bildas i universum, ser vi detta som ett tecken på att Einsteins teori är ofullständig. Men ännu har ingen bättre teori än Einsteins teori om gravitation sett dagens ljus. Mycket ska stämma innan ett paradigmskifte kan accepteras.

Men flera nya sätt finns att se på verkligheten bla annat är en stark kandidat strängteorin. 

I strängteorin är alla partiklar i universum mikroskopiskt små vibrerande slingor av strängar. För att stödja strängteorin utifrån det stora utbudet av partiklar och krafter som vi observerar i universum kan dessa strängar inte bara vibrera i våra tre rumsliga dimensioner. Istället måste det även finnas extra rumsliga dimensioner som är hoprullade på sig själva till mångfalder så små att de undgår vardaglig uppmärksamhet och experiment.

Den exotiska strukturen i rumtiden gav ett team av forskare vid LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) i USA  de verktyg de behövde för att identifiera en ny klass av objekt, något som de kallar en topologisk soliton. I sin analys fann de att dessa topologiska solitoner är stabila defekter i själva rumtiden. 

Dessa objekt  består inte av materia eller  krafter för att existera - de är lika naturliga i rumtidens tyg som sprickor är i is. Forskarna studerade dessa solitoner genom att undersöka beteendet av hur  ljus som skulle passera nära dem visades. Eftersom de är föremål för extrem rumtid böjer de rum och tid runt dem vilket påverkar ljusets väg. För en avlägsen observatör skulle dessa solitoner se ut precis som vi förutspår att svarta hål ser ut. De skulle ha skuggor och ringar av ljus. Bilder härledda från Event Horizon Telescope av upptäckter gravitationsvågsignaturer skulle alla bete sig på samma sätt. 

Det är först om du kom nära dem som du skulle  förstå att det inte är ett svart hål. En av de viktigaste egenskaperna hos ett svart hål är dess händelsehorisont, en imaginär yta som om du skulle korsa den skulle göra dig oförmögen att fly därifrån. Topologiska solitoner är inte singulariteter, De har inte händelsehorisonter. Så du kan i princip komma intill  en soliton och röra den med handen förutsatt att du överlevde mötet. Dessa topologiska solitoner är dock hypotetiska objekt, baserade på vår förståelse om strängteorin. En teori vilket ännu inte har visat sig vara en accepterad uppdatering av vår förståelse av fysik. Dessa exotiska föremål fungerar dock som viktiga hypotetiska teststudier. Om forskarna kan upptäcka en viktig observationsskillnad mellan topologiska solitoner och  svarta hål, kan detta bana väg till att hitta ett sätt att testa om strängteorin stämmer.

För min del anser jag strängteorin en dag blir den gällande teorin inom fysik.

Bild från universetoday.com med texten översatt till svenska. Konstnärsvy av ett binärt svart hålsystem. Upphovsman: LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet)

Kanske det fanns ofantliga antal av bebodda planeter för miljarder år sedan. Men vilka nu är öde eller förintade,

 

Är SETI , Drake-ekvationen   och Fermi-paradoxen bara artefakter i vår okunnighet om exoplaneters antal med tekniskt kunnigt liv i universum? En ny studie  fokuserad på svarta hål och deras effekt på stjärnbildning tyder på att vi (människan med sin teknik kunskap) kan vara unika och sena konstruktioner i förhållande till en tidigare blomstringstid då mängder av tekniskt kunniga civilisationer fanns och uppkom där ute. Civilisationer vilka blomstrade och försvann ur historien av skilda skäl (supernovor, åldrande solar, krig, sammanbrott eller ex klimatförstörelse) .

Vi lever i en tid av exoplanetupptäckter och astronomer upptagna med att söka efter planeter som kan ha ha liv  där det finns flytande vatten eller sändningar av radiosignaler sker. Men det är tyst.

David Garofalo docent i fysik vid Kennesaw State University i Georgia. Garofalo  forskar om svarta håls fysik, beskriver i en ny artikel hur svarta hål kan påverka existensen av solsystem med avancerat liv. Artikeln heter "Advanced Life Peaked Billions of Years Ago, According to Black Holes." Den är tillgänglig på arXiv preprint-servern och kommer att publiceras (eller är nu) i tidskriften Galaxies.

