Universum ett komplext nät av strukturer.

 

Bild https://penntoday.upenn.edu  Atacama Cosmology Telescope i Chile mäter det äldsta ljuset i universum, känt som den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Med hjälp av dessa mätningar kan forskare beräkna universums ålder. (Bild: Debra Kellner).

I ny forskning under ledning av Joshua Kim och Mathew Madhavacheril vid University of Pennsylvania och medarbetare vid Lawrence Berkeley National Laboratory visas att universum har blivit "rörigare och mer komplicerat" under de cirka 13,8 miljarder år som det har funnits. Fördelningen av materia har med årmiljarderna blivit mindre "sammansatt" än väntat.

"Vårt arbete korrelerade två typer av dataset från komplementära, men mycket distinkta, undersökningar", beskriver Madhavacheril, " vad vi fann var att för det mesta är berättelsen om strukturbildning anmärkningsvärt väl överensstämmande med förutsägelserna från Einsteins gravitationsteori. Vi såg dock en antydan till en liten diskrepans i mängden förväntad sammansättning under de senaste epokerna med början för  cirka fyra miljarder år sedan vilket är intressant att följa framåt i tiden.

Datan, som publicerats i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics och preprintservern arXiv kommer från Atacama Cosmology Telescopes (ACT) slutliga datarelease (DR6) och Dark Energy Spectroscopic Instruments (DESI) Year 1.

 Madhavacheril beskriver att kombinationen av dessa data gjorde det möjligt för teamet att undersöka  kosmiska tider staplade på ett sätt som liknar att stapla OH-film av forntida kosmiska fotografier framåt tidsmässigt vilket ger ett flerdimensionellt perspektiv på kosmos över tid. För mer information om detta forskningsprojekt se denna länk från University of Pennsylvania. 

Einsteinsonden har upptäckt en mystisk kosmisk explosion

 

Bild https://www.esa.int Einsteinsonden.

Den 15 mars 2024 upptäckte Einstein Probes Wide-field X-ray Telescope (WXT) en skur av lågenergirik röntgenstrålning. Astronomer kallar sådan röntgenstrålning för "mjuk" trots att den fortfarande är mycket mer energirik än synligt eller ultraviolett ljus. Explosionen varade i mer än 17 minuter och fluktuerade i ljusstyrka innan den bleknade bort. En sådan händelse är känd som en snabb röntgentransient (FXRT) och denna transient fick beteckningen EP240315a.

Yuan Liu, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences (NAO, CAS) och huvudförfattare till den nyligen publicerade en artikeln (se nedan) om upptäckten överaskande. Det blev ett speciellt ögonblick eftersom han hade designat den inbyggda mjukvaruutlösaren i Wide-field X-ray Telescope. 

"Det var verkligen intressant att se att algoritmen fungerade bra vid händelsen", beskriver han. Efter ca en timme efter att röntgenstrålningen upptäcktes upptäckte även ett teleskop i Sydafrika som är en del av Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System (ATLAS) i synligt ljus fenomenet. Uppföljande observationer av Gemini-North-teleskopet på Hawaii och Very Large Telescope i Chile visade rödförskjutningsmätningar som visade att utbrottet hade kommit cirka 12,5 miljarder ljusår bort och påbörjat sin kosmiska resa till oss när universum bara var 10 procent av sin nuvarande ålder.

Det betyder att EP240315a blev första gången som astronomer upptäckte mjuk röntgenstrålning under så lång tidrymd av en så gammal explosion.

– Upptäckten av EP240315a visar på Einsteinsondens stora potential till att upptäcka transienter från det unga universum. Projektet kommer att spela en viktig roll i internationella observationer och samarbeten, beskriver Xuefeng Wu, forskare vid Purple Mountain Observatory, CAS och en av artikelns författare.

Artikeln publicerades under titeln "Long-term radio monitoring of the fast X-ray transient EP240315a: evidence for a relativistic jet" av Ricci et al. Nyligen  i The Astrophysical Journal Letters. 

ESA:s Swarm-uppdrag kan visa magmafördelningen under havet.

 

Bild https://www.esa.int/ Swarm-konstellation över Jorden.

Swarm är en konstellation av tre satelliter som ger data om jordens jordmagnetiska fält från rymden. Detta magnetfält som sträcker sig från jordens inre ut i rymden  tros till stor del uppstå av ett hav av flytande järn i jordens yttre kärna och magnetiserade stenar i jordskorpan.

Hav genererar magnetism, Havsvattnets salthalt är en måttlig elektrisk ledare. Det innebär att när tidvatten strömmar över jordens magnetfält ger det svaga elektriska strömmar som i sin tur inducerar små magnetiska signaler som kan detekteras från rymden.

I en studie där det användes data från ESA:s Swarm-konstellation tyder på att svaga magnetiska signaturer som skapas av jordens tidvatten kan visa den magmafördelningen under havsbottnen och även ge  insikter om långsiktiga trender i globala havstemperaturer och salthalt.

Studien av dessa signaturer hamnade på framsidan (på omslaget) av världens äldsta vetenskapliga tidskrift, Philosophical Transactions of the Royal Society A. Studien utfördes av ett team från Kölns universitet och Danmarks tekniska universitet.

Extremt stark vind upptäckt på en exoplanet

 

Bild https://www.eso.org  citat bildtext ”Astronomer har upptäckt extremt kraftfulla vindar vid ekvatorn på WASP-127b, en jättelik exoplanet. Med en hastighet på upp emot 33 000 km/h utgör vindarna de starkaste jetströmmar som någonsin har uppmätts på en planet. Upptäckten gjordes med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) i Chile och ger nu unika insikter om vädermönstret på en avlägsen värld, slut citat”.

Sedan WASP-127b upptäcktes 2016 har astronomer undersökt denna stora gasplanet som finns mer än 500 ljusår från jorden. WASP-127b är något större än Jupiter men med en bråkdel av Jupiters massa vilket gör den mycket "fluffig".

En internationell grupp av astronomer har nyligen upptäckt överljudsvindar i WASP-127b  atmosfär.

"En del av atmosfären på denna planet ses röra sig mot oss med hög hastighet medan en annan del rör sig bort från oss med samma hastighet", beskriver Lisa Nortmann, forskare vid universitetet i Göttingen, Tyskland, och huvudförfattare till studien .

Med en hastighet av 9 km per sekund (nästan 33 000 km/h) rör sig jetvindarna omkring sex gånger snabbare än planetens rotationshastighet runt ekvatorn. "Det här är något vi inte har sett förut", beskriver Nortmann. Det är den snabbaste vindhastigheten som någonsin uppmätts i en jetström i en planets atmosfär. Som jämförelse finns den starkaste vinden i vårt solsystem på Neptunus vilken har en hastighet av 0,5 km per sekund (1800 km/h).

