Asteroiden 3200 Phaethon liknar en komet med svans, men svansens innehåll förvånar

 

3200 Phaeton är en Apolloasteroid,(jordnära asteroid) vars bana tar den närmare Solen än de flesta andra asteroider. Den korsar på sin bana Mars, Jordens, Venus och Merkurius banor.

Under en tid har man vetat att  3200 Phaethon verkar som en komet. Den lyser och bildar en svans då dess bana kommer nära solen och den är källan till det årliga meteorregnet Geminiderna. 

Forskare har tills nu ansett att Phaethons kometliknande svans består av damm som utsöndras från asteroiden då den värms upp av solen. Men i en ny studie utifrån två NASA-solobservatorier visas att Phaethons svans inte består av damm utan av natriumgas.

Vår analys visade att Phaethons kometliknande svans inte kan förklaras av damm, beskrivs det från  California Institute of Technology av doktorand Qicheng Zhang, som var huvudförfattare till en artikel om analysen publicerad i Planetary Science Journal.

Asteroider består till största delen av stenigt material till skillnad mot kometer som består av till största delen is och sten. Asteroider bildar vanligtvis inte  en svans när de närmar sig solen. Kometer som består av  en blandning av is och sten bildar vanligtvis en svans när solen förångar dess is och spränger ut material från kometen vilket då lämnar ett spår längs dess bana i form av en kometsvans. När jorden passerar genom ett sådant skräpspår från en komet brinner dessa kometbitar upp i vår atmosfär och producerar en svärm av stjärnfall - ett meteorregn.

Efter att astronomer första gången upptäckte Phaethon 1983 insåg de att asteroidens bana matchade Geminidimeteorregnet. Detta pekade på att Phaethon är källan till det årliga meteorregnet fastän Phaethon är en asteroid och inte en komet. År 2009 upptäcktes av NASA: s Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) en kort svans som sträckte sig ut från Phaethon när asteroiden nådde sin närmaste punkt till solen ("perihelium") längs sin 524-dagars omloppsbana. Vanliga teleskop hade inte upptäckt svansen tidigare eftersom den bara bildas när Phaethon finns nära solen och i det skenet kan detta bara ses från  solobservatorier. STEREO såg  Phaethons svans utvecklas vid solinflygningar 2012 och 2016. 

Svansens utseende stödde då teorin att den bestod av damm som utsöndrades från asteroidens yta när denna värmdes upp av solen.

Men 2018 avbildades en del av Geminidernas skräpspår. Observationer kom från NASA: s Parker Solar Probe och visade att spåret innehöll mycket mer material än Phaethon skulle kunna kasta från sig vid dess nära inflygningar till solen. 

Zhangs team undrade då om något annat än damm var förklaringen till Phaethons kometliknande svans. Kometer lyser ofta briljant av natriumutsläpp när de är mycket nära solen så man misstänkte att natrium hade en nyckelroll i Phaethons svans-sken.

En tidigare studie, baserad på modeller och laboratorietester, föreslog att solens intensiva värme vid Phaethons  solinflygningar kunde förånga natrium (om detta fanns) i asteroiden och bilda dess svans.

I hopp om att ta reda på vad svansen var gjord av letade Zhang efter den igen under Phaethons senaste perihelium 2022. Han använde rymdfarkosten Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) 

Som är ett gemensamt observatoriprojekt mellan NASA och Europeiska rymdorganisationen (ESA) som har färgfilter som kan upptäcka natrium och damm och Zhangs team söktes även från arkivbilder från STEREO och SOHO och man hittade svansen under 18 av Phaethons nära solinflygningar mellan 1997 och 2022.

I SOHO: s observationer verkade asteroidens svans ljus i filtret något som visar på natrium men  inga tecken på damm. Dessutom matchade svansens form hur den ljusnade när Phaethon passerade solen något forskare förväntat sig om den bestod av natrium men inte av damm.

Detta tyder på att Phaethons svans är gjord av natriumgas.