Garofalo beskriver hur återkoppling av svarta hål antingen kan driva på eller undertrycka stjärnbildning. Vilket beror på miljön innebärande om det svarta hålet finns i en gasfattig eller gasrik miljö.

Sammanhanget mellan svarta hål och stjärnbildning gör det möjligt  att dra en slutsats om  svarta hål och de platser och tider då utomjordiska intelligenser hade störst chans att uppstå, skriver Garofalo i studien.

Garofalo hävdar att mängden av planeter med avancerat liv nådde sin topp för miljarder år sedan på grund av kopplingen mellan sammanslagningar av svarta hål och stjärnbildning och planeter som bildas runt den accelererande stjärnbildning som då skedde beroende av detta. Sammanslagning av två svarta hål ledde sannolikt till aktiva galaktiska kärnor där det då samlades mycket materia.

Olika svarta hål ger olika slag av återkoppling efter en sammanslagning och ger antingen högre hastighet av stjärnbildning eller stoppar merparten av detta. Jetstrålar är det primära sättet som svarta hål interagerar med omgivningen när de pumpar ut materia från sin ackretionsskiva till omgivningen. 

När det  strålar ut mycket energi i en galax eller i galaxhop resulterar det i att stjärnbildning minskar. Det alstras då för mycket värme i galaxens  gas och och det stoppar merparten av stjärnbildning. Gas måste vara kall för att stjärnor ska bildas. En central del av Garofalos arbete är att identifiera när återkoppling (när två svarta hål sammanslagits och strålning sker ut i galaxen  av materia och gas) av svarta hål driver på stjärnbildning och när det motarbetar stjärnbildning.

Motrotationen av ett svart hål är förknippad med olika allmänna relativistiska effekter som maximerar jetstrålars kraft och kollimation", skriver Garofalo. Denna typ av stråle kanaliseras genom den kalla gasen och skjuter den in i ett tillstånd av högre densitet vilket då utlöser mycket stjärnbildning.

När det svarta hålet har en svag eller ingen rotation upphör det att producera jetstrålar,  dess återkoppling (strålning) i galaxen eller galaxhopen stoppas. Tillståndet varar cirka åtta miljoner år i en miljö som är gles på gas.

De gasrikaste miljöerna ger kraftfulla, kollimerade jetstrålar som ökar stjärnbildningen på en tidsskala som är ungefär två storleksordningar längre än i mer isolerade miljöer, skriver Garofalo. Men så småningom når spinnet noll och strålarna upphör.

Strålarna återuppstår bara i gasrikare eller tätare miljöer . Det betyder att de riktas in i galaxens gas och kan värma upp den och kväva stjärnbildning.

I så fall blir resultatet färre stjärnor som bildas. Färre stjärnor betyder färre planeter vilket innebär färre möjligheter till avancerat livs uppkomst. Men effekten sträcker sig bortom graden av stjärn- och planetbildning. Då galaxens gas värms upp kan den avge ett halo av röntgenstrålar som genomsyrar galaxen och påverkar planeters kemi där vilket även det  kan hämma livsformer att uppstå.

Det är dåliga nyheter för avancerat liv i mer gastäta galaxer och galaxhopar. Även om här  finns mer gas, de saker som ger upphov till stjärnor är gasen överhettad och kvävande för stjärnbildning.

I mer isolerade miljöer, däremot, utvecklas stjärnor till huvudserien ostörda av återkoppling, sammanfattar Garofalo. Detta är också kritiskt eftersom vi inte bara talar om livet som  inträffat på jorden på bara några hundra miljoner år sedan av mänskligt slag. Avancerat liv som människan vilket tog 4,5 miljarder år för att dyka upp på jorden. Huvudseriestjärnor är de mest långlivade mest stabila stjärnorna och det är mycket mer troligt att avancerat liv kan uppstå runt huvudseriestjärnor än andra stjärnor. 

Garofalo ville ta reda på när det var mest troligt att avancerat liv kan uppstå. Allt går tillbaka till de första svarta hålsammanslagningarna som producerade motroterande ackumulerande svarta hål. Motroterande växande svarta hål är produkten av fusioner och fusionsfunktionen (sammanslagningar) upplever sin topp vid en rödförskjutning på 2", skriver han. En rödförskjutning på 2 var för cirka 11 miljarder år sedan när universum var 2,8 miljarder år gammalt.