Forskargruppen kartlade vädret och sammansättningen av WASP-127b med hjälp av instrumentet CRIRES+ på ESO:s VLT. Genom att mäta hur ljuset från moderstjärnan transporteras genom planetens övre atmosfär lyckades de spåra planetens sammansättning. Deras resultat bekräftar närvaron av vattenånga och kolmonoxidmolekyler i atmosfären. 

De fann även att polerna är kallare än resten av planeten liksom att det finns en liten temperaturskillnad mellan morgon- och kvällssidan av WASP-127b. "Detta visar att planeten har komplexa vädermönster precis som jorden och övriga planeter i vårt eget system," menar Fei Yan, medförfattare till studien och professor vid University of Science and Technology i Kina.

Exoplanetforskning går snabbt framåt. Till för några år sedan kunde astronomerna endast mäta massan och radien på planeter bortom solsystemet. I dag kan man med teleskop som ESO:s VLT kartlägga vädret på dessa avlägsna världar och analysera deras atmosfärer. "Att förstå dynamiken hos dessa exoplaneter hjälper oss att utforska mekanismer som värmefördelning och kemiska processer, förbättra vår förståelse av planetbildning och potentiellt kasta ljus över ursprunget till vårt eget solsystem", beskriver David Cont från Ludwig Maximilian University i München, Tyskland och medförfattare till artikeln. 

Intressant nog kan studier som denna för närvarande endast göras med markbaserade observatorier, eftersom instrumenten på nuvarande rymdteleskop inte har den nödvändiga hastighetsupplösningen. ESO:s Extremely Large Telescope – som är under konstruktion nära VLT i Chile och dess ANDES-instrument kommer i framtiden att göra det möjligt för forskare att undersöka djupare i vädermönstren på avlägsna planeter. "Sannolikt kan vi snart se ännu fler detaljer i vindmönstren och utöka forskningsmetoder till mindre, steniga planeter", avslutar Nortmann studien.

Resultat av studien publicerades i dagarna i Astronomy & Astrophysics.

Kommunikationsstationen Malargüe

 Bild https://www.esa.int

Med stadigt ökande rymdfärder, fler internationella förfrågningar, nya och mer intensiva dataströmmar har efterfrågan på markstationer för att ta emot data  från dessa aldrig varit större. För att ge mer möjligheter till de tre djuprymdsantennerna i sitt globala nätverk av markstationer (Estrack) påbörjade Europeiska rymdorganisationen (ESA) en omfattande uppgradering av sina stationer, inklusive användningen av  kryogen teknik. 

I slutet av juli 2024 slutförde programmet de kryogena arbetena på sin Argentina-baserade Malargüe-antenn vilket nu gör det möjligt för stationen att ladda ner upp till 80 procent mer vetenskapliga data från  allt mer komplexa vetenskapliga uppdrag ur en ökning på upp till 60 procent av rymdfärder som ex Juice och BepiColombo. 

Slutförandet av uppgraderingen kommer att minska kraven på operativ kapacitet från ESA-uppdrag under de kommande åren samtidigt som det ger ny kapacitet till framtida uppdrag.

Det fungerar enligt följande. När antenner tar emot en signal och avkodar den kan antenner påverkas av bakgrundsstörningar eller termiskt brus som begränsar deras känslighet och dataöverföringshastighet. Ett sätt att minska detta brus är det som gjorts här att kryokyla länken som förbinder den fysiska antennen med stationens elektroniska signalsändare och mottagare vilket kallas "antennmatning".

Stéphane Halté, projektledare för ESA:s markstationer beskriver det som

"Vid en temperatur på -263 °C i stället för rumstemperatur kan vi minska bruset till ett minimum och öka antennens kapacitet med mellan 60 och 80 %".

Malargüe är den andra antennen som har uppgraderats med kryokylda matare. Den följer Cerebros väg från 2023. Denna kryogena teknik är nu en standard för ESA:s markstationer och de nya antennerna, liksom den nya Norcia 3 som kommer att vara utrustade med den. 

En radiogalax 32 gånger större än Vintergatan

 

Bild  https://sv.wikipedia.org/wiki/Centaurus_A  Bild av radiogalaxen Centaurus A (NGC 5128)

Radiogalaxer är stora galaxer och de tillhör de största objekten i universum. En eller två jetstrålar skjuter ut tusentals ljusår från radiogalaxens centrum och matar ut gasströmmar av  jättelika moln på vardera sidan av galaxen. Runt en radiogalax finns en central ring av stoft och damm vilket gör det omöjligt att se in i kärnan och att upptäcka mindre ljusstarka jetstrålar.

De flesta galaxer sänder ut ljus på andra våglängder än de synliga. Det vanligaste är att de sänder ut radiovågor. En del galaxer sänder ut ovanligt starka radiovågor och de kallas därför radiogalaxer. Vår närmaste radiogalax Centaurus A befinner sig på 11 miljoner ljusårs avstånd från oss.

Astronomer har upptäckt en extraordinär tidigare okänd  jättelik radiogalax som sänder ut plasmastrålar. Galaxen som är 32 gånger så stor som vår Vintergata.

Den kosmiska megastrukturen, som mäter 3,3 miljoner ljusår från ände till ände, upptäcktes av Sydafrikas MeerKAT-teleskop och fick smeknamnet Inkathazo – som betyder "problem" på de afrikanska xhosa- och zuluspråken på grund av svårigheten att förstå fysiken bakom den.

Forskarna hoppas att deras "spännande och oväntade upptäckt", som beskrivs i en publication i dagarna i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society kommer att kasta ljus över det mystiska ursprunget och utvecklingen av vad som är några av de största strukturerna i universum.

Gigantiska radiogalaxer (GRG) är kosmiska kolosser som spyr ut jetstrålar av het plasma miljontals ljusår över den intergalaktiska rymden. Dessa plasmajetstrålar lyser vid radiofrekvenser och drivs av supermassiva svarta hål i galaxers centrum.

Fram till nyligen trodde man att GRG var ganska sällsynta. Men en ny generation radioteleskop som Sydafrikas MeerKAT, har sedan dess vänt upp och ner på detta antagande.

– Antalet GRG-upptäckter har fullkomligt exploderat under de senaste fem åren tack vare kraftfulla nya teleskop som MeerKAT, beskriver Kathleen Charlton, masterstudent vid University of Cape Town och försteförfattare till den nya studien. 

– Forskning om GRG utvecklas så snabbt att det blir svårt att hänga med. Det är otroligt spännande! beskriver Kathleen Charlton.

Mystiska högar avslöjar vattnets historia på Mars

 

Bild https://www.nhm.ac.uk Två här framträdande högar, som reser sig hundratals meter över det omgivande låglandet ses här som  ljusa områden. De är rika på lermineraler. FOTOGRAF: ESA/TGO/CaSSIS, NASA/JPL/MSSS/Murray-labbet

En forskare vid Londons Natural History Museum, Dr Joe McNeil med medarbetare vid The Open University analyserade högupplösta bilder och sammansättningsdata som tagits av rymdsonder för att förstå högarnas geologi.