Många av de andra klassificerade kometerna därute kanske inte heller är kometer utan istället steniga asteroider som Phaethon uppvärmda av solen ger en svans diskuterar Zhang i artikeln.

En viktig fråga är olöst. Om Phaethon inte kastar ut damm varifrån kommer då materialet till Geminidernas meteorregn som kan ses under december varje år?

Zhangs team misstänker att någon form av störande händelse för några tusen år sedan - kanske en bit av Phaethon själv då gick itu  under påfrestningarna av Phaethons rotation och då  gjorde att Phaethon splittrades i de miljarder ton material som beräknas utgöra Geminidernas meteorregn.

Fler svar kan komma från ett kommande Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) uppdrag som heter DESTINY + ( Demonstration and Experiment of Space Technology for Interplanetary voyage Phaethon fLyby och dUst Science). Då denna farkost under senare hälften under detta årtionde förväntas flyga förbi Phaethon och avbilda dess steniga yta och studera eventuellt damm som kan finnas runt asteroiden. 

Bild vikipedia Radarbild av 3200 Phaethon tagen av Arecibo, 17 december 2017

Chockvågor av gas kolliderar i nebulosan NGC 1977

 

Sh2-279 är en HII-region av ljusa nebulosor som även innehåller en reflektionsnebulosa. Regionen är belägen i stjärnbilden Orion och där i den nordligaste delen Orions svärd beläget 0,6° norr om Orionnebulosan. Reflektionsnebulosan är inbäddad i Sh2-279 och känd som Running Man Nebula dess officiella beteckning är NGC 1977. En nebulosa som även nämndes i gårdagens inlägg.

Sh2-279 består av tre NGC-nebulosor (rundformade nebulosor), NGC 1973, NGC 1975, NGC 1977 och det öppna klustret NGC 1981 Däremellan  finns mörkare regioner. Den mest lysande av ovanstående är NGC 1977 vilken upptäcktes av William Herschel 1786.

En H II-region eller HII-region innehåller interstellära atomväten som joniserats. Det är ett molekylärt moln av delvis joniserad gas i vilket stjärnor bildats för en kort tid sedan. Molnets storlek spänner från ett till hundratals ljusår med en täthet från några stycken till omkring en miljon partiklar per kubikcentimeter. Orionnebulosan i sig är en känd H II-region vilken upptäcktes 1610 av astronomen Nicolas-Claude Fabri de Peiresc. 

Hubbleteleskopet bild av NGC 1977 visar här lysande moln av gas och damm. Något som kallas ett Herbig-Haro-objekt. Just detta  moln har fått beteckningen HH 45.

Herbig-Haro-objekt är  sällan skådade fenomen som uppstår när varm gas matas ut när en ny stjärna kolliderar med gas och damm i närområdet i hög hastighet (hundratals km/h) vilket då skapar lysande chockvågor av gas. 

I bilden ovan från NASA visas blått joniserat syre (O II) och lila joniserat gas bestående av magnesium (Mg II). Forskarna är intresserade av dessa fenomen då de kan användas till att identifiera chockvågor av gas  och joniseringsfronter och ur detta försöka förstå mer om detta fenomen.

Varför skiljer sig gasinnehållet åt i Vintergatan?

 

Galaxer består stjärnor som bildats av gas som kondenseras i det intergalaktiska mediet som till största delen består av väte och något helium.

Denna gas innehåller inte metaller till skillnad från gasen i galaxerna (mellan stjärnorna) I astronomi kallas alla kemiska element tyngre än helium "metaller", även om de är atomer i gasform. Galaxer drivs av gas som faller in utifrån vilket föryngrar dem då det ger möjlighet till ny stjärnbildning. säger Annalisa De Cia, professor vid institutionen för astronomi vid UNIGE:s vetenskapsfakultet och författare till en ny studie i ämnet.

Samtidigt bränner stjärnor väte som driver dem och då  bildas andra element genom nukleosyntes. 