Detta är alltså den rödförskjutning som motsvarar när det största antalet isolerade fältgalaxer upplevde en sammanslagning som ledde till att kall gas strömmade in i kärnan i den nybildade galaxen och lade sig i motrotation runt det nybildade svarta hålet, avslutar Garofalo.

Jorden bildades för 4, 5 miljarder år sedan, och vi som kan använda interstellär kommunikation dök upp i nutid. Så med oss som riktmärke är det ungefär 4,5 miljarder år efter de svarta hålens sammanslagningsera  i rätt galaxer där sedan  avancerat liv kan ha uppstått. Garofalo avrundar det till 5 miljarder år. "Således antar vi ett värde på 5 miljarder år, vilket ger oss 7,8 miljarder år efter Big Bang, eller 6 miljarder år sedan."

Vid denna tidpunkt kanske en skarpsinnig läsare undrar över metallicitet. Det fanns lägre metallicitet för 6 miljarder år sedan, skulle det inte då ha påverkat de typer av planeter som bildas och huruvida avancerat liv kunde uppstå på dem eller inte? Men det behöver det inte gjort.

Garofalo påpekar att de galaxer där det kritiska AGN (aktiv galaxkärna)  mest sannolikt finns (fanns) är isolerade elliptiska galaxer. Men de är inte de gamla röda och döda elliptiska galaxerna, Istället förväntas dessa isolerade elliptiska galaxer inte hysa låga metalticileter eftersom de aktiva galaktiska kärnorna utlösta av sammanslagningar med riklig kall gas vid svarta hålsammanslagning möjligen skedde från en skivliknande galax, förklarar han. De gamla röda och döda elliptiska galaxerna är också kända för att ha äldre stjärnor och domineras av M-dvärgar eller röda dvärgar vars beboeliga zon finns närmare stjärnan och dessa stjärnor har mycket stjärnfläckar som ger farliga soleruptioner och planeter med tidvattenlåst rotation vilket motverkar livets utveckling, skriver Garofalo. Men delmängden av elliptiska galaxer han talar om domineras inte av röda dvärgar.

Enligt Garofalos arbete är mänskligheten sen i förhållande till möjliga andra tidigare civilisationer. I den mån vi en dag kan tala om en topptid för uppkomst av tekniskt avancerat liv i universum, indikerar vår förenklade utforskning av livets uppkomst i samband med aktiva galaxkärnor en tid som passerat till största del, avslutar han. Vi på planeten Jorden är därför eftersläntrare.

Vi kan vara sena men vi är inte nödvändigtvis ensamma. Andra utomjordingar kan även de vara sena och det kan uppkomma än senare intelligenser.

När det gäller att kommunicera med en annan avancerad civilisation är det en öppen fråga om vi får den möjligheten. För att det ska hända måste vi veta vart vi ska rikta våra ansträngningar i universum.

Bild pixabay.com

En annorlunda Neptunuslik planet

 

Ett forskarlag har fått ny kunskap om atmosfären hos en "mini-Neptunus", en klass av planeter som är vanliga i vår galax men som inte mycket är känt om och som inte finns i vårt solsystem.

Det är NASAs James Webb Space Telescope som observerat en avlägsen planet utanför vårt solsystem en mini-Neptunus  kallad GJ 1214 b  som i detta fall är en mycket reflekterande värld med en ångande atmosfär.

Den är dock för varm för att hysa flytande vatten på sin yta men  kan har troligen  vattenånga i sin atmosfär. Dess sol är Gliese 1214 som upptäcktes i december 2009  finns 48 ljusår från solen i stjärnbilden Ormbäraren.

Planeten är helt täckt av dis eller moln, beskriver Eliza Kempton, forskare vid University of Maryland och huvudförfattare till en ny artikel i ämnet, publicerad i Nature, on the planet. Kempton beskriver att atmosfären var helt dold för dem fram till denna observation (James Webbteleskopet blev möjligheten att upptäcka fenomenet) .