Forskarlaget upptäckte att högarna som är upp till en halv kilometer höga är rester av ett forntida högland som drog sig tillbaka hundratals kilometer efter att erosion nött bort terrängen runt dem för miljarder år sedan. Detta spelade en nyckelroll i att forma det marsianska landskapet som skiljer planetens lågt liggande norra halvklot från dess högre liggande södra halvklot.

Högarna består av skiktade avlagringar som innehåller lermineraler som bildats genom att vatten interagerat med berg under miljontals år. Dessa lerlager är inklämda mellan äldre, icke-lerlager nedanför och yngre, icke-lerlager ovanför, vilket markerar skilda geologiska händelser i Mars historia. Högarna är allt som finns kvar av ett landskap ungefär lika stort som Storbritannien och som nästan helt har eroderats bort.

Detta lerindränkta lager bör vara den lämpligaste platsen för undersökningar efter eventuella tidigare livsformer.

Studien har finansierats av den brittiska rymdstyrelsen i Storbritannien. Den publicerades nyligen i Nature Geoscience. 

Strukturen hos 74 exokometbälten

 

Bild https://www.tcd.ie/news  Alla 74 exokometbälten som hittats av Almateleskopen är avbildade i denna studie. Bild: Prof. Luca Matrà.

Astrofysiker under ledning av ett team från Trinity university in Dublin har för första gången avbildat ett stort antal exokometbälten runt närliggande stjärnors  kometer (stenar) inuti bältena. Kristallklara bilder visar ljus som sänds ut från millimeterstora stenar (avståndet från oss ger dessa små storlekar i radioteleskopen) i bältena som kretsar kring 74 närliggande stjärnor i olika åldrar – från stjärnor håller på att bildas till stjärnor som är färdiga solsystem som vårt eget solsystem.

I dessa regioner är det så kallt (-250 till -150 grader Celsius) att de flesta föreningar, inklusive vatten, är fruset till is på dessa exokometer. Vad astrofysikerna observerar är var isreservoarerna i planetsystemen finns. REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) är det första programmet som avslöjar strukturen hos dessa bälten för ett så stort urval som 74 exoplanetsystem.

I vårt eget solsystem finns Orts kometmoln  Det verkar som om alla solsystems utkant innehåller ett kometmoln om man ska tolka fynden ovan.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) är en uppställning av 66 radioteleskop i Atacamaöknen i norra Chile, medan Submillimeter Array (SMA) är en liknande uppställning med åtta radioteleskop på Hawaii. Båda anläggningarna observerar elektromagnetisk strålning vid millimeter- och submillimetervåglängder. Studien här  har använt ovan teleskop för att få de bilder som har gett information om populationer av exokometbälten av större slag än någon tidigare studie gjort.

Studien REASONS (REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars) är en viktig milstolpe i studiet av exokometbälten eftersom dess bilder och analyser avslöjar var småstenarna och därmed exokometerna, finns. De ligger vanligtvis tiotals till hundratals au (avståndet från jorden till solen) från sin centrala stjärna likt Oorts kometmoln i vårt eget solsystems bälte gör.

Andomedagalaxens historia

 

Bild wikipedia på Andromedagalaxen.

Även om Vintergatan och Andromeda bildades vid samma tid för många miljarder år sedan visar observationer att de har mycket olik evolutionär historia. I en ny forskningsrapport beskrivs  att Andromedagalaxen ses ha fler yngre stjärnor och ovanliga egenskaper som sammanhängande strömmar av stjärnor. Detta innebär att den har haft en mer aktiv historia av stjärnbildning och växelverkan på senare tid än Vintergatan.

"Det ser ut som om galaxen har varit med om någon form av händelse som gjort att det bildades en stor mängd stjärnor och sedan bara stängdes stjärnbildningen ner, beskriver Daniel Weisz vid University of California, Berkeley. "Detta berodde troligen på en kollision med en annan galax i grannskapet."

En möjlig förklaring till kollisionen är den kompakta satellitgalaxen Messier 32, som liknar den avskalade kärnan av en galax som en gång varit en spiralgalax och som kan ha interagerat med Andromeda i det förflutna. Datorsimuleringar tyder på att när en närkontakt med en annan galax förbrukar all tillgänglig interstellär gas avtar stjärnbildningen.

"Andromeda ser ut som en övergångsgalax som ligger mellan en stjärnbildande spiralgalax och en sorts elliptisk galax som domineras av åldrande röda stjärnor", beskriver Weisz. "Vi kan se att den har en stor central utbuktning av äldre stjärnor och en stjärnbildande skiva som inte är så aktiv som man kan förvänta sig med tanke på galaxens massa."

"Den här detaljerade bilden från Hubbleteleskopet kommer att hjälpa oss att pussla ihop galaxens tidigare sammansmältnings- och interaktionshistoria", tillägger Williams.

Hubbleteleskopet som tagit bilder av Andromedagalaxen och gjort nya upptäckter kommer med dessa bilder att stödja de framtida observationer som ska göras med NASA:s James Webb Space Telescope och det kommande Nancy Grace Roman Space Telescope. Roman är i huvudsak en vidvinkelversion av Hubble (med samma spegelstorlek) och kommer att fånga motsvarande minst 100 högupplösta Hubble-bilder i en enda exponering. Dessa observationer kommer att komplettera och utöka Hubbles enorma datamängd.

Strukturen av två molekylmoln i Vintergatans centrum

Bild wikipedia. Vintergatsbandet i riktning mot Skyttens stjärnbild.

Fysikforskare Danya Alboslani '24 (CLAS) vid University of Connecticut och forskare postdoktor Samantha Brunker, medverkande vid Milky Way Laboratory under ledning av docent i fysiker docent Cara Battersby har utvecklat en ny röntgentomografimetod för att konstruera 3D-kartor över två molekylmoln i Vintergatans centrum som kallas "Stone" och "Sticks" molnen. Kartorna är de första renderingarna någonsin av molekylmoln i galaxens centrum i tre rumsliga dimensioner.

"Molnen absorberar röntgenstrålar som kommer från Sgr A* (det svarta hålet i centrum av galaxen) och sänder sedan ut röntgenstrålar i alla riktningar. En del av dessa röntgenstrålar kommer mot oss och det finns en mycket specifik energinivå i den neutrala järnlinjen på 6,4 elektronvolt som har visat sig korrelera med de täta delarna av molekylär gas, beskriver Alboslani. "Om du föreställer dig ett svart hål i mitten som producerar dessa röntgenstrålar som strålar utåt och så småningom interagerar med ett molekylmoln i CMZ (Central Molecular Zone)  kommer det med tiden att belysa olika delar av molnet, så vad vi ser är en skanning av molnen."

