New Horizons mäter numera bakgrundsljuset i universum

 

Bild wikipedia på New Horizons. New Horizons svepte förbi Pluto för ett antal år sedan är nu långt ute i Kuiperbältet.

Hur mörk är rymden? Astronomer har länge ställt den frågan och nu kan de ha ett svar. Genom att utnyttja kapaciteten och den avlägsna positionen hos NASA:s rymdfarkost New Horizons på dess färd efter sitt besök vid bland annat Pluto 2015 har farkosten nu gjort de mest exakta och direkta mätningarna någonsin av den totala mängden ljus som universum genererar.

Mer än 18 år efter uppskjutningen och nio år efter den historiska utforskningen över Pluto finns New Horizons nu mer än 7,3 miljarder kilometer från jorden, i ett område i solsystemet som är tillräckligt långt från solen för att erbjuda den mörkaste rymden som finns tillgänglig för något existerande teleskop och för att ge en unik utsiktspunkt för att mäta den totala ljusstyrkan i universum.

"Om du håller upp din hand i rymden, hur mycket ljus från universum lyser på den?" frågade sig Marc Postman, astronom vid Space Telescope Science Institute i Baltimore och huvudförfattare till en av de vetenskapliga rönen i en ny rapport  med en detaljerad redogörelse av denna forskning och som publicerades i dagarna i The Astrophysical Journal. Vi har nu en bra uppfattning om hur mörk rymden verkligen är skriver Postman.

Resultatet visar att den stora majoriteten av det synliga ljuset vi får från universum genereras från galaxer. Viktigt är också att man inte fann  några bevis för signifikanta nivåer av ljus som produceras av källor som för närvarande inte är kända av astronomer.

Resultatet löser en gåta som har förbryllat forskare sedan 1960-talet, då astronomerna Arno Penzias och Robert Wilson upptäckte att rymden genomsyras av stark mikrovågsstrålning som förutspåddes vara en rest från BigBang. Denna upptäckt  ledde till att de fick nobelpriset i fysik 1978. Senare år fann astronomer även bevis på en bakgrund i universum av röntgenstrålning, gammastrålning och infraröd strålning från BigBang.

Att detektera bakgrunden av "vanligt" (eller synligt) ljus – mer formellt kallat den kosmisk optiska bakgrunden, eller COB – gav ett sätt att lägga ihop allt ljus som genereras av galaxer under universums tid innan NASA:s rymdteleskop Hubble och James Webb Space Telescope kunde se de svaga bakgrundsgalaxerna direkt (de första galaxerna).

New Horizons-observatörerna använde även data från långvågigt infrarött ljus insamlat vid  Europeiska rymdorganisationens ESA:sPlanck-uppdrag  av fält med en variation i stoftdensitet för att kalibrera nivån av denna långvågiga infraröda strålning- till nivån av synligt ljus. Det gjorde det möjligt  att exakt förutsäga och korrigera för närvaron av stoft som spridde  Vintergatans ljus i COB-bilderna – en teknik som inte var tillgänglig  under  2021 års test COB observationskörningen med New Horizons då resulterade i att de underskattade mängden stoftspritt ljus och överskattade överskottet av ljus från själva universum.

Men den här gången, efter att ha tagit hänsyn till alla kända ljuskällor som bakgrundsstjärnor och ljus som sprids av tunna moln av stoft i Vintergatan fann forskarna att den återstående nivån av synligt ljus var helt i linje med intensiteten hos det ljus som genererats av alla galaxer under de senaste 12,6 miljarder åren.

"Den enklaste tolkningen är att COB helt och hållet beror på galaxer", beskriver Lauer. "När vi tittar utanför galaxerna hittar vi mörker och inga fler ljuskällor."

"Detta nyligen publicerade arbete är ett viktigt bidrag till grundläggande kosmologi och något som bara kan göras med en avlägsen rymdfarkost som New Horizons (där denna befinner sig)", beskriver Alan Stern, forskningsledare för New Horizons vid Southwest Research Institute i Boulder, Colorado.

Det visar att vårt nuvarande och utökade uppdrag med New Horizons ger viktiga vetenskapliga bidrag långt utöver den ursprungliga avsikten med detta uppdrag som var utformat för att göra de första utforskningarna av Pluto- och några objekt i form av asteroider i Kuiperbältet på nära håll.

