Kuiperbältet kan vara större än vi trott

 

Kuiperbältet är ett bälte bestående av en stor mängd små himlakroppar i bana runt solen beläget bortom Neptunus bana ca 20 astronomiska enheter utåt från solen. Det har uppskattats att det finns åtminstone 70 000 så kallade transneptuner (TNO dvärgplaneter,asteroider mm bortom Neptunus ) med en diameter större än 100 kilometer i detta bälte, men mestadels består det av mindre asteroider. Pluto ingår i Kuiperbältet.

Sonden New Horizons med sitt instrument Venetia Burney Student Dust Counter (SDC) rusar genom Kuiperbältets ytterkanter och befinner sig nu 60 gånger längre bort från solen än jorden och upptäcker här oväntat högre nivåer av stoft än väntat. Små frusna rester av kollisioner mellan större objekt i Kuiperbältet och partiklar som kastas ut ur Kuiperbältet och som peppras av mikroskopiskt stoft från utsidan av solsystemet. New Horizons är den obemannad rymdsond som NASA sände iväg mot Pluto och dess månar och andra himlakroppar i Kuiperbältet. Resan startade med hjälp av en Atlas V-bärraket, den 19 januari 2006 från Cape Canaveral Air Force Station, Florida i USA och passerade Pluto den 14 juli 2015 och har sedan dess fortsatt ut i Kupierbältet.

Avläsningarna nyligen trotsar den vetenskapliga modell som säger att densiteten av stoft borde ha börjat minska en miljard kilometer ut i bältet där sonden nu finns men en växande mängd bevis tyder på att den yttre kanten av Kuiperbältet kan sträcka sig miljarder kilometer längre ut än nuvarande uppskattningar – eller att det till och med kan finnas ett andra bälte bortom Kuiperbältet.

Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland, har byggt och driver rymdfarkosten New Horizons och sköter uppdraget för NASA:s Science Mission Directorate. Southwest Research Institute. De finns i San Antonio och Boulder, Colorado, ledare i forskningen är Alan Stern. New Horizons är en del av NASA:s New Frontiers-program, som drivs av NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama.

Resultaten som nu kommit publicerades i Astrophysical Journal Letters den 1 februari.

Bild vikipedia En konstnärs version av Kuiperbältet och Oorts kometmoln.

Frågan om encelligt liv på månen Europa

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Den är täckt av is och har troligen ett saltvattenshav under sin istäckta yta.

Det första stället att leta efter liv utanför jorden är i vårt solsystem där avstånden mellan oss och potentiellt beboeliga världar fortfarande är hanterbara för förbiflygningar av rymdfarkoster och till och provtagningsuppdrag. Jupiters och Saturnus många månar är inom avstånd och av intresse för astrobiologin. Månen Europa en av Jupiters 95 månar, är en av de intressantaste. Europa är en isig havsvärld med en yttemperatur av -140 till 190C.

Encelliga organismer var de första livsformerna som utvecklades på jorden för miljarder år sedan och de har funnits mycket längre här än människor och andra flercelliga organismer. De är också metaboliskt olika och kan leva i miljöer som vi människor anser vara extrema – till exempel på havets botten i rykande heta hydrotermiska skorstenar, i extremt salta sjöar och till och med i sten. Det är detta slag av liv vi söker under Europas isiga yta.

Jill Mikucki, Ph.D., docent vid University of Tennessee, Knoxville studerar en sådan analog plats på jorden. Platsen är  Blood Falls en plats som färgar Taylorglaciärens slutstation i McMurdo Dry Valleys i Antarktis röd. Förklaringen är att det där läcker ett salt ut från ett subglacialt grundvattenekosystem en järnhaltig saltlösning. Järnet oxiderar vid kontakt med luft, vilket färgar det utströmmande vattnet rostrött och ger Blood Falls dess spöklika utseende och namn (något man ser i små rännilar som flyter ut i floder och bäckar lite varstans även i Sverige många av dessa platser var under 17-1800 talet hälsokällor med järnhaltigt vatten).

"Det känns utomjordiskt att arbeta och campa i de torra dalarna", beskriver Mikucki. "Det kan vara extremt tyst. Men om vinden tilltar kan den ryta. En del av Blood Falls attraktionskraft som analog kommer från dess unika geo- och hydrologiska egenskaper. "Jag tror att Blood Falls är en bra analogi för havsvärldsstudier eftersom det är en av de få platser där vätska passerar från isens undre till ytan", förklarade Mikucki. "Dessutom är den salt så det är som en minihavsvärld som periodvis släpper ut subglaciala vätskor – med dess mikrobiella innehåll.Vid Blood Falls kan vi studera hur livet under isen är, vad passagen till ytan innebär och hur överlevnaden vid ytan är", beskriver Mikucki.

År 2009 publicerade Mikucki med kollegor en artikel som beskriver hur mikrober under Taylorglaciären kan cirkulera i svavel och använda järn som en terminal elektronacceptor, en roll som syre spelar för många organismer på jordens yta. Denna typ av metabolism sker under anaeroba förhållanden (när syre är begränsat) vilket kan ske i vissa miljöer när fotosyntetiserande organismer som producerar O2 saknas.

Mikucki har arbetat med subglaciala miljöer i över 2 decennier men är fortfarande förbluffad över några av hennes teams upptäckter. Till exempel växer de mikrobiella cellerna mycket långsamt under is de kan ta ett år eller mer på sig för att för att dela sig.

  Framtida resor till månen Europa kan ge svaret om här har funnits eller finns liv och hur det kan ha uppstått där.

Både ESA och NASA planerar att skicka rymdsonder dit inom en nära framtid. En rymdsond skulle kunna borra sig igenom isen på Europas yta för att sedan nå ner till oceanen under för att studera oceanen och leta efter liv eller tecken på liv.

Bild vikipedia på det ovan omnämnda Blood Falls, 2006 i Antarktis..

En gasplanet under bildning liknar en non stop pralin

 

En ny planet börjar sitt liv i en roterande cirkel av gas och stoft (som kallas protoplanetär skiva) runt en ung sol.

Att observera protoplaneter som just bildats och fortfarande befinner sig i sina protostellära skivor är extremt svårt. Hittills har bara tre sådana unga protoplaneter kunnat observeras varav två i samma system, PDS 70. 

"Vi måste hitta system som är unga och tillräckligt nära oss för att våra teleskop ska kunna upptäcka det svaga ljuset från själva protoplaneten och skilja denna från den dammhöljda skivan. Hela processen med planetbildning varar endast några miljoner år vilket inte är mer än ett ögonblick i astrofysikalisk skala. Det betyder att vi måste ha tur för att fånga dem i rätt tid" beskriver Dimitris Stamatellos Docent i astrofysik, University of Central Lancashire.