Vintergatans centrum är fyllt med stora mängder stoft vilket gör att det synliga ljuset kan vara skymt, men röntgenstrålningen som sänds ut av Sgr A* under intensiva ackretionshändelser kan ses. 

Alboslanis artikel fokuserar på Stone-molnet medan Brunkers artikel visar Sticks - molnet. – Den övergripande morfologiska överensstämmelsen och i synnerhet associationen mellan de tätaste områdena i både röntgen- och molekyllinjedata är slående och det är första gången det har visats i så liten skala, beskriver Brunker.

Alboslani och Brunker använde insamlad data från NASA:s Chandra X-ray Observatory som sträcker sig över två decennier för att skapa sina 3D-modeller av de molekylära molnen Stone och Sticks. Battersby förklarar att även om vi vanligtvis bara ser två rumsliga dimensioner av objekt i rymden, gör röntgentomografimetoden det möjligt för oss att mäta den tredje dimensionen av molnet och se hur röntgenstrålarna lyser upp enskilda delar av molnet över tid. "Vi kan använda tidsfördröjningen mellan belysningar för att beräkna den tredje rumsliga dimensionen eftersom röntgenstrålar färdas med ljusets hastighet", förklarar Battersby.

Alboslani beskrev denna forskning i sin presentation "X-ray echoes from Sgr A* reveal the 3D structure of molecular clouds in the Galactic Center" vid det 245:e mötet för American Astronomical Society (AAS) i National Harbor, Maryland den 14 januari. Två manuskript har även skickats in till AAS Journals och kommer att finnas tillgängliga den 14 januari kl. 20:00 EST.

En ny galaxgrupp hittad som tyder på tidig bildning av svarta hål.

 Bild https://webbtelescope.org

I december 2022 avslöjade NASA:s James Webb Space Telescope något som aldrig tidigare skådats: ett flertal små röda objekt som forskarna kallar "små röda prickar" (little red dots eller LRD). Även om dessa prickar är ganska rikliga, är forskare förbryllade över deras natur undrande över anledningen till deras unika färg och vad de förmedlar om det tidiga universum.

Ett team av astronomer sammanställde nyligen ett av de största sammanställningarna av LRD:er hittills vilka alla existerade under de första 1,5 miljarder åren efter big bang. De fann att en stor andel av LRD:erna i deras urval visade tecken på att innehålla växande supermassiva svarta hål.

"Vi är förbryllade över denna nya population av föremål som Webb har hittat. Vi ser inga analogier av dem vid lägre rödförskjutningar (vilket då skulle visat LRD längre fram i tiden), vilket är anledningen till att vi inte har sett dem före Webbteleskopets känsliga teleskop, beskriver Dale Kocevski vid Colby College i Waterville, Maine, huvudförfattare till studien. Det pågår en hel del arbete för att försöka förstå vad dessa små röda prickar är för typ av objekt och om deras ljus uppstår av svarta hål som närmar sig dem.

Forskarlaget vände sig till Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey (RUBIES) för att få spektroskopiska data av några av LRD:erna i deras fynd. De fann att omkring 70 procent av dessa visade sig innehålla gas som snabbt rör sig i en hastighet av 1 000 kilometer i timmen vilket är ett tecken på en ackretionsskiva runt ett massivt svart hål. Detta tyder även på att många LRD:er drar till sig svarta hål (De röda fläckarna anser jag är heta gasmoln rester efter mikrovågsbakgrunden efter BigBang obs min teori) även kända som aktiva galaxkärnor (AGN). 

– Det mest spännande för mig är rödförskjutningsfördelningarna. Dessa mycket röda källor slutar i princip att existera vid en viss tidpunkt efter big bang, beskriver Steven Finkelstein, medförfattare till studien som gjordes vid University of Texas i Austin. "Om de växer till svarta hål och vi tror att minst 70 procent av dem gör det, tyder detta på en era av dold tillväxt av svarta hål i det tidiga universum. Det finns fortfarande mycket att undersöka eftersom LRD:er verkar väcka fler frågor."

Till exempel är det fortfarande en öppen fråga varför LRD:er inte visas vid lägre rödförskjutningar (längre fram i tiden). Ett möjligt svar är tillväxt inifrån och ut: När stjärnbildningen i en galax expanderar utåt från kärnan avsätts mindre gas av supernovor nära det växande svarta hålet och det syns bättre. I det här fallet gör det svarta hålet av med sin gaskokong, blir blåare och mindre rött och förlorar sin LRD-status.

Dessutom är LRD:er inte ljusstarka i röntgenljus, vilket står i kontrast till de flesta svarta hål vid lägre rödförskjutningar. Astronomer vet dock att vid vissa gasdensiteter kan röntgenfotoner fastna vilket minskar mängden röntgenstrålning. Därför kan denna kvalitet hos LRD:er stödja teorin om att dessa är kraftigt skymda svarta hål.

Teamet använder flera tillvägagångssätt för att förstå LRD:ernas natur, bland annat genom att undersöka de mellaninfraröda egenskaperna i dessa och genom att leta brett efter växande svarta hål för att se hur många som passar in på LRD-kriterierna. Att få djupare spektroskopi och utvalda uppföljande observationer kommer också att vara till nytta för att lösa detta för närvarande "öppna fall" om LRD:er.

"Det finns alltid två eller flera möjliga sätt att förklara de förväxlingsegenskaper som små röda prickar har", beskriver Kocevski. – Det är ett kontinuerligt utbyte mellan modeller och observationer att hitta en balans mellan vad som stämmer bra mellan de två och vilka konflikter som finns i analysresultaten.

Resultaten av studien presenterades vid en presskonferens vid det 245:e mötet för American Astronomical Society i National Harbor, Maryland, och har accepterats för publicering i The Astrophysical Journal

En oväntad spiralform på en galax

 

Bild https://hubblesite.org  Spiral Quasar  i Galax J0742+2704

Fält av gula galaxer i olika storlekar och avstånd ses ovan. Två större galaxer är framträdande. I mitten finns en galax med en ljus kärna och svagt synliga spiralarmar från dess topp och botten. Längst ner till höger i spiralen finns en ringgalax med ett tydligt mellanrum mellan dess ljusa kärna och ringovalen av stoft och gas som omger den.

Natthimlen har alltid spelat en avgörande roll för navigering, från tidiga havsfärder till modern GPS. Förutom stjärnor använder USA:s flotta kvasarer som fyrar. Kvasarer är avlägsna galaxer med supermassiva svarta hål, omgivna av glödheta skivor av virvlande gas som kan spränga iväg jetstrålar av materia. 