Observationen demonstrerar kraften hos Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI) (som ingår i Webbtelekopet), som ser våglängder av ljus utanför den del av det elektromagnetiska spektrumet som mänskliga ögon kan se. Med hjälp av MIRI kunde forskargruppen skapa ett slags "värmekarta" över planeten då den kretsade runt sin sol. Värmekartan avslöjade - strax innan planeten på sin bana befann sig den bakom stjärnan och den dök upp på andra sidan av sin sol detaljer om atmosfärens sammansättning.

Förmågan att få  data av en full omloppsbana var avgörande för att förstå hur planeten fördelar värme från dagsidan till nattsidan, beskriver Kempton. Faktum är att temperaturerna skiftade från 279 till 165 grader Celsius.

Ett sådant stort skifte är bara möjligt i en atmosfär som innehåller tyngre molekyler, såsom vatten eller metan. Det betyder att atmosfären i GJ 1214 b inte i huvudsak består av vätemolekyler, påtalar Kempton. Det är en ursprunglig atmosfär, tillägger hon.

Planeten är varm men likväl mycket svalare än väntat, noterade Kempton. Det beror på att dess ovanligt glänsande atmosfär något som överraskade forskarna, då atmosfären reflekterar en stor del av ljuset från sin sol snarare än absorberar värme.

De nya observationerna kan öppna dörren för djupare kunskap om detta slag planettyp. Mini-Neptunus som denna planettyp kallas är den vanligaste typen av planet i vintergatan men mystisk för oss eftersom de inte förekommer i vårt solsystem. Mätningar hittills visar att de i stort sett liknar en nedskalad version av vår egen Neptunus. Men mer är inte känt om dem.

Under det senaste decenniet var det enda vi  visste om GJ 1214 b  att atmosfären var grumlig eller disig, beskriver Rob Zellem, exoplanetforskare som arbetade med studien tillsammans med medförfattare och exoplanetforskare Tiffany Kataria vid NASAs Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Det nya arbetet tyder på att planeten kan ha bildats längre ut från sin stjärna en typ av stjärna som kallas en röd dvärg och sedan hamnat i sin nuvarande och nära omloppsbana av sin sol. Planeten tar bara 1,6 jorddagar på sig att runda sin sol.

Den enklaste förklaringen är att den blev  en vattenrik planet(en vattenvärld)  och då den  bildats längre bort från sol men därefter av någon anledning tog kurs in mot sin sol och hamnade där den nu är och vattnet blev till vattenånga i atmosfären tolkar jag att Kempton menar.

Bild vikipedia Storleksjämförelse av GJ 1214 b mini-Neptunus med jorden (vänster) och Neptunus (höger).

Ingen vet vad de mystiska ljuden i stratosfären kommer från

 

Stratosfären är ett av skikten i jordens atmosfär. Den börjar vid cirka 10–15 kilometers höjd och sträcker sig upp till ungefär 50 kilometer över markytan där mesosfären tar vid.

Under ett soldrivet ballonguppdrag lanserat av forskare från Sandia National Laboratories  till stratosfären fanns en mikrofon med på ballongen. Stratosfären är relativt lugn och fri från stormar, turbulens och kommersiell flygtrafik vilket innebär att mikrofoner här kan avlyssna ljud från vår planet, både naturliga och av människans göranden på jorden.

Men mikrofonen på denna färd (i startosföären)  fångade även konstiga ljud som upprepades några gånger i timmen. Källan har  inte kunnat  identifierats. Ljuden spelades in i infraljudområdet vilket innebär att de hade  frekvenser på 20 hertz (Hz) och lägre, långt under det mänskliga örats uppfattningsförmåga, säger Daniel Bowman från Sandia National Laboratories i ett uttalande 

För insamlandet i stratosfären använde Bowman med team  Mikrobarometrar vilket är   mikrofoner  som  är utformade till att övervaka vulkaner. Mikrobarometrar  upptäcker och detekterar lågfrekventa ljud. Det  var dessa som gjorde upptäckten.

Instrumenten  bars upp av ballonger som Bowman med flera forskare byggt. Med diametrar mellan 6 och 7 meter byggdes ballongerna av vanligt och billigt material. Drivna av solljus kunde dessa stiga till höjd på ca 20 km.