Forskargruppens studie innehöll datorsimuleringar för att bestämma egenskaperna hos gasformiga protoplaneter under en mängd olika termiska förhållanden i en protoplanetär skiva.

Studien av simuleringen visade att protoplaneter har en form som kallas oblata sfäroider. En form som kan beskrivas bildligt som formen av en non stop karamell. Planeterna växer genom att dra gas till sig gas huvudsakligen till sina poler snarare än sin ekvator.

Tekniskt sett är planeterna i vårt solsystem också oblata sfäroider, men deras tillplattning är liten. Saturnus har en tillplattning på 10 %, Jupiter 6 %, medan jorden har 0,3 %.

Som jämförelse kan nämnas att den typiska tillplattningen av protoplaneter är 90 procent. En sådan utplattning påverkar de observerade egenskaperna hos protoplaneter och detta måste tas med i beräkningen när man tolkar observationerna av dem. Obs gäller bildning av gasplaneter.

Stenplaneter, som jorden och Mars kan inte bildas via skivinstabilitet. De tros bildas genom att långsamt samla stoftpartiklar och småsten, sten till kilometerstora meteorer som  så småningom bildar planeten (gravitation och rörelse är källan till bildningen) . De är för täta för att kunna plattas till nämnvärt även som nybildade. Det finns ingen möjlighet att jorden plattades till i så hög grad när den var ung som säkerligen ex Saturnus gjorde.

Studieresultatet om upptäckten av gasplaneters tillplattning vid dess bildande ska (om det nu inte gjorts då detta publiceras) publiceras i Astronomy and Astrophysics Letters.

Bild vikipedia på färdigbildad gasjätte genomskärningen visar en modell av det inre av Jupiter, förmodligen med en stenig kärna överlagt med ett djupt lager av metalliskt väte.

Sökes marsresenärer

 

NASA söker personer till att delta i nästa simulerade ettåriga uppdrag på Mars yta för NASA planer på mänsklig utforskning av Mars. Det andra av tre planerade markbaserade uppdrag, kallat CHAPEA (Crew Health and Performance Exploration Analog) planerat att starta under våren 2025.

Varje Chapea-uppdrag involverar en frivillig besättning på fyra personer som bor och arbetar i en 1 700 kvadratmeter stor 3D-printad livsmiljö  på NASA:s Johnson Space Center i Houston. Livsmiljön kallas Mars Dune Alpha och ska simulera de utmaningar som möter de första människorna på Mars och dess problem med resurser, utrustningsfel som kan uppstå, kommunikationsförseningar med flera miljöstressande faktorer kända som okända. Besättningens uppgifter inkluderar även simulerade rymdpromenader, robotoperationer, underhåll av livsmiljö, träning och odling av grödor.

NASA söker för uppdraget friska, motiverade amerikanska medborgare eller permanent bosatta i USA som är icke-rökare, 30-55 år gamla och behärskar engelska för effektiv kommunikation mellan besättningsmedlemmar och kontrollcenter. Sökande bör ha en stark önskan om unika, givande äventyr och intresse av att bidra till NASA:s arbete med att förbereda den första mänskliga resan till Mars.

Sista ansökningsdag är tisdagen den 2 april. Ansökningsformulär 

Bild https://www.pexels.com/ på framtida marsresenärer.

Den klassiska Daisyworld-modellen testas som Gaia-hypotes .

 

Enligt Gaia-hypotesen  som utarbetades av forskarna Lovelock och Margulis på 1970-talet borde vår planet ha blivit allt varmare under miljontals år samtidigt  som haven skulle ha blivit allt surare. Men då detta inte skett visar det på ett planetomfattande komplext system som är självreglerande, med planetariskt liv och geologiska processer som arbetar tillsammans för att stabilisera planetens geologi och klimat. Trots dess betydelse har denna teori inte kunnat testas på grund av den stora planetariska skalan.

I en nyligen publicerad artikel i Journal of the Royal Society Interface, föreslår SFI:s professor Ricard Solé (Universitat Pompeu Fabra) med medarbetare ett experiment i liten skala som ska testa dynamiken som reglerar planeters processer. Med hjälp av syntetisk biologi ska de testa två motsatta konstruerade mikroorganismers liv i ett slutet system för att se om de kan uppnå en stabil jämvikt.

Detta föreslagna upplägg är inspirerat av den senaste forskningen inom jäsning, som vanligtvis har kräver finjusterad yttre kontroll, för att uppnå stabila, reglerade förhållanden, inklusive en stabil pH-nivå. "Det har nyligen gjorts arbete med att försöka se om man kan konstruera mikroorganismer för jäsning och om de kan bli självreglerande", beskriver Solé.

I den nu experimentella uppställning kommer en stam av mikroorganismer att upptäcka om miljön blir för sur och motverka den ökande surheten, medan den andra stammen kommer att upptäcka om miljön blir för basisk och agera för att motverka den minskande surheten. "Eftersom dessa stammar verkar på miljön och miljön påverkar dem, skapar detta ett slutet kausalt kretslopp", beskriver Solé. – Tanken är att visa att de under mycket breda förhållanden kommer att stabiliseras till en konstant pH-nivå som kan accepteras av båda organismerna vilket förutspåddes i den ursprungliga gaia-teorin om jordens liv.

Daisyworld- (Tusenskönasimuleringen) är en simulering av ett system med en sol med varierande temperaturer och en planet beklädd endast med tusenskönor. Simuleringen användes för att illustrera Gaiateorin: Att biosfären genom att kompensera för variationer av solinstrålning lyckas bibehålla en för liv optimal temperatur på planeten och tusenskönorna.

Stämmer detta visar det hur viktigt det är att inte störa kretslopp i naturen och att bevara den biologiska mångfalden för att inte en katastrof ska inträffa. En katastrof som kan vara på väg just nu genom vår stora förbränning av kolväten. Det finns inga organismer som kan balansera detta på jorden vad vi vet då behovet troligen aldrig tydligare behövts och miljön påverkas så snabbt just nu vilket vad vi vet aldrig skett så snabbt tidigare i historien. 

Bild https://commons.wikimedia.org/

Fria Jupiterstora planeter i dubbelplanetsystem

 

Ett team astronomer som studerat dubbelobjekt i storlek av Jupiter massa i Orionnebulosan har gett en ny förståelse för dessa ovanliga system. Dessa massiva, fritt svävande objekt dras in i omloppsbana med varandra. De senaste rönen kommer från observationer som gjorts av Karl G. Jansky med hjälp av Very Large Array (VLA) vid U.S. National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory och NASA:s James Webb Space Telescope.