Uppföljning av en upptäckt 2020 av nya jetstrålar från ett antal kvasarer har nu gjort att den aspirerande marinofficeren Olivia Achenbach vid United States Naval Academy använt NASA:s rymdteleskop Hubble för att avslöja överraskande egenskaper hos en av dem, kvasaren J0742+2704. 

– Den största överraskningen var att se den distinkta spiralformen i bilderna från rymdteleskopet Hubble. Först var jag orolig att jag hade gjort ett misstag, beskriver Achenbach som gjorde upptäckten under en fyra veckor lång praktik

"Vi ser vanligtvis kvasarer som äldre galaxer som har vuxit sig mycket massiva, tillsammans med sina centrala svarta hål efter att ha gått igenom röriga sammanslagningar och fått en elliptisk form", beskriver astronomen Kristina Nyland vid Naval Research Laboratory vilken var Achenbachs rådgivare i forskningen.

"Det är extremt sällsynt och spännande att hitta en galax med kvasararmar och ett svart hål som är mer än 400 miljoner gånger solens massa vilket är ganska stort plus unga jetstrålar som inte kunde upptäckas för 20 år sedan", påtalar Nyland.

Den ovanliga kvasaren tar sin plats mitt i en aktiv debatt inom astronomin om vad som utlöser kvasarjetstrålar som kan vara viktiga för galaxers utveckling då jetstrålar kan hindra stjärnbildning. En del astronomer misstänker att kvasarjetstrålar utlöses av stora galaxkollisioner när materia från två eller flera galaxer blandas ihop och uppvärmd gas leds mot sammanslagna svarta hål. Spiralgalaxkvasarer som J0742+2704 tyder dock på att det kan finnas andra vägar för jetstrålar.

Även om J0742+2704 har behållit sin spiralform, visar Hubble-bilden spännande tecken på dess potentiella växelverkan med andra galaxer. En av dess armar visar förvrängning, möjligen kan det vara en tidvattensvans.

– Det är klart att det är något intressant på gång. Även om kvasaren inte har upplevt någon större omvälvande sammansmältning kan den interagera med en annan galax, som genom gravitation drar i dess spiralarm, beskriver Nyland.

En annan galax som syns i närheten i Hubble-bilden har en ringstruktur. Denna sällsynta form kan uppstå efter en galaxinteraktion där en mindre galax slår igenom i mitten av en spiralgalax. – Ringgalaxen nära kvasarvärdgalaxen kan vara en spännande ledtråd till vad som händer i det här systemet. Vi kan bevittna efterdyningarna av den interaktion som utlöste den här unga kvasarjetstrålen, beskriver Nyland.

Både Achenbach och Nyland betonar att denna spännande upptäckt är en ny utgångspunkt och det kommer att göras ytterligare flervåglängdsanalyser av J0742+2704 med data från NASA:s Chandra X-ray Observatory och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile.

Resultatet av studien presenteras vid det 245:e mötet för American Astronomical Society i Washington, D.C.

Neutronstjärnor kan ha berg vilka ger krusningar i rummet och tiden.

 

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. De är slutet för större stjärnor efter att de blivit supernovor. Resten efter supernovan blir en neutronstjärna på  cirka 20 km i diameter med har en massa motsvarande 1,4–3 solmassor. Det innebär att neutronstjärnan har en densitet som är omkring 1 miljard ton per kubikcentimeter. Bilden ovan från wikipedia visar en hur en neutronstjärna troligast ser ut.

Berg eller icke-axisymmetriska deformationer av roterande neutronstjärnor utstrålar effektivt gravitationsvågor. Kärnteoretiker vid Indiana University har undersökt analogier mellan neutronstjärnberg och ytegenskaper hos vårt solsystemets månar och planeter. Både neutronstjärnor och vissa månar som Jupiters måne Europa eller Saturnus måne Enceladus har tunna skorpor över djupa hav, medan Merkurius har en tunn skorpa över en stor metallkärna. Tunna lakan kan skrynklas på universella sätt. Europa har linjära drag. Enceladus har tigerliknande ränder och Merkurius har böjda trappstegsliknande strukturer.

Neutronstjärnor med berg kan ha liknande typer av ytegenskaper som kan upptäckas genom att observera kontinuerliga gravitationsvågssignaler. Neutronstjärnors ytegenskaper är till stor del okända. Kärnteoretiker utforskar bergsbildningsmekanismer på aktiva på månar och planeter i vårt solsystem. En del av de mekanismer man funnit tyder på att neutronstjärnor sannolikt har berg. Neutronstjärnberg skulle vara mycket mer massiva än berg på jorden – så massiva att gravitationen bara från dessa berg skulle kunna producera små svängningar eller krusningar i rummets och tidens väv. Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) söker nu efter de krusningar som dessa berg (om de finns) kan ha skapat.

Denna forskning om hur man letar efter neutronstjärneberg kommer att vägleda sökandet efter svängningar i rum-tiden i form av så kallade kontinuerliga gravitationsvågor. Vågor så svaga att de endast kan detekteras med mycket detaljerade och känsliga sökningar noggrant inställda på förutspådda frekvenser med flera signalegenskaper. De första upptäckterna av kontinuerliga gravitationsvågor (om det lyckas) kommer att öppna ett nytt fönster mot universum och ge unik information om neutronstjärnor, de tätaste objekten i rymden efter svarta hål. Dessa signaler kan också ge ny information om de  grundläggande naturlagarna.

Neutronstjärnor med berg kan ha liknande typer av ytegenskaper som kan upptäckas genom att observera kontinuerliga gravitationsvågssignaler. Jordens innersta inre kärna är anisotrop (innebär att ett material har olika fysikaliska egenskaper i olika riktningar) med en skjuvmodul (Det linjära förhållandet mellan skjuvspänning och skjuvtöjning beskrivs av skjuvmodulen (G) som har dimensionen kraft per area och mäts i pascal, oftast gigapascal (GPa). Skjuvmodulen ingår i Hookes lag för skjuvning.) och beror på riktning. Om material i neutronskorpan också är anisotropt kommer det att uppstå en bergsliknande deformation och dess höjd kommer att öka ju snabbare neutronstjärnan snurrar. En sådan ytegenskap skulle kunna förklara det maximala spinn som observerats för neutronstjärnor och en möjlig minimal deformation av radioemitterande neutronstjärnor, så kallade millisekundspulsarer.

Jag anser det låter otroligt att neutronstjärnor kan ha berg. Dessa stjärnor borde genom den starka gravitationen där har format dem helt runda.

Röntgenblixtrar som mystiskt accelererar

 

Bildtexten från https://news.mit.edu :I den här konstnärens rendering följer en ström av materia en vit dvärgstjärna som kretsar runt  ackretionsskivan som omger  galaxen 1ES 1927:s supermassiva svarta hål. Upphovsman: Aurore Simonnet / Sonoma State University.