Detta slag av vetenskapliga ballonger i skyn misstas ibland för andra föremål vilket ibland orsakar  larm om spionballonger eller ufos ex. Förutom att hjälpa till att ytterligare undersöka de mystiska ljuden i stratosfären kan soldrivna ballonger som dessa användas för att göra undersökningar än högre upp eller på andra planeter.

Robotballonger kan driva genom den övre atmosfären på Venus exempelvis den gången vi kommer dit och ska undersöka dess tjocka atmosfär av svavelsyramoln.

Teamets forskning som innehåller detektering av dessa oidentifierade infraljudkällor i jordens stratosfär presenterades av Bowman den11 maj vid det 184: e mötet i Acoustical Society of America i Chicago.

Jag kan tänka mig att ljuden kommer ur elektromagnetiska störningsutbrott orsakade av solens strålning in mot jordens atmosfären.

Bild vikipedia Rymdfärjan Endeavour rör sig genom stratosfären, februari 2010.

Bensen upptäckt i den protoplanetära skivan runt stjärnan J160532

 

Ett internationellt team av astronomer däribland flera holländska har för första gången upptäckt bensenmolekylen(C6H6) i en protoplanetär skiva runt en ung stjärna. Förutom bensen upptäcktes även något av kolföreningar men få syrerika molekyler. Observationerna tyder på att här liksom  jorden innehåller protoplanetär skivor material för att bilda stenplaneter med samma slags materia som jorden en gång fick. Forskarna publicerade nyligen sina resultat i tidskriften Nature Astronomy.

Det var runt den unga, lilla röda dvärgstjärnan J160532 (är en tiondel av solens massa) cirka 500 ljusår från oss i riktning mot stjärnbilden Skorpionen upptäckten gjordes. I protoplanetära skivor  runt unga stjärnor bildas både gas- och stenplaneter  av gas och damm. Hittills har det varit svårt att analysera vilka molekyler som finns i dessa skivors heta inre del  där majoriteten av planeterna bildas. Detta på grund av den begränsade känsligheten och spektralupplösningen hos tidigare teleskop och dess utrustning

I denna nya  forskning använde forskarna däremot data från MIRI-spektrometern ombord på James Webb Space Telescope (Webbteleskopet som ännu inte varit i tjänst ett år men är bokat för många undersökningar) . MIRI kan se in i  dammoln och är särskilt väl lämpad till att undersökningar i het som inne i  protoplanetär skivor. (MIRI-spektrometerns avancerade huvudoptik har designats och byggts av Netherlands Research School for Astronomy (NOVA).

Ovan är exakt den typ av undersökningar som MIRI-spektrometern designats för, beskriver Ewine van Dishoeck (Leiden University) en av de som var med och byggde Webbteleskopet och MIRI - instrumentet. Spektralundersökningar ger en mängd data om den kemiska och fysiska sammansättningen av protoplanetära skivor.

Förutom det  första fyndet någonsin av bensen i en protoplanetär skiva upptäckte forskarna även kolvätediacetylen (C4H2) för första gången i en sådan och utöver det en ovanligt stor mängd acetylengas (C2H2)  ett mycket reaktivt kolväte. Men det fanns väldigt lite vatten och koldioxid i skivan.

Syrerika föreningar finns dock ofta i andra slag av dammskivor därute i universum. För att identifiera de nu analyserade molekylerna krävdes ett nära samarbete med kemister vilka analyserade spektra (de kemiska fingeravtrycken) i laboratoriemiljö.

Forskarna misstänker att bensen och (di-)acetylen frigörs i skivan efter att den aktiva unga stjärnan förstört kolrika stoftkorn under sin aktivitet. De dammkorn som då finns kvar innehåller silikater med relativt lite kol. I en senare fas klumpar kornen med låg kolhalt ihop sig till större bitar. Dessa blir så småningom stenplaneter som jorden. Detta scenario kan förklara varför vår egen jord är så fattig på kol från dess bildande.

Samtidigt arbetar forskarna med data från 30 andra protoplanetära skivor runt andra unga stjärnor därute och data om ytterligare 20 av dessa  protoplanetära skivor väntas bli analyserade under 2023. Det förväntas upptäckas andra slag av molekyler från dessa och ge än mer kunskap om bildandet av planeter runt stjärnor i protoplanetära skivor från de allra minsta stjärnorna till de som är 2-3 gånger större i massa än vår sol.