Upptäckten möjliggjordes tack vare framsteg i känsligheten i James Webbteleskopet och VLA som gjorde det möjligt för forskare att upptäcka svaglysande mindre objekt i rymden. Med hjälp av VLA har astronomer sökt efter motsvarigheter till dubbelstjärnor i en grupp av 40 dubbelplanetsystem med planeter i storlek som Jupiter, så kallade JuMBO:er, som tidigare upptäckts av Pearson och McCaughrean 2023. Förvånansvärt nog var det bara ett av dessa objekt JuMBO 24, som uppvisade en radiostrålningen i infrarött ljus.

Detta anmärkningsvärda fynd utmanar befintliga teorier om hur stjärnor och planeter bildas. Radioluminositeten hos de två planeterna i detta dubbelsystem är betydligt högre än den som upptäckts från bruna dvärgar (missluckade stjärnbildningar) som är objekt som även de delar likheter med planeter som Jupiter. Denna avvikelse väcker nya frågor och ger spännande forskningsmöjligheter för att söka förstå dessa fritt flytande planeter.

Även om det är möjligt att sambandet mellan infraröd strålning och radiosignaler är en tillfällighet, anser teamet att detta är mycket osannolikt, oddset för detta är endast 1 på 10 000. Upptäckten bygger på tidigare arbete av Kao et al, som 2018 upptäckte ett enda planetsystem med massa som liknade komponenterna i JuMBO 24 och även då  med hjälp av VLA.

Dr. Luis F. Rodriguez, professor emeritus vid National Autonomous University of Mexico, som deltog i forskningen betonar betydelsen av upptäckten. "Det som verkligen är anmärkningsvärt är att dessa objekt kan ha månar som liknar Europa eller Enceladus som båda har underjordiska oceaner av flytande vatten som kan stödja liv", beskriver han.

Upptäckten av radiovågor som kommer från båda komponenterna i ett dubbelsystem av fritt flytande planeter representerar en viktig milstolpe i utforskning av universum. Det ger en spännande möjlighet till ytterligare forskning om den potentiella livsmöjligheten på planeters månar vid dubbelplanetsystem även om de dessa är gasplaneter. Du kan läsa hela det publicerade resultatet HÄR. 

Bild https://public.nrao.edu/ Fritt svävande binära objekt med Jupiters massa är vanliga men nuvarande stjärn- och planetteoribildning kan inte förklara dess existens. Konstnärlig skildring av ett av dessa system, ej skalenligt. Foto: Gemini Observatory/Jon Lomberg

Minst en gång svepte en stjärna förbi och ändrade jordens bana

 

"En mindre avvikelse i en himlakropps bana orsakad av gravitation från ett närliggande objekt som en passerande stjärna förändrar den långsiktiga omloppsutvecklingen för en sols planeter, inklusive jorden", beskriver Nathan A. Kaib, Senior Scientist vid Planetary Science Institute och huvudförfattare till en ny artikel med namnet  "Passing Stars as an Important Driver of Paleoclimate and the Solar System's Orbital Evolution" publicerad i Astrophysical Journal Letters. Utöver Kaib bidrog Sean Raymond vid Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux till artikeln.

– Ett exempel på en passage är det paleocen-eocena termiska maximumet för 56 miljoner år sedan, då jordens temperatur steg 5-8 grader Celsius. Det har föreslagits att jordens banexcentricitet var anmärkningsvärt hög under denna händelse. Men i studien visas att historiskt förbipasserande stjärnor istället  är viktigare än man tidigare trott för en förändring av en planets bana.

Simuleringar (baklänges i tiden) används för att förutsäga den tidiga omloppsutvecklingen för jorden och övriga planeter. I likhet med väderprognoser blir den här tekniken mindre exakt när den utökas till längre tid fram eller bak på grund av den exponentiella tillväxten av osäkerheter. Tidigare har man inte tagit hänsyn till effekten av stjärnor som passerar nära solen i dessa "baklängesprognoser".

När solen och andra stjärnor kretsar runt Vintergatans centrum kan de passera nära varandra, ibland inom tiotusentals ae, (1 au är avståndet från jorden till solen). Dessa händelser kallas stjärnmöten. Till exempel passerar en stjärna inom 50 000 au från solen en gång var 1 miljon år i genomsnitt och en stjärna passerar inom 10 000 au från solen var 20 miljoner år i genomsnitt.

En viktig anledning till att jordens excentricitet i sin omloppsbana fluktuerar över tid är att den regelbundet störs av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus gravitation. När däremot stjärnor passerar nära vårt solsystem stör de jätteplaneternas banor vilket i sin tur stör  och förändrar jordens omloppsbana.

"Med tanke på dessa resultat har vi också identifierat en känd relativt ny stjärnpassage. Den solliknande stjärnan HD 7977 kom i närheten av vårt solsystem för 2,8 miljoner år sedan och händelsen var  potentiellt tillräckligt kraftfull för att ändra simuleringarnas förutsägelser om hur jordens omloppsbana såg ut för cirka 50 miljoner år sedan", beskriver Kaib.

Den nuvarande observationsosäkerheten för HD 7977:s näravstånd då är dock stor, från 4 000 aa till 31 000 ae. "På större mötesavstånd skulle HD 7977 inte haft någon betydande inverkan på jorden. Nära den mindre änden av intervallet skulle händelsen sannolikt förändrat jordens tidigare omloppsbana, beskriver Kaib.  Om så skedde är svårt att veta.

Besök youtube  och  se en video om hur stjärnan HD 7977 kan ha ändrat jordens omloppsbana

Bild https://www.psi.edu/ citerat Illustration of the uncertainty of Earth's orbit 56 million years ago due to a potential past passage of the Sun-like star HD7977 2.8 million years ago. Each point's distance from the center corresponds to the degree of ellipticity of Earth's orbit, and the angle corresponds to the direction pointing to Earth's perihelion, or closest approach distance to the Sun. 100 different simulations (each with a unique color) are sampled every 1,000 years for 600,000 years to construct this figure. Every simulation is consistent with the modern Solar System's conditions, and the differences in orbital predictions are primarily due to orbital chaos and the past encounter with HD 7977. Credit: N. Kaib/PSI. slut citat.

För första gången har vattenmolekyler upptäckts på asteroider

 

Med hjälp av data från det pensionerade Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) – ett gemensamt projekt mellan NASA och den tyska rymdorganisationen vid DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)   har forskare vid Southwest Research Institute för första gången upptäckt vattenmolekyler på ytan av asteroider. Forskare såg på fyra silikatrika asteroider med hjälp av FORCAST-instrumentet för att isolera de mid-infraröda spektrala signaturerna som indikerar molekylärt vatten på två av dessa. Asteroiderna Iris och Massalia.

"Asteroider är rester från planetbildningsprocessen därför kan deras sammansättning variera beroende på var de bildades i solnebulosan", beskriver SwRI:s Dr. Anicia Arredondo, huvudförfattare till en artikel i Planetary Science Journal om upptäckten. Det är av särskilt intresse att förstå fördelningen av vatten på asteroider eftersom det kan kasta ljus över hur vattnet kom till jorden.