 

När en stjärna nått slutet av sitt liv exploderar den beroende av storlek till en supernova eller sväller ut som en röd jätte och slungar ut de metaller den har producerat såsom järn, zink, kol och kisel. Dessa atomer som då är i gasform kan sedan kondensera till damm särskilt i de kallare, tätare delarna av galaxen.

Då Vintergatan bildades för mer än 10 miljarder år sedan fanns där inga metaller. Sedan berikade stjärnorna gradvis miljön genom explosioner i slutet av sin existens med metaller som uppstått vid kärnfusion säger De Cia. När mängden metaller i denna gas når den nivå som finns i solen talar astronomer om solmetallitet.

Under 25 timmar observerade forskare atmosfären hos25 stjärnor med Hubbleteleskopet och teleskop (VLT) i Chile. Damm kan dock inte ses med dessa spektrografer även om det innehåller metaller. Annalisa De Cias team har därför utvecklat en ny observationsteknik. "Det handlar om att ta hänsyn till gasens och dammets totala sammansättning genom att samtidigt observera flera element som järn, zink, titan, kisel och syre", förklarar Genèveforskaren. " Då kan vi spåra mängden metaller som finns i dammet och lägga till det som redan kvantifierats av de tidigare observationerna för att få totalsumman."

 

Tack vare denna dubbla observationsteknik har astronomerna funnit att Vintergatans miljö inte är homogen utan att några av de studerade områdena bara når upp till 10 % av sol metallicitet. – Den här upptäckten spelar en nyckelroll i utformningen av teoretiska modeller för bildandet och utvecklingen av galaxer, säger Jens-Kristian Krogager, forskare vid UNIGE:s astronomiavdelning.

Kan den mindre mellaliciten bero på att färre stjärnor i vissa områden inte nått fram till den åldern så de blivit supernovor eller röda jättar och det helt enkelt här har skett mindre explosioner och därmed mindre gas i form av metallatomer släppts ut (min anm.).

En arrangerad bild   på Vintergatan från vikimedia.

”Tidvattensvansar” upptäckta i galax DDO 44

 

DDO 44 är en relativt stor dvärggalax 78 ljusår bort och ingår i galaxgruppen M81 vilken ingår i galaxhopen NGC 2403 cirka 8000 ljusår bort. Här i DDO 44 har det observerats en tidvattenssvans av gas som sträcker sig minst 50000 parsecs från galaxens centrum

Med hjälp av MeerKAT-teleskopet  i Sydafrika har ett internationellt team av astronomer identifierat omfattande tidvattenssvansar även i en närliggande galaxgrupp som kallas NGC 7232. Den nyfunna strukturen består av kall neutral atomvätgas och sträcker sig mer än 450000 ljusår. Fyndet redovisas i en artikel publicerad 21 maj på arXiv.org.

I studierna beskrivs interaktioner mellan galaxerna i form av till exempelvis långa  gassvansar som kallas tidvattenssvansar, broar och annat skräp. När två galaxer kretsar runt varandra förvränger tidvattenkrafterna gravitationen vid varje galax och dessa förvrängda regioner kastas sedan ut i intergalaktiskt utrymme och bildar tidvattenssvansar där gas ses i kretsloppet. Samma system som ebb och flod då månen påverkar jorden därav namnet tidvatten.

Att studera sådana funktioner kan vara avgörande för vår förståelse av hur galaxer interagerar med varandra.

I området NGC 7232 finns en mängd gasformiga funktioner, uppenbara galaxinteraktioner samt gasrika och gasfattiga galaxer. Detta gör NGC 7232 till ett utmärkt mål för observationer som syftar till att förstå hur sådana interaktioner kan påverka galaxers utveckling.

"Vi observerade gashastigheten i den närliggande galaxgruppen NGC 7232  i 1,4 GHz med MeerKAT med 4k-läget (44 km/s). Vid jämförbar hastighetsupplösning gör MeerKAT:s känslighet det möjligt för oss att nå ner till 5 gånger lägre rms jämfört med  publicerade ASKAP-data", skrev forskarna.