Huvudförfattaren till studien Benoît Tabone (CNRS-forskare vid Université Paris-Saclay i Frankrike och tidigare affilierad Leiden University) avslutar studien med följande ord: Detta arbete ger en första glimt av de fysiska och kemiska förhållandena under vilka jordliknande planeter som vår jord bildas.

Medförfattare till studien Aditya Arabhavi, doktorand vid universitetet i Groningen, tillägger: Många fler molekyler kommer att upptäckas i skivorna antingen i skivan runt J160532 eller i andra skivor. Webbteleskopet är en upptäckarplats inte bara för astronomer, utan också för experter inom molekylfysik.

MINDS (MIRI mid-INfrared Disk Survey) Undersökningen ägde rum inom JWST Guaranteed Time Observation (GTO) -programmet MINDS. Programmet leds av Inga Kamp (Groningens universitet). Astronomer från Groningen, Leiden och Nijmegen är nära involverade. 

Bild vikipedia på en konstnärs bild av en protoplanetär skiva.

Jorden borde kanske inte existerat

 

Merkurius, Venus, Jordens och Mars banor är kaosartade och datamodeller av banorna visar att dessa inre planeters banor borde resulterat i att planeterna kraschat samman för länge sedan. Men som vi vet har detta inte hänt. Ny forskning publicerad 3 maj i tidskriften Physical Review X visar varför det inte skett.

Planeter utövar ständigt en ömsesidig gravitationskraft på varandra vilket ständigt över tid något förändrar dess banor. De yttre planeterna (från Jupiter och utåt) är mycket större och motståndskraftigare mot små gravitationskrafter och upprätthåller därmed mer stabila banor.

I slutet av 1900-talet visade matematikern Henri Poincaré att det är matematiskt omöjligt att lösa ekvationer som styr rörelserna för tre eller flera interagerande objekt. Ett matematiskt problem  känt som "trekroppsproblemet". 

 Därför ökar osäkerheten i detaljerna om planeternas plats var de bildades och banhastighet över tid. Med andra ord: Det är möjligt att utarbeta två scenarier där avstånden mellan Merkurius, Venus eller ex , Mars och jorden skiljer sig åt med minsta möjliga avstånd och mängd utan att en av planeterna slår in i någon av de andra eller avviker från varandra. Den tid det tar för två  banor med nästan identisk början att avvika med en viss mängd från varandra är känd som Lyapunov-tiden i det kaotiska systemet. 1989 utarbetade Jacques Laskar astronom och forskningschef vid National Center for Scientific Research och Paris Observatory och medförfattare till den nya studien den karakteristiska Lyapunov-tiden. För planetbanorna i det inre solsystemet var denna bara 5 miljoner år (tiden för hur länge de haft sina nuvarande banor). 

Det betyder i princip att man förlorar en siffra var 10: e miljon år, beskrev Laskar det för Live Science. Så, till exempel, om den initiala osäkerheten i planetens position är 15 meter så är den 10 miljoner år senare 150 meter; Efter 100 miljoner år går ytterligare 9 siffror förlorade vilket ger en osäkerhet på 150 miljoner kilometer vilket motsvarar avståndet mellan jorden och solen. I grund och botten har du då ingen aning om var planeten då är, beskriver Laskar.

Medan 100 miljoner år kan verka som en lång tid, är solsystemet över 4,5 miljarder år och bristen på dramatiska händelser av en planetkollision eller en planet som kastas ut från all denna kaotiska rörelse har inte skett vilket verkar förbryllade enligt forskare.

Kanske dock vår måne som bildats enligt Theia-teorin genom att en planet  kraschade med jorden kan ses som en banförändrande händelse? 

Laskar undersökte problemet genom att genom datorsimulering ge olika utgångspunkter för de inre planetbanorna under de kommande 5 miljarder åren och gå från ett ögonblick till nästa. Han fann då 1 % chans risk för en planetkollision i framtiden. Med samma tillvägagångssätt beräknade han att det i genomsnitt skulle ta cirka 30 miljarder år för någon av planeterna att kollidera statistiskt. Genom att använda matematik identifierade Laskar och hans kollegor sedan för första gången "symmetrier" eller "bevarade kvantiteter" i gravitationsinteraktionerna som skapar en "praktisk barriär för planeternas kaotiska vandring.