Det svarta hålet det handlar om är 1ES 1927+654, som är ungefär lika massivt som en miljon solar och finns i en galax som ligger 270 miljoner ljusår bort. Astronomerna från MIT ( Massachusetts Institute of Technology) har upptäckt blixtar av röntgenstrålning som kommer från det svarta hålet i en stadigt ökande hastighet.

Under en period av två år ökade blixtarna, vid millihertzfrekvenser, från var 18:e minut till var sjunde minut. Denna ökning av röntgenstrålning har inte setts från ett svart hål tidigare.

Forskarna utforskade ett antal scenarier för vad som skulle kunna förklara blixtarna. De tror nu att den mest sannolika förklaringen är en snurrande vit dvärgstjärna en extremt kompakt kärna av en död stjärna som kretsar runt det svarta hålet och hamnat närma det svarta hålets händelsehorisont.  Den gräns bortom vilken ingenting kan undkomma det svarta hålets gravitationskraft. Om så är fallet måste den vita dvärgen göra en balansakt eftersom den kan komma ända fram till det svarta hålets kant utan att faktiskt falla in.

– Det här skulle vara det närmaste vi känner till att något objekt kommit ett svart hål utan att falla in, beskriver Megan Masterson, doktorand i fysik vid MIT, som var med om och ledde upptäckten.

Forskarna presenterade nyligen sina resultat av upptäckten och dess resultat i vid det 245:e mötet för American Astronomical Society.

För mer utförligt om denna upptäcktg läs artikeln från MIT här. 

Vad är den vita fläcken som kan ses vid norrsken?

 

Bild https://www.countryliving.com.

Den vitaktiga grå fläck som ibland dyker upp på natthimlen tillsammans med norrsken har för första gången fått en förklaring av forskare vid University of Calgary.

"Du ser det här dynamiska gröna norrskenet, du kan se en del av det röda norrskenet i bakgrunden och helt plötsligt ses  en strukturerad fläck som  är gråtonad eller vittonad kopplad till norrskenet", beskriver Dr. Emma Spanswick, PhD, huvudförfattare till artikeln (se nedan) och docent vid institutionen för fysik och astronomi vid naturvetenskapliga fakulteten vid University of Calgary.

Spanswick beskriver att den vita fläcken har refererats till i vetenskapliga artiklar tidigare men aldrig förklarats.

Hennes team visar i en artikel slutsatsen att det "helt säkert är en värmekälla" och beskriver att det tyder på att norrskenet är mer komplext än man tidigare trott.

Spanswick beskriver att upptäckten möjliggjordes efter  framsteg inom kamerateknik som gnu ör det möjligt för både amatörfotografer och forskare att se färgbilder av natthimlen.

"Alla har lagt märke till framstegen inom digital fotografering. Nu kan din mobiltelefon ta bilder på norrskenet, beskriver hon. 

"Den här typen av sensorer kan nu hittas i mer kommersiella, mer robusta sensorer som vi skulle använda inom vetenskapen."Teamets forskning kom efter att det fanns ett förnyat intresse för kontinuumemission med upptäckten och observationerna av det långa, glödande bandet av lila ljus som kallas STEVE – eller Strong Thermal Emission Velocity Enhancement. Min teori är att Steve och dessa fläckar består av samma slag och är samma fenomen.

"Det finns likheter mellan det vi ser nu och STEVE", förklarar Spanswick. "STEVE manifesterar sig som en lila eller gråtonad struktur.

"Spektrumet mellan de två är likartade men på grund av dess koppling till dynamiskt norrsken är fläcken nästan inbäddat i norrskenet. Den är svårare att urskilja om man skulle söka det medan STEVE är skilt från norrskenet som ett stort band som korsar himlen.

Den senaste forskningen är betydelsefull och medverkande vid denna var  tre UCalgary-studenter i dess grundutbildning och Josh Houghton som ursprungligen anställdes som praktikant i projektet.

Artikeln om fenomenet publicerades den 30 december 2024 i tidskriften Nature Communications.

Mer materia behövs från Mars för att förstå dess historia

Bild https://www.llnl.gov NASA:s Mars-rover Perseverance tog en selfie då den samlar markprover som på Mars. Dessa prover är avgörande för att förstå planetens utveckling. (Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS).

Den nuvarande förståelsen av Mars utveckling bygger på mätningar av rymdfarkoster och analys av meteoriter. Dessa meteoriter kastades ut från Mars och korsade rymden innan de landade på jorden där de hittats främst i afrikanska öknar och på Antarktis. De finns i två kategorier av meteoriter från Mars. 

 Var och en målar upp en egen bild av Mars geologiska historia.

I en studie publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences, hävdar LLNL-forskare (Lawrence Livermore National Laboratory USA) att prov som hämtats från kända platser på Mars genom återvändande farkoster skulle kunna lösa denna gåta.

– Vi använder för närvarande prover som ofta är mindre än några tum för att extrapolera en planets hela evolutionära historia. Man skulle inte kunna förutspå Himalayas existens utifrån materia som samlats in i havsdjup på Jorden, påtalar Lars Borg, forskare vid LLNL. "Vi måste kunna avgöra om de egenskaper vi ser är en del av en storskalig funktion eller bara en liten lokal anomali."

Shergottiter (Meteoriter)  är 200 till 600 miljoner år gamla basaltiska bergarter som har geokemiska och isotopiska egenskaper som har likheter med vår månes. Dessa meteoriter tyder på att Mars bildade en kärna, mantel och skorpa mycket tidigt i sin historia och sedan hände inte mycket mer. Nakhliter (Meteoriter) är däremot 1,3 miljarder år gamla och tyder på att Mars bildade en kärna, mantel och skorpa ännu tidigare i sin historia än ovan visar och liksom jorden upplevde pågående geologisk aktivitet. Ingen annan planet presenterar en så förvirrande kombination av motsägelser av sin historia.

Mätningar och datering av många meteoriter från Mars har gjorts vid LLNL av Cosmochemical & Isotopic Signatures group. De håller för närvarande på att uppdatera sina anläggningar i väntan på Mars Sample Return Campaign, som ska ta mineralprover som samlats in av rovern Perseverance tillbaks till jorden.

"Detta är en del av en mycket bredare agenda för LLNL för att bidra med vår unika analytiska kapacitet till kommande uppdrag för att skicka tillbaka prover, vilket även  inkluderar människors återkomst till månen genom Artemis-programmet", beskriver LLNL-forskaren Thomas Kruijer.

Genom att studera prov från Mars (och deras kända platser) hoppas Borg och hans team kunna konstruera en enhetlig modell för hur Mars bildats och utvecklats.

Att förstå Mars historia kan ligga till grund för studier av att förstå jordens bildning och den tidiga utvecklingen av jordlika planeter i allmänhet.