Mörker och ljus i vår galax centrum ses numera i stor skärpa

 

En av de senaste bilderna från NASA:s James Webb Space Telescope visar delar av Vintergatans centrum i aldrig tidigare skådad detaljrikedom, inklusive aldrig tidigare  skådade funktioner som astronomer ännu inte har någon förklaring till. Stjärnbildningsområdet som avbildats har namnet Sagittarius C (Sgr C) och finns ungefär 300 ljusår från Vintergatans centrala svarta hål, Sagittarius A*.

Det har aldrig tidigare tagits några infraröd data på den här regionen med den upplösning och känslighet som nu möjliggjorts med Webbteleskopet. Därför ser vi nu för första gången massor av funktioner för första gången här beskriver observationsteamets huvudforskare Samuel Crowe, student vid University of Virginia i Charlottesville. Webbteleskopet avslöjar otroligt många detaljer vilket gör att vi nu kan studera stjärnbildning i den här typen av miljö på ett sätt som tidigare inte varit möjligt.

Galaxens centrum är den mest extrema miljön i Vintergatan där nuvarande teorier om stjärnbildning kan sättas på sina mest rigorösa test, tillägger professor Jonathan Tan, en av Crowes rådgivare vid University of Virginia.

Bland de uppskattningsvis 500 000 stjärnorna på bilden ovan finns en hop av protostjärnor – stjärnor som fortfarande håller på att bildas, växer i massa  och producerar utflöden som glöder som en brasa mitt i ett infrarött-mörkt moln.

 I centrum av denna unga stjärnhop finns en sedan tidigare känd massiv protostjärna med en massa  mer än 30 gånger större än solens. Molnet som protostjärnorna bildas i är så tätt att ljuset från stjärnorna bakom detta inte kan ses av Webbteleskopet det är ett av de mest tätt packade områdena på bilden. Mindre infraröd-mörka moln (prickar i bilden) ser ut som hål i stjärnfältet. Det är där framtidens stjärnor håller på att bildas.

Det var Webbs NIRCam-instrument (Near-Infrared Camera) som användes och detta fångade också storskalig emission från joniserat väte som omger den nedre sidan av det mörka molnet vilket visas cyanfärgat i bilden.

Omkring 25 000 ljusår från jorden finns galaxens centrum tillräckligt nära för att vi ska kunna studera enskilda stjärnor med Webb-teleskopet vilket gör det möjligt för astronomer att samla in oöverträffad information om hur stjärnor bildas och hur denna process beror av den kosmiska miljön där jämfört med andra delar av galaxen. Bildas till exempel mer massiva stjärnor i Vintergatans centrum i jämförelse med kanterna av dess spiralarmar frågas nu?

Bild https://webbtelescope.org på Skytten C,  Nircam bild

Året var 1110 då ett mörker utbredde sig över Jorden.

  År 1110 var ett "katastrofalt år.  Skyfall av regn skadade grödorna, hungersnöd uppstod och en natt i maj månad försvann månen. Plötsligt var det mörkt.

"Den femte natten i maj månad verkade månen skina starkt på kvällen men efterhand minskade dess ljus och försvann helt", skrev den icke namngivna skriftlärde i det anglosaxiska manuskriptet Peterborough Chronicle.



Det var inte moln i vägen. De som nedtecknat fenomenet beskriver hur ljusa och blinkande stjärnorna dök upp medan månen bleknat ur sikte. Inte heller överskuggades månen av jordens skugga.  Där månen skulle varit fanns enbart en tom kuslig fläck.

Dagens forskare misstänker att det var ett vulkanutbrott som förmörkade månen. Spår av ett utbrott har hittats i is som bildades från denna tid  i grönländska och antarktiska isavlagringar. I denna is fann man sulfat.  Detta gjorde att man sökte efter vulkanutbrottskällor från denna tid som skett någonstans.



Ett utbrott med ett historiskt datum under denna period hittades. Det hade skett från vulkanen Mount Asama i Japan. Detta skedde i slutet av 1108 och det kan ha gett dessa effekter på isavlagringar säger forskarna.