Dessa framväxande kvantiteter förblir nästan konstanta och hämmar vissa kaotiska rörelser men inte helt och hållet alla.

Kanske man skulle ta med balans också i förståelsen?

Bild vikipedia som visar den Kaotiska rörelsen av tre samverkande, nästan likadana partiklar. Trekroppsproblemet.

Mysteriet med det skenande svarta hålet är löst

 

IC 5249 (är en tvärsnittspiralgalax som ligger cirka 109 miljoner från jorden  i stjärnbilden Tukanen. En studie utförd av ett team av forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har visat att den ovanligt tunna struktur av stjärnor, som nyligen upptäcktes av rymdteleskopet Hubbleteleskopet troligen är en galax som ses från dess tunnaste kant från jorden sett. Detta  går emot den ursprungliga tolkningen att det skulle varit  ett flyende supermassivt svart hål som lämnade efter sig ett spår av stjärnor i kölvattnet. Den nya tolkningen kommer från ett team av forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) publiceras i tidskriften Astronomy and Astrophysics Letters.

För min del anser jag att denna nya tolkning har rätt i sina slutsatser. För mer om hur man kom fram till resultatet se denna länk. 

Bild från https://www.iac.es/ av objektet observerat från rymdteleskopet Hubble. Det visar emissionen i den ultravioletta delen av spektrumet. Mitten: Ultraviolett bild av en lokal galax utan utbuktning och observerad kant-på (IC 5249). Likheterna är uppenbara. Nederst: Samma galax IC 5249 observerad i den synliga delen av spektrumet. De tre bildernas rumsliga skalor är identiska. Upphovsman: HST

Fomalhauts tre asteroidbälten studeras

 

Fomalhaut är den ljusaste stjärnan på den södra stjärnhimlen. Den finns i stjärnbilden Piscis Austrinus (södra fisken) och är en av de ljusaste stjärnorna på jordens natthimlen överhuvudtaget.

Astronomer använde nyligen  NASA: s James Webb Space Telescope för att avbilda det varma stoftet runt Fomalhaut. Stoft som är det första asteroidbältet som någonsin setts utanför vårt solsystem. Studien skedde med hjälp av infrarött ljus. Till deras förvåning är dessa dammiga strukturer mycket mer komplexa än asteroid- eller Kuiper-bältet i vårt solsystem. Sammantaget finns runt Fomalhaut tre bälten som sträcker sig  ut frpn denna 23 miljarder kilometer från stjärnan. Det är 150 gånger jordens avstånd till solen. Srorleken på det yttersta bältet är ungefär dubbelt mot vårt solsystems Kuiperbälte bortom Neptunus. De inre bältena vid Fomalhaut  var de som nu sågs  för första gången. 

De dammiga asteroidbältena är skräp från kollisioner av större objekt (från asteroider och kometer) och beskrivs ofta som skräpskivor. Jag skulle beskriva Fomalhaut som arketypen av en stjärna med skräpskivor av liknande  komponenter som de vi har i vårt eget planetsystem asteroidbälten, påtalar András Gáspár vid University of Arizona i Tucson och huvudförfattare till studien som publicerats i tidskriften Nature, Astronomy och tillägger.

Genom att se på mönstren i dessa ringar kan vi göra en liten skiss av hur ett planetsystem borde se ut  där om vi bara kan få en tillräckligt djup bild in i systemen för att se de  planeter vi kan anta  finns där.

Rymdteleskopet Hubble, rymdobservatoriet Herschel och ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) har tidigare tagit skarpa bilder av det yttersta bältet vid Fomalhaut. Dock fann man ingen struktur här som visade på en planet. De inre bältena har upptäckts av Webbteleskopet i infrarött ljus. Webb kan se in i de två inre bälten något vi aldrig kunnat tidigare, beskriver Schuyler Wolff, medlem av teamet och verksam vid University of Arizona.