"Vi upptäckte en egenskap som entydigt tillskrivs molekylärt vatten på asteroiderna Iris och Massalia. Vi baserade vår forskning på framgången för teamet som hittade molekylärt vatten på månens solbelysta yta. Vi tänkte att vi även kunde använda SOFIA för att hitta den här spektrala signaturen på andra himlakroppar” beskriver Arredondo.

Något som nu givit positivt resultat.

 För att få tillgång till “Detection of molecular H2O on nominally anhydrous asteroids” paper, se DOI: 10.3847/PSJ/ad18b8

Bild vikipedia Iris fotograferad med Very Large Telescope 2017.

Svarta hål fanns innan galaxer och stjärnor

 

Svarta hål existerade i tidernas begynnelse och gav upphov till nya stjärnor och galaxbildning visar en ny analys av data från James Webb Space Telescope. Analysen vänder upp och ner på teorin om hur svarta hål format kosmos och utmanar den klassiska förståelsen av att de bildades efter att de första stjärnorna och galaxerna uppstått.

I stället verkar svarta hål dramatiskt ha påskyndat uppkomsten av nya stjärnor under universums första 50 miljoner år. Vi vet att ett stort svart hål finns i mitten av troligen alla galaxer. Överraskningen nu är att de fanns i universums begynnelse och var kanske byggstenar eller frön till de  tidiga galaxerna med dess stjärnor", beskriver huvudförfattaren till en ny studie (publicerad i tidskriften Astrophysical Journal Letters) Joseph Silk, professor vid institutionen för fysik och astronomi vid Johns Hopkins University och Institute of Astrophysics, Paris, Sorbonne University. "Det är en helomvändning jämfört med vad vi ansåg var möjligt tidigare – så mycket att detta nya rön helt kan skaka om vår förståelse av hur galaxer bildas."

"Vi argumenterar nu för att svarta hål strömmar ut krossade gasmoln, förvandlar dem till stjärnor och kraftigt påskyndar stjärnbildningshastigheten", beskriver Silk. – Annars är det väldigt svårt att förstå var dessa ljusstarka galaxer kom från så fort efter BigBang eftersom de vanligtvis är mindre i det tidiga universum. Varför och hur i hela friden skulle annars stjärnor bildats så snabbt?"

Svarta hål är områden i rymden där gravitationen är så stark att ingenting kan undkomma deras dragningskraft, inte ens ljus. På grund av denna kraft genererar de kraftfulla magnetfält som skapar våldsamma stormar, kastar ut turbulent plasma och i slutändan fungerar som enorma partikelacceleratorer, beskriver Silk. Denna process, säger han, är sannolikt anledningen till att Webbs detektorer har upptäckt fler av dessa svarta hål och ljusstarka galaxer än vad forskarna förväntat sig.

"Vi kan inte riktigt se dessa våldsamma vindar eller jetstrålar långt bort i tid och rum, men vi vet att de måste finnas eftersom vi ser många svarta hål redan tidigt i universum", förklarar Silk. – De enorma vindarna som kommer ur de svarta hålen krossar närliggande gasmoln och då uppkommer stjärnor. Det är den felande länken som förklarar varför dessa första galaxer lyser så mycket ljusare än vi förväntat oss. 

Silks team förutspår att det unga universum hade två faser. Under den första fasen påskyndade utflöden från svarta hål stjärnbildningen och i en andra fas avtog utflödena. Några hundra miljoner år efter big bang kollapsade gasmoln på grund av magnetiska stormar från svarta hål och nya stjärnor bildades i en takt som vida översteg den som observeras miljarder år senare i dagens galaxer, beskriver Silk. Skapandet av stjärnor saktades ner eftersom dess kraftfulla utflöden övergick till ett tillstånd av energibesparing, beskriver han, vilket minskar gasen som är tillgänglig för att bilda stjärnor i galaxer.

"Den stora frågan är, vad  vår början var? Solen är en stjärna på 100 miljarder i Vintergatan, och det finns också ett massivt svart hål i mitten av Vintergatan. Vad är kopplingen mellan de två?" undrar han. "Inom ett år kommer vi att ha så mycket bättre data och många av våra frågor kommer att börja få svar."

Uppstod de  första svarta hålen direkt efter BigBang eller var de ursprunget till BigBang? Varifrån kom dessa  utflöden av gas från de svarta hålen i tidens början som bildade de första stjärnorna? Misstanken enligt mig är att de drog in och släppte ut gas genom en koppling mellan ett universum som kollapsat samtidigt som vårt universum uppstod. Tid och rum är relativt.

Bland författarna till studien finns Colin Norman och Rosemary F. G. Wyse från Johns Hopkins; Mitchell C. Begelman of University of Colorado and National Institute of Standards and Technology; och Adi Nusser från Israel Institute of Technology. Teamet stöds av Israel Science Foundation och Asher Space Research Institute, samt Eric och Wendy Schmidt på rekommendation av Schmidt Futures-programmet.

Bild vikipedia NGC 2207 och IC 2163 är två spiralgalaxer på ungefär 80 miljoner ljusårs avstånd från oss som kolliderar med varandra, bilden tagen av Hubbleteleskopet.

PREFIRE är ett uppdrag som snart ska gå av stapeln.

 

Två nya NASA-satelliter  i storlek som en skokartong kommer att börja korsa jordens atmosfär om några månader och söka efter värmeförluster från polerna. Deras observationer från jordens poler kommer att hjälpa till att förutsäga hur is, hav och väder förändras under den globala uppvärmningen.

Kubsatelliterna (CubeSats) ingår i ett uppdrag som kallas PREFIRE (Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment). I en planets ideala balansakt bör mängden värmeenergi planeten tar emot från solen helst kompenseras av den mängd den strålar ut ur systemet ut i rymden. Skillnaden mellan inkommande och utgående energi bestämmer jordens temperatur och formar klimatet.

Hur det ser ut för jordens del får vi veta efter att uppdraget är gjort.

Bild  PREFIRE-uppdraget https://www.nasa.gov/ kommer att skicka två CubeSats – som avbildas i ett konstnärskoncept i omloppsbana runt jorden. Dess uppdrag är att studera hur mycket värme planeten absorberar och avger från sina polarområden. Dessa mätningar kommer att ligga till grund för framtida klimat- och ismodeller. NASA/JPL-Caltech

En lösning av en exoplanetgåta

 

Astronomer från Tyskland och Schweiz har gjort en upptäckt som visar hur skillnaden i storleksfördelningen mellan exoplaneter av cirka två jordradier uppstår. Genom datorsimuleringar visar de att migration av isiga, så kallade sub-Neptune till de inre regionerna av ett planetsystem kan förklara fenomenet. När planeten närmar sig sin sol bildar den avdunstande vattenisen en atmosfär som får planeterna att se större ut än i sitt frusna tillstånd. Samtidigt förlorar mindre stenplaneter gradvis en del av sitt ursprungliga gashölje (atmosfär) vilket gör att deras radie krymper över tid under sin färd mot sin sol.