Enligt en dagbok forskarlaget undersökt, skriven av en japansk statsman mellan 1062 och 1141 skedde detta utbrott av Mount Asama i centrala Japan  i slutet av augusti 1108 och varade fram till oktober samma år. 


Troligen (min anm.) är detta förklaringen till varför månen försvann. Men vad som förundrar mig är varför källorna nämner att stjärnorna kunde ses men inte månen. Däremot står inget om att solens sken dämpades vilket också är konstigt.

Bild från vikimedia på den som beskylls för månens försvinnande 1110 Mount Asama

Varde ljus och det varde ljus i mörkret efter skapelsen, (BigBang) men hur lång var tiden till detta?

Under hundratals miljoner år efter BigBang var rymden tom inget fanns mer än mörker och en dimma av väteatomer vilka kom till ca 400 000 år efter att BigBang skett. 


Teleskop runt om i världen försöker fånga en glimt av det Primalväte (känt som neutralt väte) som då fanns för att lokalisera det ögonblick då den mörka tiden slutligen var över och de första galaxerna bildas. 


Ett team av forskare i Australien har med hjälp av the Murchison Widefield Array (MWA) radio telescope kommit närmare att hitta dem än någonsin tidigare.  En energi som från det tidiga universum som var så stark att varje atom med sina elektroner slets bort vilket gav en positiv laddning. De första av dessa atomer var positivt laddade vätejoner. Under hundratusentals år svalande universum och expanderade tillräckligt för att dessa vätejoner skulle få sina elektroner och bli neutrala. Dessa neutrala väteatomer tros vara det dominerande inslaget i den kosmiska mörka (tiden efter de första 400 000 åren). 


Så småningom, när tillräckligt många av dem klumpat ihop sig till granulat bildades de första stjärnorna. 


Men då universum har expanderat under de senaste 12000000 00 åren har dessa våglängder sträckts ut och gör att det är svårt att se så långt tillbaks i tiden.

 Författarna till den nya studien uppskattade att neutral vätgas våglängd har sträckt till ca 2 meter och det är den signalen de sökte på himlen när de använde MWA. Tecken tyder på att de kan vara detta på spåren enligt dem själva.


Själv anser jag (min anm) det tveksamt att det går att säkert se så långt tillbaks i tiden och dra säkra slutsatser. Tecken på att de hittat något, men vad, kan man dock tänka sig.


Bild från vikipedia på en bit av universum med stjärnor och galaxer.

Efter Big Bang var universum mörkt under en lång tid. Ljus varde det inte den första miljarden år. Läs varför nedan.

Big Bang är den teori vilken fått genomslagskraft då det gäller hur allt tog sin början. Vad som fanns innan har förklarats med att inget fanns då varken tid eller rum. En paradox vilket människan har svårt att acceptera då vi ser tiden som något konstant vilken alltid funnits.

Efter BigBang blev inte ljus en synlig källa. Otroliga mängder het gas bildades av en tjocklek och på en så till en början förhållande liten yta att ljus inte kunde tränga igenom detta hölje. Inte förrän expansionen pågått i kanske en miljard år och galaxer bildats med solar och planeter på vissa platser kunde ljus tränga igenom ett något då tunnare gasskikt. Ett gasskikt vilket efterhand i expansionens alla riktningar skapade ytterligare galaxer.

Hur allt detta ljussläppande till slut kunde ske och ses är fortfarande ett mysterium.

Möjligt är att galaxers svarta hål (enligt tron idag har alla galaxer ett svart hål i dess centrum, varför vet ingen) en förklaring till att ljus släpptes ut från galaxerna. Från det svarta hålet släpps ut vindar vilka tunnar ut gas o damm vilket resulterar i att ljus släpps ut från skuggorna och blir synligt.

Kanske det är förklaringen till det universum vi kan se och finns i.

Forskare funderade på detta efter att ha studerat bland annat galaxen Tol 1247-232 vilken finns ca 600 miljoner ljusår från oss. Här har upptäckts att uv-strålning släpps ut. Det var när en röntgenkälla här avtog och ökade pulsvis i denna galax vilken är en av de där mycket stjärnor bildas just nu.