– Att få mineral från den enda platsen i solsystemet som ens tillnärmelsevis ser ut som jorden skulle kunna belysa hur vår värld kom till, förklara hur civilisationen bildades och undersöka om vi är ensamma i universum, beskriver Borg. 

Så kan det första livet lyckats klara sig på Jorden

 

Bild https://www.psi.edu  En konstnärs tolkning av en kaotisk tidig tid på jorden när livet först fick fäste. I den här bilden av en vulkanisk ventil strålar varmt vatten upp  till ytan. Det gula vattnet runt den varma källan är fullt av alger. Upphovsman: William Hartmann.

Forskare är inte säkra på hur livet först uppstod och dess vidare öde över tid. Ny forskning publicerad i Proceedings of the Royal Society B tyder på att kemiska föregångare till liv klarade svåra förhållanden via reversibla förändringar i aktivitet och skydd, ett fenomen som kan ses som dvala.

Kevin Webster, associerad forskare vid Planetary Science Institute (Planetary Science Institute  501(c)(3) Tucson, Arizona är ett privat, icke-vinstdrivande företag som ägnar sig åt utforskning av solsystemet. En annan medverkande i forskningen var Jay Lennon från Indiana University.

"Jag är intresserad av frågor som rör livets uppkomst", beskriver Webster. "Min samarbetspartner, Jay Lennon, är intresserad av fenomenet dvala. Vi pratade en dag och han frågade om jag trodde att dvala var äldre än livet. Jag sa att jag är nästan säker på att det är det. Det var det som ledde fram till artikeln”.

Organismer använder dvala för att minska risken för död genom att skydda sig mot ogynnsamma förhållanden och vaknar sedan när gynnsamma förhållanden återkommer.

"Om du är aktiv, men det inte finns någon mat på grund av att floden torkar ut till exempel, kommer du att dö", beskriver Webster. "Men om du kan uthärda de riktigt torra förhållandena medan du är i vila kan du återgå till aktivitet så snart det finns vatten igen och leva för att föra vidare din genetiska information."

Webster och Lennon grävde i de fossila lagren och för att finna att dvala har använts av en mängd olika organismer  under  jordens historia, inklusive idag (ex är björnar i idé då deras föda minskar på vintern).

Genom att minska dödligheten under suboptimala förhållanden skulle dvala minska sannolikheten för lokala och globala utdöenden. Dessutom skapar dvala en 'fröbank' av inaktiva individer", beskriver författarna vilket innebär att livet inte behövde starta om upprepade gånger under jordens turbulenta första tid.

Vissa molekyler kan genom olika processer växla mellan ett tillstånd av dvala (under vilket det är skyddat, men inte kan förökas) och aktivitet (under vilket det är mer sårbart för miljön, men kan förökas). Växling mellan dessa tillstånd kan ske i samband med förändringar i miljön, såsom temperatur eller tillgången på andra molekyler.

Att förstå hur liv uppkom och spreds och fortlevde på jorden är ett mål med forskningen.

En stjärnströms egenskaper

 

En stjärnström är en grupp stjärnor som rör sig kollektivt längs med en delad bana. Bild wikipedia. Stjärnströmmar i Vintergatan, upptäckta 2007.

Fysiker vid University of California har föreslagit en lösning på ett långvarigt pussel kring stjärnströmmen GD-1, en av de mest välstuderade strömmarna i Vintergatans galaktiska halo, känd för sin långa, tunna struktur med sporrar och luckor. Forskarlaget under ledning av Hai-Bo Yu vid University of California, Riverside har föreslagit att en "subhalo"  en mindre satellithalo inuti den galaktiska halon  är anledningen till de sporrar och gap som observerats i stjärnströmmen GD-1.

Forskningen kan få stor betydelse för förståelsen av egenskaperna hos mörk materia.

En stjärnström är en grupp stjärnor som rör sig tillsammans längs en gemensam bana. En lucka hänvisar till en lokal underdensitet av stjärnor längs strömmen medan en sporre är en överdensitet av stjärnor som sträcker sig utåt från strömmens huvudkropp. Eftersom mörk materia (okänd energi) styr stjärnors strömmar kan astronomer använda stjärnströmmar för att spåra osynlig mörk materia i en galax.

Vintergatans galaktiska halo, ett ungefär sfäriskt område som omger vintergatan innehåller mörk materia (okänd materia) och sträcker sig bortom galaxens synliga kant. Visualiseringar av välkända stjärnströmmar i Vintergatan finns här.

Astronomer har upptäckt att utlöparna och gapen hos stjärnströmmen GD-1 inte enkelt kan hänföras till gravitation från kända klotformiga stjärnhopar eller satellitgalaxer i Vintergatan. Dessa  kan dock förklaras av ett okänt störande objekt, till exempel en subhalo. Men objektets densitet skulle behöva vara betydligt högre än vad som förutspås av förförståelsen av  CDM-subhalos (Cold Dark Matter).  

Studien stöddes av U.S. Department of Energy och John Templeton Foundation.

Titeln på forskningsrapporten som publicerats i The Astrophysical Journal Letters har titeln  "The GD-1 Stellar Stream Perturber as a Core-collapsed Self-interacting Dark Matter Halo".

Nästa generations rymdfarkoster

 

Bilden från https://engineering.virginia.edu  visar en 6 kW Hall-propeller i drift vid NASA Jet Propulsion Laboratory. (Med tillstånd av NASA-JPL/CalTech)

Målet är snabbare, längre och mer effektiv framdrivning av rymdfarkoster. Det är vad ingenjörer som Chen Cui arbetar med vilken är ny som biträdande professor vid University of Virginia School of Engineering and Applied Science. Cui arbetar med att undersöka olika sätt att förbättra elektriska drivpropellrar en nyckelteknik vid framtida rymduppdrag. "För att säkerställa att tekniken förblir livskraftig till långsiktiga uppdrag måste vi optimera EP-integrationen (elektrisk plasma framdrivning kan det förklaras som) med rymdfarkostsystem", påtalar Cui.

I samarbete med sin tidigare rådgivare, professor Joseph Wang vid University of Southern California, publicerade Cui under december 2024  resultat i Plasma Sources Science and Technology (se nedan) här visar Cui nya insikter om elektronkinetiskt beteende i plasmastrålar och  vad som kanske ska ske inom framdrivning av farkoster i en snar framtid. Cui började på institutionen för maskin- och flygteknik hösten 2024 och fokuserar sin forskning på att förstå hur elektroner små, snabbrörliga laddade partiklar beter sig i plasmastrålar som sänds ut av EP-propellrar.

"Dessa partiklar är små, men deras rörelse och energi spelar en viktig roll för att bestämma den makroskopiska dynamiken hos plymen som sänds ut från den elektriska framdrivningspropellern", beskriver han.