 – Bern-Heidelberg-gruppens teoretiska forskning har förbättrat vår förståelse av hur planetsystem bildas och hur de är sammansatta, förklarar Thomas Henning, chef för MPIA (Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg). Den aktuella studien är ett resultat av många års gemensamt arbete och ständiga förbättringar av  datamodeller.

De senaste resultaten kommer från beräkningar av fysikaliska modeller som spårar planetbildning och efterföljande utveckling. De omfattar processer i gas- och stoftskivorna som omger unga stjärnor och som ger upphov till nya planeter. Dessa modeller inkluderar uppkomsten av atmosfär blandning av olika slags gaser och radiell migration.

"Centralt för studien var vattnets egenskaper vid tryck och temperaturer som förekommer inuti planeter och i deras atmosfärer", förklarar Dr. Remo Burn vid MPIA. Att förstå hur vatten beter sig över ett brett spektrum av tryck och temperaturer är avgörande för datasimuleringar. Det är först under de senaste åren som denna kunskap har varit av tillräcklig kvalitet. Det är denna komponent som möjliggör en realistisk beräkning av sub-Neptunus beteende, vilket förklarar manifestationen av omfattande atmosfärer i varmare regioner.

Då en planet efter sitt bildande i vissa fall dras in mot sin sol av gravitationen finns en lägespunkt av balans där denna resa stannar av. Punkten där gravitationen hamnar i jämvikt med planetens rotation och ibland gravitationen från närliggande objekt som stoppar färden in mot solen.

Bild https://www.mpg.de  av en konstnärlig framställning av en exoplanet vars is på ytan förångas alltmer och bildar en atmosfär när den närmar sig planetsystemets centrala stjärna. Denna process ökar den uppmätta planetradien jämfört med det värde som planeten skulle haft vid sin ursprungliga plats. © Thomas Müller (MPIA.

Pärlband av stjärnor

 

NASA:s rymdteleskop Hubble har haft teleskopet riktat mot 12 interagerande galaxer som har långa, grodyngelliknande tidvattensvansar av gas, stoft och där finns en uppsjö av stjärnor. Genom Hubbleteleskopets skärpa och känslighet för ultraviolett ljus har avslöjats 425 hopar av nya stjärnor längs dessa svansar, som  liknar strängar av ljus. Varje stjärnhop innehåller så många som 1 miljon blå, nya stjärnor.

Kluster av stjärnor i tidvattensvansar har varit kända i årtionden. När galaxer växelverkar drar gravitationens tidvattenkrafter ut långa strömmar av gas och stoft.

Ett team av astronomer använde en kombination av nya observationer och arkivdata för att få fram åldrar och ett antal tidvattensvansstjärnhopar. De fann att dessa hopar av stjärnor är mycket unga endast 10 miljoner år gamla. Och de verkar bildas i samma takt längs svansarna (bestående av gas och stoft)  som sträcker ut sig tusentals ljusår.

– Det är en överraskning att se de unga stjärnorna i svansarna. Det säger oss en hel del om hur effektiv klusterbildning är, beskriver huvudförfattaren till studien Michael Rodruck Randolph-Macon högskola i Ashland, Virginia.

Svansarna ser ut som en galax spiralarm som sträcks ut i rymden. Den yttre delen av armen dras samman av gravitationen  mellan ett par interagerande galaxer.

Före sammanslagningarna var galaxerna rika på stoftmoln av molekylärt väte som helt enkelt kan ha förblivit inerta. Men då molnen knuffades och stötte i varandra under mötena komprimerades vätet till en punkt där det utlöste en storm av stjärnfödelse i de då bildade svansarna.

Ödet för dessa utsträckta stjärnhopar är osäkert. De kan förbli gravitationellt intakta och utvecklas till klotformiga stjärnhopar – liknande de som kretsar utanför Vintergatans plan (ex stora och lilla Magellanska molnet). Eller kan de skingras för att bilda en halo av stjärnor runt sin värdgalax eller kastas ut för att bli vandrande intergalaktiska stjärnor.

Rymdteleskopet Hubble är ett internationellt samarbetsprojekt mellan NASA och ESA. NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, förvaltar teleskopet. Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland, bedriver analys av Hubble- och Webbtelskopets insamlade bildmaterial . STScI drivs för NASA av Association of Universities for Research in Astronomy, i Washington, D.C.

Bild https://hubblesite.org/ Galaxen AM 1054-325.

Saturnus lilla isiga måne Mimas har ett hav under ytan

 

Mimas är en liten måne cirka 400 kilometer i diameter med en kraterrik yta. Inget som visar på ett hav under dess yta kan antydas", beskriver Dr Nick Cooper, medförfattare till en ny  studi och hedersforskare vid astronomienheten vid School of Physical and Chemical Sciences vid Queen Mary University of London.

 "Upptäckten av ett hav under isen lägger Mimas till en exklusiv klubb av månar med inre hav, där Enceladus och Europa är några men med en unik skillnad från dessa två: Mimas hav är anmärkningsvärt ungt endast ca 5 till 15 miljoner år gammalt. Existensen av ett nyligen bildat hav av vatten gör Mimas till ett utmärkt studieobjekt för studier för forskare som undersöker livets ursprung", förklarar Dr Cooper. Upptäckten möjliggjordes genom att analysera data från NASA:s rymdsond Cassini.  Cassini flög över Saturnus och dess månar i över ett decennium och tog mängder av foton. Genom att noggrant undersöka de subtila förändringarna i Mimas omloppsbana kunde forskarna sluta sig till att det finns ett dolt hav under ytan på månen och uppskatta dess storlek och djup.

Upptäckten har stor betydelse för vår förståelse av potentialen för liv bortom jorden. Det tyder på att även små, till synes inaktiva månar kan hysa dolda hav som kan stödja livsviktiga förhållanden. Detta öppnar upp spännande nya vägar för framtida utforskning vilket kan leda oss närmare svaret på frågan om vi ensamma i universum?

Bild vikipedia på Saturnus måne Mimas vilken enbart är ca 400 km i diameter men likväl har ett hav under sin isiga yta. fotograferad av Cassini 2005 (NASA)

Ett mycket stort utbrott på en stjärna som liknar vår sol

 

Astronomer har upptäckt ett extremt stort utbrott från en ung stjärna vilken blev mer än hundra gånger ljusstarkare på endast några timmar. Upptäckten ger ny insikt om hur unga solliknande stjärnor beter sig tidigt i sin utveckling och deras inverkan på utvecklingen av planeter som bildas i dess omgivning.