Det bör ha en annan källa än en stjärna ansåg man och uppfattningen att det var ett svart hål som låg bakom fenomenet uppstod.

Kanske genom att snurra snabbt och sända ut strålning (av röntgen) vilken tunnat ut damm och gas vilket får till effekt att ex uv-strålning kan upptäckas från en annan plats. Som härifrån, 600 ljusår efter händelsen vilken vi inte vet hur länge sedan den skedde.

Läs mer om forskningen och dess tankar om fenomenet ljus kontra mörker i BigBangs barndom och vad man kan se idag av resterna av detta på vissa platser.

När mörkret och kylan rått i två år på Jorden började människan och andra däggdjur efterhand att ta över Jorden

Det är 66 miljoner år sedan det hände. En asteroid slog ner och dödade den djurvärld av dinosaurier vilka funnits i miljoner år.

En svår tid uppstod efter detta då de kommande två årens atmosfär var full av aska efter händelsen då stora bränder rasat efter nedslaget. Elden dödade stora mängder av djur och växtlivet. Bränder  spreds över hela kontinenter. Mat blev en bristvara då inget kunde gro och djur dog ut av svält. Solen sågs inte då allt var skymt av askan och säkert var atmosfären så bemängd av denna att många kvävdes. Världens klimat blev kyligare.

Tre av fyra djurarter överlevde inte. Men vissa insekter och ex däggdjur överlevde och den djurvärld vi senare ser som vår värld började efterhand som luftens askmängd minskade att uppkomma då dess forna fiender dött ut.

 Det var mörkt i två år efter brändernas utslocknande. Aska i marken och atmosfären blev följden och växter kunde inte leva utan fick ligga som frö i jorden tills solens strålar kunde få fotosyntesen att ta fart igen.

En mardrömstid för livet blev det. Mardrömsåren kan i vår tid komma igen om en stor meteor slår ner igen. Kanske vi bättre kan släcka bränderna som då uppstår men askan kan säkert göra livet problemfyllt. Andra scenarier med mindre men ändå problemfylld aska i atmosfären har vi upplevt för bara några år sedan då en vulkan på Island förlamade flygtrafiken i Norden.

Detta kan hända igen. Vulkanutbrott av stora format vilket ger atmosfär i aska och kyla och får odlingar att kollapsa och luften svår och hälsofarlig att andas. 

Kanske är vi ensamma i ett helt stjärnlöst universum

Vi vet inte ens om solen finns just nu eller universums stjärnor. Kanske universum är utplånat och vi bara ser hur det såg ut och att utplåningen med ljusets hastighet är på väg mot oss och visar att så skett. Sedan tar det ytterligare kanske eoner innan det sker här beroende på avståndet. Vi ser ju först enbart ljuset från händelsen såvida det inte är livsfarlig strålning som är anledningen och går fram med ljusets hastighet.

Inte ens solen ser ut som den gör just nu när vi ser den. Det var åtta minuter sedan den gjorde det.

Stjärnor ser vi även bakåt i tiden på från några år tillbaks till miljarder år tillbaks i tiden. Hur de såg ut då.

.

Ingen vet om universum finns idag. Men rymdforskningen fortsätter så länge vi bevisligen finns just här just nu. Minst åtta minuter till.

Nu har Nya möjligheter i rymdforskningen arbetats fram.

När vi ser ut i universum ser vi samtidigt bakåt i tiden. Stjärnorna vi ser ligger på ljusårs avstånd vissa fler miljarder ljusår bort.

Det vi ser är då hur en stjärnas ljus såg ut för så många jordiska år sedan. Hur den ser ut idag eller om den ännu finns därute vet vi inte.

Vår sol ligger ca 8 ljusminuter från oss  och vi ser därför solen härifrån som den såg ut för 8 minuter sedan.

Forskare önskar hålla koll på vad om sker därute i universum.

I Chile byggs just nu ett teleskop vilket ska på en smidigare och snabbare vis hålla koll på hur universum ser ut och förändringar där.

Detta teleskop ska kunna kartlägga hela natthimlen den himmel vi ser fullt ut varannan vecka. Kan tyckas lite för sällan om något stort och oroande sker därute. Men det är likväl en stor förbättring mot hur det är nu.