Observationerna visade  tidvattenskräp av kallt neutralt atomväte (HI) runt kärngalaxerna i NGC 7232 - känd som NGC 7232/3 (bestående av tre spiralgalaxer: NGC 7232, NGC 7232B och NGC 7233). Gasströmmarna sträcker sig över 20 bågminuter (cirka 456000 ljusår) vilket blir ungefär tre gånger galaxens neutrala atomväteutvidgning.

I avslutande kommentarer betonade astronomerna att deras observationer ser lovande ut när det gäller ytterligare studier av stjärnbildning och atomvätgasdistribution i galaxgrupper. I detta tidvattensvansagerande finns bland annat galax DDO 44.

Bild från vikipedia på DDO 44 Tagen av Hubbleteleskopet.

Hur den joniserade gasen från Galaxen NGC 7130 (Seyfertgalaxen) rör sig.

 

Galax NGC 7130 finns 220 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Södra Fisken.

Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope (VLT) har astronomer nu  undersökt joniserad gas rörelser i de centrala regionerna av Seyfertgalaxen NGC 7130. I studien identifierades ett komplext multikomponentutflöde från galaxens centrum.

Studien redovisas i en artikel publicerad den 5 november 2020 i arXiv.org. Det svarta hålet i centrum av denna galax tillhör den grupp svarta hål som avger kraftfull, hög energistrålning, gas och damm.  I mitten av denna galax ses utgå två dammiga spiralarmar av stjärnor vilka är halvt dolda av damm och gas i sin spiralformation. Den gas och det damm som kommer från det svarta hålets omgivning följer spiralarmens nordsydliga riktning enligt den nya studien. Vid tidigare observationer upptäcktes även att gasen innehåller kolmonoxid.

Ett team av astronomer under ledning av Sébastien Comerón vid universitetet i La Laguna i Spanien, utförde studien av de centrala av NGC 7130 med syfte att bättre förstå hur svarta hål av detta slag matas och utsöndrar gas och damm i sin omgivning.

VLT:s Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) användes vid studien.  Detta instrument gjorde en detaljerad analys av den joniserade gasen i de centrala regionerna av NGC 7130.  Observationerna identifierade nio kinematiska komponenter (rörelsemönster)  i gasen i spiralarmarna varav sex motsvarar NGC 7130:s svarta håls utflöde av gaskomponenter. Utflödet är orienterat i en nästan nord-sydlig riktning och har en hastighet av några 100 km/s.

 

Den joniserade gasmassans utflöde och utflödets kinetiska effekt beräknades till 1,5 solmassor per år respektive 340 duodecillion erg/s. Den kinetiska effekten mättes till en nivå på cirka 0,15 procent av det bolometriska, (en bolometric korrigeringen är den korrigering som gjorts till den absoluta omfattningen av ett objekt för att konvertera dess synliga magnitud till dess bolometric magnitud) av vad som kommer från det svarta hålet. 

Astronomerna noterade att dessa värden är jämförbara med värdena hos andra kända svarta håls utflöden som är aktiva på samma vis och utsläppen här ligger på ungefär samma nivå som stjärnbildningshastigheten i galaxen.

Bild från vikipedia och Hubbleteleskopet på galaxen ovan.

Mystisk kall gas i form av kulor har upptäckts strömma ut från okänd källa i centrum av Vintergatan

Ett internationellt forskarlag har upptäckt attkoncentrerad kall gas har skjutits ut från vintergatans centrum i kulform.

För tio år sedan upptäcktes varm gas kallat "Vinden i centrum” då de så kallade Fermi Bubbles upptäcktes - två stora klot fyllda med varm gas komma från vintergatans centrum," säger Professor McClure-Griffiths från The Australian National University .

Från vad  gasen nu skjutits ut är ett mysterium som man försöker lösa men forskargruppen, inklusive professor Naomi McClure-Griffiths från The Australian National University (ANU) säger att deras resultat (om de finner en lösning) kan ge en ny teori om vår galax framtid. McClure-Griffiths säger även "När galaxer slungar ifrån sig mycket massa förloras en del av det material som kan användas för att bilda nya stjärnor och förloras för mycket kan galaxen inte bilda stjärnor längre.