Det var forskare vid Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO), en del av Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) som gjorde upptäckten med hjälp av Submillimeter Array (SMA) observationer av HD 283572, en stjärna som är 40 procent större än vår sol och som finns cirka 400 ljusår bort från oss. SMA är en rad teleskop på Mauna Kea på Hawaii speciellt utformade för att detektera millimetervåglängdssljus.

HD 283572 är mindre än 3 miljoner år gammal vilket innebär över tusen gånger yngre än vår sol. Ett forskarlag som leddes av Dr. Joshua Bennett Lovell, SAO-astronom och SMA-stipendiat vid CfA, använde SMA för att söka efter det stoftrika material som bildar nya planeter och som har ett svagt men detekterbart sken vid millimetervåglängder. Men de fann något helt annat.

"Vi blev förvånade över att se ett extraordinärt ljusstarkt utbrott från en ung stjärna", beskriver Lovell. "Utbrott vid dessa våglängder är sällsynta vi hade inte förväntat oss att se något annat än det svaga skenet från planetbildande stoft."

Stjärnutbrott kan öka en stjärnas ljusstyrka med tiotals eller hundratals gånger vid olika våglängder av ljus. När stjärnor roterar kan deras magnetfält laddas upp och utveckla områden med ökad magnetisk energi. Som en fjäder som lindas för hårt måste denna lagrade magnetiska energi så småningom frigöras. När det gäller stjärnor ger detta upphov till intensiva accelerationer av dess laddade partiklar, som spränger ut ur deras ytor.

HD-283572 verkade vilande i flera månader innan vi fick detta utbrott", beskriver Lovell. – Varje gång vi riktade SMA tillbaka mot stjärnan efter utbrottet såg vi ingenting. Våra fynd bekräftar att dessa utbrott är sällsynta vid millimetervåglängder, men att de kan vara extremt kraftfulla även från en ung stjärna.

Forskarlaget mätte energin hos HD 283572:s utbrott och fann att det under en 9-timmarsperiod frigjorde ungefär en miljon gånger mer energi än något millimeterutbrott som setts på vår sols närmaste stjärngrannar. Utbrottet rankas bland de kraftigaste av utbrott av detta slag som rapporterats.

Det var en enorm händelse motsvarande som att förbruka hela jordens kärnvapenarsenal på ungefär en millisekund om och om igen under nästan en halv dag, beskriver SAO-forskaren Dr Garrett Keating, andreförfattare till studien och en av SMA-projektets forskare. Om vi tar hänsyn till de våglängder av stjärnans ljus som SMA inte observerade, förväntar vi oss att den till och med kan ha varit många gånger än mer energirik, beskriver han.

Med endast ett skov upptäckt är det dock fortfarande oklart exakt vad som utlöste händelsen då inget finns att jämföra med.

Resultatet kommer att publiceras (ev har så skett nu) i The Astrophysical Journal Letters (ApJL) och artikeln finns redan nu tillgänglig på https://arxiv.org/abs/2402.01833

 De övriga författarna till artikeln är David Wilner, Sean Andrews och Ramprasad Rao, alla från CfA, Meredith MacGregor från Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland och Jonathan Williams från University of Hawaii at Manoa i Honolulu, Hawaii.

SMA drivs gemensamt av SAO och Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics (ASIAA) i Taiwan.

Bild https://www.cfa.harvard.edu/news på den ca 3 miljoner år gamla stjärnan HD 283572 som finns 400 ljusår bort under dess utbrott. Foto: CfA/Melissa Weiss.

I ett åskväder uppstår gammastrålning.

 

Med hjälp av rymdteleskop Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope är ett rymdbaserat teleskop avsett för kosmisk gammaastronomi.)  har NASA upptäckt utbrott av gammastrålning (gammastrålning är joniserande strålning av fotoner.) – några av de mest energirika slagen i universum av åskväder. Gammastrålning kommer annars vanligtvis från objekt med extrem fysik som neutronstjärnor och svarta hål.

Åskväder bildas när varm, fuktig luft nära marken börjar stiga och möter kallare luft. När den varma luften stiger kondenserar fukt till vattendroppar. De uppåtgående vattendropparna stöter på nedåtgående iskristaller och skalar av elektroner vilket skapar en statisk laddning i molnet. Toppen av åskmolnet blir då positivt laddat och botten negativt laddat vilket kan liknas vid de två ändarna av ett batteri. Till slut byggs de motsatta laddningarna upp tillräckligt för att övervinna den omgivande luftens isolerande egenskaper och blixtar uppstår. När dessa blixtars elektroner stöter på luftmolekyler avges en markbunden gammablixt, vilket innebär att åskväder skapar några av de största energiformerna av ljus i universum.

Men det är inte allt. Ett åskväder kan också producera antimateria. Detta sker ibland genom att en gammastråle tränger in i en atom och producerar en elektron och en positron som är en elektrons antimateria motsats. Forskare misstänker att blixten i ett åskväder omkonfigurerar molnets elektriska fält. I vissa fall gör detta att elektroner kan rusa mot den övre delen av åskmolnet med nästan ljusets hastighet. Det gör åskväder till de mest kraftfulla naturliga partikelacceleratorerna på jorden!

Bild https://www.pickpik.com/

Hubbleteleskopet och galaxen UGC 11105

 

Ovan ses den svagt lysande spiralgalaxen UGC 11105 som finns cirka 110 miljoner ljusår från jorden i stjärnbilden Herkules. Bilden är tagen av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble.

Astronomer har olika sätt att kvantifiera hur ljusa himlakroppar är. Skenbar magnitud är en av dessa metoder. Den beskriver hur ljust ett objekt verkar för en observatör på jorden vilket inte är samma sak som att mäta hur ljust ett objekt faktiskt är; eller dess inneboende ljusstyrka. Den skenbara magnituden beror i hög grad på ett objekts närhet till jorden.

För att bättre förstå vad skenbar magnitud är så är exemplet gatlyktor lämpligt. Varje lyktstolpe avger lika mycket ljus, men ljuset från en gatlykta närmare dig ses mycket starkare än ett ljus flera kvarter bort. Detta fastän varje gatlykta har samma ljusstyrka är var och ens skenbara ljusstyrka annorlunda beroende på avståndet till betraktaren. Samma sak gäller stjärnor (vi tänker då stjärnor med samma ljusstyrka inte stjärnor av skilda storlek mm).

