Nästa generations rymdteleskop kan avbilda planeter i storlek som jorden

 

Sedan 1970 har NASA och ESA skjutit upp mer än 90 rymdteleskop i omloppsbana runt jorden 29 av dessa är ännu aktiva. Men under de kommande åren kommer ett växande antal markbaserade teleskop  att innehålla adaptiv optik (AO) som gör det möjligt att utföra banbrytande astronomi. Detta inkluderar studier av exoplaneter vilket nästa generations teleskop kommer att kunna observera direkt med hjälp av koronografer (ett instrument som används inom astronomin för att blockera starkt ljus, till exempel från solen för att möjliggöra observationer av ljussvagare objekt) och självjusterande speglar. Det kommer att göra det möjligt för astronomer att få spektra direkt av exoplaneters atmosfärer.

NASA utvecklar adaptiv optik genom sitt Deformable Mirror Technology-projekt, som utförs vid Jet Propulsion Laboratory vid Caltech och sponsras av NASA:s Astrophysics Division Strategic Astrophysics Technology (SAT) och NASA Small Business Innovation Research (SBIR) program. Forskningen leds av Dr. Eduardo Bendek från JPL och Dr. Tyler Groff från NASA:s Goddard Spaceflight Center (GSFC) – medordförande för arbetsgruppen DM Technology Roadmap – Boston Micromachines (BMC) grundare och VD Paul Bierden och Adaptive Optics Associates (AOX) programchef Kevin King.

För att finna livsmöjliga exoplaneter effektivt måste forskarna kunna observera dem direkt. Detta kallas  Direct Imaging-metoden, där astronomer studerar ljus som reflekteras direkt från en exoplanets atmosfär och/eller yta. Ljuset analyseras sedan med spektrometrar för att bestämma dess kemiska sammansättning vilket gör det möjligt för astronomer att begränsa vilka planeter som kan hysa liv. Tyvärr är det  ännu mycket svårt att hitta mindre stenplaneter som kretsar närma sin sol – där jordliknande planeter förväntas finnas om de ska kunna ha liv på sin yta. Svårigheten beror på  det överväldigande bländande ljuset från dessas sol.

Detta kommer att förändras med banbrytande rymdteleskop som James Webbteleskop vilket arbetar för fullt. Liksom nästa generations markbaserade teleskop som Extremely Large Telescope (ELT), Giant Magellan Telescope (GMT) och Thirty Meter Telescope (TMT). Markbaserade teleskop kommer att kombinera 30 meter långa primärspeglar, avancerade spektrometrar och coronografer (instrument som blockerar stjärnljus). Deformerbara speglar är en viktig komponent i en koronagraf eftersom de kan korrigera för bristerna i teleskop och ta bort eventuella kvarvarande stjärnljusföroreningar.

Deformerbara speglar (DM) förlitar sig på exakt kontrollerade pistolliknande ställdon för att ändra formen på en reflekterande spegel. För markbaserade teleskop tillåter DM  att justera den optiska vägen för inkommande ljus för att korrigera för externa störningar (som atmosfärisk turbulens),  optiska feljusteringar eller defekter i teleskopet. För rymdteleskop behöver DM inte korrigera för jordens atmosfär utan för mycket små optiska störningar som uppstår när rymdteleskopet och dess instrument värms upp och kyls ner i omloppsbanan. 

Markbaserade deformerbara speglar har testats och ger toppmodern prestanda, men ytterligare utveckling behövs för rymdbaserade DM:er vid framtida uppdrag. Två huvudsakliga DM-ställdonstekniker utvecklas för närvarande för rymduppdrag: elektrostriktiv teknik och elektrostatiskt tvingade mikroelektromekaniska system (MEMS). För den förstnämnda är ställdon mekaniskt anslutna till DM och kontrakterar för att modifiera spegelns yta när spänningar appliceras. Den senare består av spegelytor som deformeras av en elektrostatisk kraft mellan en elektrod och spegeln.

Flera NASA-sponsrade entreprenörsteam utvecklar DM-tekniken exempelvis MEMS DM tillverkade av Boston Micromachines Corporation (BMC) och Electrostrictive DM tillverkare av AOA Xinetics (AOX). Båda BMC-speglarna har testats under vakuumförhållanden och genomgått vibrationstester som sker vid uppskjutningar, medan AOX-speglarna också har vakuumtestats och kvalificerats för rymdfärder. Även om markbaserade DM har validerat tekniken – som BMC:s koronagrafinstrument vid Gemini-observatoriet – måste likväl åtgärder vidtas för att utvecklas för  DM i framtida rymdteleskop.