Studien av fenomenet väcker frågor om vad som händer i vår galax centrum just nu.

”Vi har nu förstått att det inte bara är varm gas som kommer från mitten av vår galax, utan även kall och mycket tät sådan. Den kalla gasen är mycket tätare (tyngre) än den varma gasen (fermi bubbles från 2010) så den sprider sig mindre lätt."

Vintergatans centrum innehåller ett massivt svart hål men det är oklart om detta svarta hål har kastat ut gasen eller om den kom från  de tusentals massiva stjärnorna i mitten av galaxen.

– Vi vet inte hur vare sig det svarta hålet eller stjärnbildning kan producera detta fenomen. Vi letar fortfarande efter en lösning men det blir mer komplicerat ju mer vi försöker förstå det (enligt fysikens lagar) säger huvudförfattaren Dr Enrico Di Teodoro från Johns Hopkins University.

"Det här är första gången kall gas har upptäckts slungas ut från centrum i kulformation i vår galax. Jag (min anm.) anser att kulformen är viktig för att hitta en lösning, då även den varma gas som för tio år sedan i form av två bubblor även den var kulformad. Själv anser jag det intressantast att få veta vad som sker för att något sådant här ska kunna ske. Men jag anser även att det är en helt naturlig händelse som troligen sker i alla galaxers centrum.

Bild från https://www.nps.gov/

En krasch mellan två galaxhopar bildade en bro mellan dem

För flera hundra miljoner år sedan kolliderade två galaxhopar och passerade då rätt igenom varandra. Efterräkningen blev att händelsen resulterade i att en flod av varm gas från vardera galax tillsammans bildade en bro av gas mellan de två galaxerna. Denna så kallade gasbro består av partiklar som drevs bort från ett supermassivt svart hål.


Galaxkluster i sig är de största objekten i universum som hålls samman av gravitation. De innehåller hundratals eller tusentals galaxer och stora mängder gas som lyser i röntgenljus och här finns även enorma reservoarer av osynlig mörk materia. Strålningsutsläppet i detta fall sträcker sig cirka 1,2 miljoner ljusår från det svarta hålet i norr och cirka 1,7 miljoner ljusår i söder. 


Det nordliga radiovågsutsläppet är också svagare än det sydliga utsläppet. Dessa skillnader kan förklaras av att radiovågutsläppet i norr bromsas av jetpåverkan från  den heta gasen i bron mellan klustren. Systemet kallas Abell 2384 och visar de gigantiska strukturer som kan uppstå när två galaxkluster kolliderar. Abell 2384 ligger 1,2 miljarder ljusår från jorden.


Baserat på tidigare analyser anser forskare att den totala massan av Abell 2384 är 260 biljoner gånger massan av solen. Detta inkluderar den mörka materian, den heta gasen och de enskilda galaxerna. En överhettad gasbro i Abell 2384 visas i denna sammansatta bild av röntgenstrålar från NASA:s Chandra X-ray Observatory och ESA:s XMM-Newton (blå), samt Giant Metrewave Radio Telescope i Indien se bild i länk här. 


Bild. På Abell 2384  ovan från flickr.com

Ett mystiskt gasflöde flödar in i Vintergatan

Astronomer har med hjälp av Hubbleteleskopet upptäckt ett oförklarligt överskott av gas som flyter in utifrån i Vintergatan.


Genom data från Hubbleteleskopet under tio års tid visas att mer gas strömmar in i Vintergatan än ut från denna.


Gas sprids ut från Vintergatan när supernovor uppstår men blir även till upphov till nya stjärnor i Vintergatan. Mycket lite gas försvinner ur Vintergatan ut i universum.

Därav anses gas därute finnas i liten skala och att det kommer in en del gas utifrån och det mer än som försvinner från Vintergatan överraskar.


Mysteriet är var kommer gasen utifrån från.