UGC 11105 har en skenbar magnitud eller ljusstyrka, på cirka 13,6 i det ljus som våra ögon är känsliga för, så kallat synligt (optiskt ljus). Men bilden ovan innehåller också ultraviolett data vilket gör att vi kan se våglängder bortom de som det mänskliga ögat kan se. På grund av sin närhet och vårt perspektiv här på jorden verkar solen vara cirka 14 tusen biljoner gånger ljusare än UGC 11105, trots att UGC 11105 är en hel galax innehållande miljarder stjärnor. Hubbles känslighet och läge ovanför jordens ljusförvrängande atmosfär gör det möjligt för Hubble att upptäcka utomordentligt ljussvaga objekt i synligt ljus, ultraviolett ljus och en liten del infrarött ljus (infrarött ljus däremot ses mycket bättre med James Webbteleskopet som är speciellt teleskop för detta lag av ljus).

Bild  https://science.nasa.gov  ljus både synligt och ultravioletta våglängder utgör denna bild från rymdteleskopet Hubble av spiralgalaxen UGC 11105. ESA/Hubble och NASA, R. J. Foley (UC Santa Cruz)

Asteroiden som slog ner nära Berlin den 21 januari 2024

 

Den officiella klassificeringen överensstämmer nu med vad många misstänkte efter att bara ha sett på bilderna av de märkliga meteoriterna som slog ner nära Berlin den 21 januari 2024.

"De var svåra att hitta eftersom de på avstånd ser ut som annan sten i terrängen", beskriver meteorastronomen Peter Jenniskens vid SETI-institutet.

Jenniskens reste från San Francisco till Berlin för att söka igenom fälten strax söder om byn Ribbeck tillsammans med Museum für Naturkunde (MfN) forskaren Dr. Lutz Hecht och guidade ett team av studenter och personal från MfN, Freie Universität Berlin, Deutches zentrum für Luft und Raumfahrt och Technische Universität Berlin dagarna efter fallet i sökandet.

"Även med fantastiska anvisningar från meteorastronomerna Dr. Pavel Spurný, Jiří Borovička ochLukáš Shrbený från det astronomiska institutet vid den tjeckiska vetenskapsakademin, som beräknade hur de starka vindar påverkat meteoriterna vid dess färd ner på jorden. De förutspådde att dessa kunde vara sällsynta enstatit-meteoriter baserat på ljuset från eldklotet men de var svåra att finna." beskriver Jenniskens. 

Till skillnad från andra meteoriter som har en tunn skorpa av svart glas bildad av värmealstringen vid nedfärden genom atmosfären har dessa meteoriter en mestadels genomskinlig glasskorpa.

"Vi upptäckte meteoriterna först efter att ett polskt team av meteoritjägare hade identifierat det första fyndet och kunde visa oss vad vi skulle leta efter", beskriver Jenniskens. "Efter det gjordes våra första fynd snabbt av Freie Universität-studenterna Dominik Dieter och Cara Weihe."

Meteoriterna är fragment av den lilla asteroiden 2024BX1  som först upptäcktes med ett teleskop vid Konkoly-observatoriet i Ungern av astronomen Dr. Krisztián Sárneczky, spårades och sedan förutspåddes träffa jordens atmosfär av NASA:s Scout och ESA:s Meerkat Asteroid Guard-system, för bedömning av kollisionsrisker, med uträkningar av Davide Farnocchia från JPL/Caltech som gav frekventa banuppdateringar och slutligen smällde de ner som ett ljust eldklot i atmosfären som sågs och filmades.

Jenniskens medarbetare på Museum für Naturkunde har nu officiellt meddelat att de första undersökningarna av en av dessa meteoriter med en elektronstrålemikrosond visar att den typiska mineralogin och kemiska sammansättningen är akondrit av aubriteslag. 

Detta resultat lämnades in till Meteoritical Societys internationella nomenklaturkommission den 2 februari 2024 för granskning och bekräftelse.

– Aubritesten ser inte ut som vad folk i allmänhet föreställer sig att meteoriter ser ut (svarta). Aubrite ser mer ut som en grå granit och består huvudsakligen av magnesiumsilikaterna enstatit och forsterit, beskriver Christopher Hamann vid Museum für Naturkunde som var med och indelade den första klassificeringen och även deltog i sökandet.

 – Den innehåller knappt något järn och den glasartade skorpan, som brukar vara ett bra sätt att känna igen meteoriter ser helt annorlunda ut än hos de flesta andra meteoriter. Aubriter är därför svåra att upptäcka i fält.

Bild vikipedia  Fragment från asteroiden 2024 BX1.

Neptusliknande exoplaneter med synliga moln eller inte och dess atmosfär

 

Jonathan Brande, doktorand vid ExoLab vid University of Kansas har nyligen publicerat nya forskningsresultat i den vetenskapliga tidskriften The Astrophysical Journal Letters som visar atmosfäriska detaljer av 15 exoplaneter av Neptunusliknande slag. Även om ingen av planeterna kan anses som livsvänliga kan en bättre förståelse av dem hjälpa oss att förstå varför vi inte har en Neptunusliknande planet ( i storlek som Neptunus men stenplanet lik jorden) nära vår sol likt många andra solsystem ses ha.

– Under de senaste åren vid University of Kansas har mitt fokus varit att studera exoplaneters atmosfärer genom en teknik som kallas transmissionsspektroskopi, beskriver Brande och beskriver det som att  "När en planet passerar, vilket innebär att den rör sig mellan vårt siktfält och stjärnan den kretsar kring passerar ljus från stjärnan genom planetens atmosfär och absorberas av de gaser som finns där. Genom att undersöka detta ljus från stjärnan och låta ljuset passera genom en spektrograf vilket kan ses som att låta ljus passera genom en prisma – observeras en regnbåge och de skilda färgerna i denna avslöjar skilda grundämnen. Utifrån ljusstyrka eller ljussvaghet i spektrumet avslöja gaserna och dess mängd som absorberar ljus i exoplanetens atmosfär.

Med denna metodik publicerade Brande för flera år sedan en artikel om den "varma Neptunus" exoplaneten TOI-674 b, där han presenterade observationer som indikerade närvaro av vattenånga i TOI-674 b atmosfär. Dessa observationer var en del av ett bredare program som leddes av Brandes rådgivare Ian Crossfield, docent i fysik och astronomi vid KU med syftet att observera atmosfärer hos exoplaneter av Neptunusstorlek. Den nyligen publicerade artikeln sammanfattar observationer från det programmet och innehåller även data från ytterligare observationer och diskuterar varför vissa planeter verkar molniga medan andra inte ses ha moln. Brande och hans medförfattare noterade särskilt om moln eller dis bildas högt upp i atmosfären. När sådana atmosfäriska aerosoler är närvarande, beskriver Brande att dis kan blockera ljuset som filtreras genom atmosfären.