Bältena runt Fomalhaut är en typ av en mysterie: Var är planeterna?" undrar George Rieke, en annan lagmedlem och amerikansk vetenskapsledare för Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI) som gjorde dessa observationer. Jag tror att det inte är ett särskilt stort steg att säga att det förmodligen finns intressanta planetsystem runt stjärnan.

Webbs undersökningar i infrarött av de inre ringarna kommer inom en snar framtid att avslöja om här finns planeter eller inte. Dess datainsamling tar tid att analysera,

Bild vikipedia av asteroidbältet runt Formalhaut  taget av James Webb Space Telescope med kommentarer av NASA.

Mörk energi förändras aldrig i densitet eller massa fastän universum expanderar allt snabbare.

 

Då Edwin Hubble observerade avlägsna galaxer under 1920-talet upptäckte han att universum expanderar. 1998 upptäckte forskare som observerade typ Ia-supernovor (en exploderande vit dvärgstjärna i ett dubbelstjärnsystem där motparten är en röd jättestjärna) att universum inte bara expanderar utan har börjat en fas av accelererande expansion. 

För att förklara denna accelerationsökning av universums expansion  måste en källa finnas för detta, beskriver Joseph Mohr, astrofysiker vid LMU (Ludwig-Maximilians-Universität München). Och vi anser att källan är mörk energi som utvecklar något slags anti-gravitation som påskyndar universums expansion.

Antigravitationen orsakas troligen genom att  mörk energi skjuter föremål bort från varandra och undertrycker bildandet av stora kosmiska samlingar som annars skulle bildas på grund av gravitation. Mörk energi påverkar (som man antar) hur de största objekten i universum bildas som galaxkluster med totala massor från 1013 till 1015 solmassor genom gravitation (men troligen även ger en antigravitationseffekt som ökar på expansionen).

Vi kan lära oss mycket om den mörka energins natur genom att räkna antalet galaxhopar som bildas i universum som en funktion av tiden - eller i observationsvärlden som en funktion av rödförskjutning, förklarar Klein i studien.

 Galaxhopar är sällsynta och kräver kartläggningar av en stor del av himlen med hjälp av de känsligaste teleskopen i världen för att se och hitta. För detta ändamål lanserades därför eROSITA X-ray Space Telescope - ett projekt som leds vid Max Planck-institutet för utomjordisk fysik (MPE) i München - 2019  genomfördes en kartläggning av hela himlen för att söka efter galaxhopar. 

I eROSITA Final Equatorial-Depth Survey (eFEDS), har hittade cirka 500 galaxhopar. Detta representerar ett av de största fynd  hittills av galaxhopar med låg massa och spänner över de senaste 10 miljarder åren av kosmisk utveckling. För sin studie använde Chiu med kollegor ett extra dataset ovanpå eFEDS-data – i form av optiska data från Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program, som leds av  astronomiska organisationerna i Japan och i Taiwan och på Princeton University. Den tidigare LMU-doktorandforskaren I-Non Chiu och dennes LMU-kollegor använde denna data för att karakterisera galaxhoparna som hittades med eFEDS och mätte deras massor med hjälp av svag gravitationslinsning. 

Kombinationen av de två dataseten möjliggjorde den första  studien av galaxhopar som upptäckts med eROSITA.

Resultatet visar att det genom jämförelse av data och teoretiska förutsägelser utgör mörk energi cirka 76 % av den totala energin i universum. Dessutom indikerade beräkningarna att energitätheten hos mörk energi verkar vara enhetlig i rymden och konstant över tid. Resultatet stämmer väl överens med andra oberoende tillvägagångssätt vid tidigare galaxhopstudier samt de tidigare där svag gravitationslinsning använts och även den  kosmiska mikrovågsbakgrunden använts, tillägger Bocquet. Hittills tyder alla observationsbevis, inklusive de senaste resultaten från eFEDS på att mörk energi kan beskrivas med en enkel konstant, vanligtvis kallad den "kosmologiska konstanten".

En första studie av detta har I-Non Chiu, Matthias Klein, Joseph Mohr, Sebastian Bocquet gjort med namnet (översatt). Kosmologiska begränsningar från galaxhopar och grupper i eROSITA slutliga ekvatoriella djupundersökning. Publicerad i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society, 2023

Bild vikipedia Diagram som representerar universums accelererade expansion på grund av mörk energi.