Hubble skiljer mellan utströmmande och inflödande moln genom att använda sin känsliga Origins-spektrograf (COS), som detekterar den osynliga gasens rörelse. När gasen rör sig bort ses den som rödare medan gas som faller in mot Vintergatan (oss) är blåare.


Källan till gasinflödet förblir ett mysterium. Astronomer teoretisera att gasen skulle kunna komma från intergalaktiska områden och att den genom gravitation dras in mot Vintergatan.


 Jag (min anm.) är att det kan fungera så att gravitationen från Vintergatan dammsuger tomrummet (tomrum på stjärnor) emellan galaxerna på gas och att där finns mer än vi anser. 


Bilden är en illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbild från NASA). Vikipedia.

Hubbleteleskopet har upptäckt virvlande av materia vid ett svart hål.

Spiralgalaxen NGC 3147 finns 130 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Draken. Här har astronomer upptäckt virvlande gas nära det svarta hål som finns i galaxens centrum. Ett svart hål med en   vikt av  ungefär 250 miljoner gånger massan av vår sol. 


Intressant är att gasmassan runt hålet är så djupt inbäddat i det svarta hålets gravitationsfält men likväl inte försvinner in i hålet. Det är en unik demonstration av Einsteins relativitetsteori. 


Det är Hubbleteleskopet som hittat fenomenet. Det är en gåta är att gasmassan finns där utifrån nuvarande astronomiska teorier. Men det erbjuder en unik möjlighet att testa Albert Einsteins teorier relativitetsteorier. Allmän relativitetsteori beskriver gravitationen som krökning av rymden och speciell relativitetsteori beskriver förhållandet mellan tid och rum.


”Vi har aldrig sett effekterna av både allmänna och speciella relativitetsteorin i synligt ljus med denna klarhet”, sade Marco Chiaberge av Europeiska rymdorganisationen, och Space Telescope Science Institute och Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, en av medlemmarna i teamet som bakom Hubble-studien.


Disken är så djupt inbäddade i det svarta hålets intensiva gravitationsfält att ljuset från gasmassan ändras helt enligt Einsteins teorier. Relativitetsteorin ger astronomer en unik blick på de dynamiska processerna nära ett svart hål.


Vad detta kommer att ge för besked får framtida forskning om fenomenet visa. Det intressanta nu är att detta fenomen finns och att det visar att vi ännu har mycket mer att försöka förstå då det gäller vad universum är och vad det fungerar som. Det visar även att Einsteins teorier ännu en gång bekräftas.


Bilden är från vikipedia tagen av Hubbleteleskopet och visar galax NGC 3147.

Hur en galax ser ut vet vi inte, Osynlig materia finns som vi inte kan se (ej att förväxla med mörk materia).

När du ser en galax i universum genom ett teleskop eller i bilder tagna av observatorier ser du vad du tror är en hel galax och hur den ser ut. Men det är fel.


Forskare har upptäckt att ca hälften av galaxens materia är osynlig. Men förväxla inte detta med mörk materia som är något helt annat.


Här handlar det om massa (vanliga atomer) i galaxens halosken. Gasen i denna.


 En grupp astronomer från UC Santa Barbara Professor Crystal Martin och doktorand Stephanie Ho har nu släppt en rapport som visar hur dessa glorior samverkar med galaxer. I studien som publicerats i The Astrophysical Journal visar de att en galax inte alls är så skinande som vi tror. Mycket av den syns inte med våra ögon.


Detta är kontentan av dagens inlägg. Insikten och tanken på att det vi inte ser alltid är det som finns.

En våg av het gas dubbelt så stor som Vintergatan har upptäckts

Som vi vet är Vintergatan den galax där vi ingår. Dess diameter är 100 000 ljusår och vågens ovan det dubbla. En våg vilken finns i Perseus galaxklusters (en samling galaxer därute) närhet 200 000 ljusår från oss med en storlek av själva klustret på  11 miljoner ljusår.

Se mer info om vågen och en datoranimerad film om vågens uppförande genom årmiljarderna därute genom att följa denna länk från NASA.