"Om en planet har ett moln precis ovanför ytan med hundratals kilometer klar luft ovanför sig, kan stjärnljus lätt passera genom den klara luften och absorberas endast av de specifika gaserna i den delen av atmosfären", beskriver Brande. – Men om molnet är placerat väldigt högt gör det att molnen  då i allmänhet blir ogenomskinliga över hela det elektromagnetiska spektrumet. Enligt Brande är det när dessa aerosoler finns högt upp i atmosfären som det inte finns en väg för ljus att filtreras igenom.

"Hubbleteleskopet har lättast att upptäcka vattenånga inte övriga gaser", beskriver han. – Om vi observerar vattenånga i en planets atmosfär är det en bra indikation på att det inte finns några moln som är tillräckligt höga för att blockeras i spektrat. Omvänt, om vattenånga inte observeras och endast ett platt spektrum ses, trots att man vet att planeten borde ha en utsträckt atmosfär tyder det på den troliga närvaron av moln eller dis på högre höjder.

Det innebär att beroende på vilken höjd moln finns är de synliga och visar på en atmosfär. Det visar även att där moln ses kan de likväl finnas  en intressant atmosfär under dessa.

Bild https://ku.edu/  En konstnärs koncept av exoplaneten GJ 9827d, den minsta exoplaneten där vattenånga har upptäckts i atmosfären. Foto: NASA/ESA/Leah Hustak, Ralf Crawford, Space Telescope Science Institute.

Första eROSITA-kartläggningen offentliggör den största sammanställda katalogen någonsin av högenergirika kosmiska källor

 

Det tyska eRosita-konsortiet har i dagarna publicerat sin andel av de data som samlats in av röntgenteleskopet eRosita som finns ombord på satelliten Spektrum-RG under dess första kartläggning av universum. Den nu första eRosita All-Sky Survey Catalogue (eRASS1) är den största samlingen av röntgenkällor som någonsin publicerats innehållande cirka 900 000 individuella källor.

Tillsammans med dessa data publicerar konsortiet en serie vetenskapliga artiklar om nya upptäckter som sträcker sig från studier av exoplaneters livsmöjligheter, svarta hål till upptäckten av de största kosmiska strukturerna. Under de första sex månaderna av observationer har eRosita upptäckt fler röntgenkällor än vad som tidigare har varit känt under röntgenastronomins 60-åriga historia. Uppgifter som är nu tillgängliga för det globala forskarsamhället.

Läs mer om detta spännande resultat här från Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. 

Bild https://www.mpg.de/ (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching)Himmelsdelen av eRosita All-Sky Survey Catalogue (eRASS1) i två olika representationer. Den vänstra bilden visar utökad röntgenstrålning medan den högra bilden visar punktliknande röntgenkällor.© MPE, J. Sanders für das eROSITA-Konsortium.

Ljusstarka galaxer och mörk materia

 

De första galaxerna tros ha bildats när gravitationen från mörk materia långsamt drog samman tillräckligt med väte och helium för att stjärnor skulle kunna bildas och antändas.

Men nu har ny forskning under ledning av astrofysiker vid UCLA (University of California, Los Angeles) visat att väte- och heliumgasen efter Big Bang studsade i överljudsfart mot täta, långsamt rörliga klumpar av kall mörk materia. När gasen därefter avstannade sin rörelse årtusenden senare bildades stjärnor och som i sin tur bildade små, exceptionellt ljusstarka galaxer.

Om denna modell av kall mörk materia är korrekt borde James Webb Space Telescope kunna hitta fläckar av ljusstarka galaxer i det tidiga universum, vilket skulle kunna möjliggöra det första effektiva testet av dagens teori om mörk materia. Om Webb finner fläckarna måste forskarna utarbeta nya teorier om mörk materia.

Den nya forskningen som resulterat i ovan teori publiceras nyligen i The Astrophysical Journal Letters och den tidigare teorin om mörk materia förbättras genom datasimuleringar genom att lägga till växelverkan mellan mörk materia och gas och finner att det som man ansett första ljussvaga galaxerna kan ha varit mycket ljusare än väntat i början av universums historia i dess bildande. Författarna till studien föreslår att man nu bör försöka hitta små galaxer som är mycket ljusstarkare än förväntat med hjälp av teleskop som Webb-teleskopet. Om de däremot endast hittar ljussvaga galaxer kan en del av deras idéer om mörk materia vara felaktiga.

Mörk materia är en typ av hypotetisk materia som inte växelverkar med elektromagnetism eller ljus. Således är det omöjligt att observera med hjälp av optik, elektricitet eller magnetism. Men mörk materia växelverkar med gravitationen och dess närvaro har härletts från de gravitationella effekter den har på vanlig materia. Vanlig materia utgör hela det observerbara universum. Men tots att 84 procent av all materia i universum tros bestå av mörk materia (ej synlig materia) har den aldrig upptäckts direkt.

Bild https://newsroom.ucla.edu/ En sammansättning av Stephans kvintett, en visuell gruppering av fem galaxer, konstruerad av nästan 1 000 separata bildfiler från James Webb Space Telescope. Astrofysiker vid UCLA tror att om teorierna om kall mörk materia är korrekta, borde Webb-teleskopet hitta små, ljusstarka galaxer i det tidiga universum.

Galaxparet Arp 271 och förvrängningen av gravitation

 

Galaxen NGC 5427 ses  i bilden ovan som är tagen av NASA:s rymdteleskop Hubble. Galaxen ingår i galaxparet Arp 271 dess följeslagare NGC 5426 befinner sig under NGC 5427 och utanför bilden. Effekterna från parets gravitationskrafter är synliga genom  galaxens förvrängning som skapat den kosmiska bron av stjärnor som ses i den nedre högra delen av bilden.

Redan 1785 upptäcktes galaxparet av den brittiske astronomen William Herschel. Arp 271 är låst i en växelverkan galaxerna emellan som kommer att pågå i tiotals miljoner år till. Kanske de slutligen kommer att kollidera och sammanfogas till en enda galax. Men hittills har  deras ömsesidiga gravitationskrafter gett upphov till många nya stjärnor.

Dessa unga stjärnor är synliga i den ljussvaga bron som förbinder de två galaxerna och som ses längst ner i bilden. En sådan bro ger de två galaxerna möjlighet att fortsätta dela på den gas och det stoft som blir till nya stjärnor. Forskare tror att Arp 271 kan fungera som en ritning för vad som sker i den framtida sammanslagning mellan vår Vintergata och vår granne Andromedagalaxen, som förväntas ske om cirka 4 miljarder år.

Bild https://science.nasa.gov/ Galaxen NGC 5427 ses i den stora bilden tagen av Hubbleteleskopet, där markbaserade observationer visar även dess följeslagare NGC 5426. Detta galaxpar kallas Arp 271. Marktagen bild: DECam Victor M. Blanco/CTIO; Hubble-bild: NASA, ESA och R. Foley (University of California – Santa Cruz); Bearbetning: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)