Genom att studera dessa interaktioner vill Cui bättre förstå hur plymen av plasma som sänds ut interagerar med själva rymdfarkosten. Elektrisk framdrivning fungerar genom att jonisera en neutral gas vanligtvis xenon och sedan använda elektriska fält för att accelerera  jonerna som bildas. Jonerna, som  bildas i en plasmastråle med hög hastighet, driver rymdfarkosten framåt.

Jämfört med kemiskt framdrivna raketer är EP-system mycket mer bränsleeffektiva vilket gör det möjligt för rymdfarkoster att resa längre med mindre bränsle. Dessa system drivs ofta av solpaneler eller små kärnreaktorer vilket gör dem idealiska för långa uppdrag i rymden till exempel NASA:s Artemis-program, som syftar till att återföra människor till månen och så småningom skicka astronauter till Mars mm.

Plymen som avges av propellrarna är dock inte bara avgaser det är livlinan i hela framdrivningssystemet. Om plymen inte konstrueras väl kan den orsaka oväntade problem. Vissa partiklar kan flöda bakåt mot rymdfarkosten vilket kan skada viktiga komponenter på farkosten såsom solpaneler eller kommunikationsantenner.

För att lära mer om studien så kan denna läsas här titeln är "Vlasov Simulations of Electric Propulsion Beam", C. Cui och J. Wang, Plasma Sources Science and Technology, vol. 33, nr 12, s. 125005, 2024. 

Medborgarforskare löste gåtan om Jupiters moln

 Bild https://sv.wikipedia.org Storleksjämförelse mellan jorden och Jupiter.

Samarbete mellan amatörastronomer och professionella astronomer har bidragit till att lösa ett gammalt missförstånd om sammansättningen av Jupiters moln. I stället för att bestå av ammoniakis vilket är den konventionella uppfattningen om molnen verkar det nu som om de sannolikt består av ammoniumhydrosulfid blandat med smog. Resultaten av studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Journal of Geophysical Research – Planets.

Den nya upptäckten utlöstes av amatörastronomen Dr Steven Hill, baserad i Colorado. Nyligen visade han att mängden ammoniak och trycket från molntopparna i Jupiters atmosfär kunde kartläggas med hjälp av kommersiellt tillgängliga teleskop med några specialfärgade filter. Anmärkningsvärt nog visade dessa första resultat inte bara att mängden ammoniak i Jupiters atmosfär kunde kartläggas av amatörastronomer, de visade också att molnen ligger för djupt inne i Jupiters varma atmosfär för att stämma överens med moln av ammoniakis.

I den nya studien har professor Patrick Irwin vid institutionen för fysik vid University of Oxford tillämpat Dr Steven Hills analysmetod på observationer av Jupiter gjorda med instrumentet Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) vid Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (VLT) i Chile. MUSE använder spektroskopi och då visar det sig att Jupiters gaser skapar avslöjande fingeravtryck i synligt ljus vid olika våglängder och det då går att kartlägga ammoniak- och molnhöjder i Jupiters atmosfär.

För mer information om arbetet och vilka medarbetare som var med se följande länk från University of Oxford - Department of Physics 

Dolda stjärnor bakom Dragon Arc.

 

Bild https://www.cfa.harvard.edu   Abell 370, en galaxhop som ligger nästan 4 miljarder ljusår från jorden, har flera ljusbågar, inklusive "Drakbågen" (nedre vänstra hörnet i mitten). Dessa bågar orsakas av gravitationslinser: Ljus från avlägsna galaxer långt bakom den massiva galaxhopen som riktas mot jorden böjs runt Abell 370 av dennes massiva gravitation, vilket resulterar i förvridna bilder. Källa: NASA

Med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope (JWST) har postdoktoral forskare Fengwu Sun vid Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) och hans team observerat en galax som finns nästan 6,5 miljarder ljusår från jorden. En tidpunkt då universum var hälften så gammalt som det är idag. I denna avlägsna galax identifierade teamet 44 enskilda stjärnor som blev synliga tack vare en gravitationslinsing och JWST:s höga ljusinsamlingskraft. 

Upptäckten publicerades i tidskriften Nature Astronomy och det är det största antalet enskilda stjärnor som upptäckts i universum från denna tid. Upptäckten ger möjlighet att undersöka ett av universums största mysterier  mörk materia.

"Denna banbrytande upptäckt visar för första gången att det är möjligt att studera ett stort antal enskilda stjärnor i en avlägsen galax", beskriver Sun, en av studiens författare. – Tidigare studier med rymdteleskopet Hubble har resulterat i fyndet av troligen sju stjärnor (antalet inte bekräftat) långt därute men nu har vi förmågan att urskilja stjärnor som tidigare låg utanför vår förmåga i tid och rum att observera. Att observera fler enskilda stjärnor kommer att hjälpa oss att bättre förstå mörk materia i linsplanet i dessa galaxer och stjärnor vilket vi inte kunde med bara den handfull enskilda stjärnor som tidigare observerats på detta avstånd.

CfA:s Sun upptäckte denna hop av stjärnor när de inspekterade JWST-bilder av en galax som kallas Dragon Arc och som finns längs siktlinjen från jorden bakom en massiv galaxhop som kallas Abell 370. På grund av  gravitationslinseffekt sträcker Abell 370 ut Dragon Arcs signaturspiral till en långsträckt form  som liknar en sal av speglar av kosmiska proportioner.

Forskargruppen analyserade noggrant färgerna hos var och en av stjärnorna inuti Dragon Arc och fann att flera är röda superjättar, liknande Betelgeuse i stjärnbilden Orion som är i slutskedet av sin existens. Detta står i kontrast till tidigare upptäckter som främst identifierat blå "superjättar" liknande Rigel och Deneb. Stjärnor som är bland de ljusaste stjärnorna på natthimlen. Enligt forskarna belyser denna skillnad i stjärntyper också den unika kraften i JWST-observationer vid infraröda våglängder och som gör det möjligt att avslöja stjärnor med lägre temperaturer.

"När vi upptäckte de här stjärnorna letade vi i själva verket efter en bakgrundsgalax som kunde förstoras av någon galax grnom gravitationslinsning  i den här massiva stjärnhopen", beskriver Sun. – Men när vi bearbetade datan insåg vi att det fanns vad som verkade vara många enskilda stjärnpunkter. Det var ett spännande fynd eftersom det var första gången vi kunde se så många enskilda stjärnor så långt bort.

Sun är förväntansfull inför nästa tillfälle att studera dessa röda superjättar. – Vi vet nämligen i dag mer om röda superjättar i vårt lokala galaxområde eftersom vi kan ta bättre bilder och spektra och ibland till och med urskilja stjärnorna. Vi kan använda den kunskap vi har fått genom att studera röda superjättar i vår egen galax för att tolka vad som händer härnäst för de nu funna röda jättarna långt därute tack vara Webbteleskopet och gravitationslinsfenomenet.