Bild https://astrobiology.com/ Modeller av tre mycket olika typer av jordlika planeter (täckta med land, hav eller en lika stor blandning av båda) Tre slag var och en påverkar deras klimat och  deras möjligheter för livsformer.

Röda mastodontstjärnor skummar på

 

En röd jättestjärna är ett slag i huvudseriestjärnor som intagit ett stadium där förbränningen växlat över från vätefusion till heliumfusion i stjärnans kärna, ett stadium på vägen till omvandling till en vit dvärgstjärna.

Röda jättestjärnor är svåra att ta bilder på då man fotograferar för en stjärnkarta. De är svåra att placera på stjärnhimlen då de verkar dansa runt.  Det vinglande de visar i teleskop är en funktion i massiva gamla stjärnor då de sväller upp vilkens funktion forskare ännu inte förstår.

Så, som med andra utmanande objekt i galaxen, har astronomer därför vänt sig till datorabinering av skilda modellslag för att försöka förstå varför. Utöver detta använder de även Gaia-uppdragspositionsmätningar för att försöka få ett grepp om varför röda jättestjärnor verkar dansa därute. 

Röda jättestjärnor har flera gemensamma egenskaper. Det är stjärnor som har minst åtta gånger större massa  än solen och är enormt stora (uppblåsta). En vanlig storlek är minst 700 till 1000 gånger större än vår sols diameter. Deras temperatur är ca 3000 C medan vår sol har en temperatur av ca 5700 C. De är mycket ljusstarka i infrarött ljus men svagare i synligt ljus än flertalet andra stjärnor. De varierar också i sin ljusstyrka som (för vissa av dem) kan vara relaterat till den dansande rörelsen. 

 Om solen skulle vara en röd jättestjärna skulle jorden inte finnas. Det beror på att stjärnans atmosfär skulle ha nått ut till Mars och på vägen slukat jorden. Något som en gång kommer att ske.

De mest kända exemplen på röda jättestjärnor är Betelgeuse och Antares. Stjärnor om inte kan mätas upp med standardmätning. Detta på grund av att de  expanderat så mycket att de fått en mycket låg ytgravitation. På grund av det blir deras konvektiva celler (strukturerna som bär värme från insidan till ytan) ganska stor. En cell täcker så mycket som 20-30 procent av stjärnans radie. Det "avbryter" då stjärnans ljusstyrka.

Konvektionen flyttar inte bara värme inifrån och ut, utan får också stjärnan att mata ut material till närliggande utrymmen. Det är inte i små mängder av gas och plasma. En röd jättestjärna kan skicka en miljard gånger mer massa till rymden än solen gör. Detta får stjärnan att se skummig ut som om dess yta kokar. Något som får stjärnans position att verka dansa på himlen.

Bild vikipedia som visar solen om 5 miljarder år då blir Solen en röd jätte och kommer att expandera till ca 250 gånger sin nuvarande storlek. De innersta planeterna, Merkurius, Venus och Jorden, kommer att slukas.

Än känsligare teleskop på väg vilka kan visa om en planet därute kan hysa växter eller kanske andra former av liv.

Vi har upptäckt stora mängder planeter ljusår bort. Men avståndet och begränsningen av känsliga instrument gör det svårt att veta om det finns liv på dessa.

Vi kan upptäcka atmosfär och till viss del vad den består av men vi behöver veta mer.

Mer noggrann undersökning av vad denna atmosfär innehåller och om detta innehåll skiftar över tid. Vi tänker då på om det finns tecken på årstider på planeten och det då likt på Jorden förändrar innehållet i atmosfären.

Om det uppstår årstider och hur långa dagarna är och om det skiftar över årstider.

Svåra frågor att få svar på med dagens teknik. Men  känsligare teleskop är på väg vilka kan svara på dessa frågor.

Då kan vi mycket enklare få svar på om det kan finnas liv på en planet därute.

PÅ Grönland finns nu ett superkänsligt teleskop för än bättre avsökning av ljussvaga objekt i rymden.

Grönland det land som en gång fick sitt namn på skämt för att locka nybyggare. Här är inte grönt utan isen täcker 80 % av dess yta vilken är ca 5 gånger större än Sveriges yta.

Ett lämpligare namn om det inte varit upptaget hade varit Island. Men även Frostland eller Snöland hade passat bättre än Grönland.

Nåväl här finns numera ett teleskop med syftet att studera de mest avlägsna objekten i universum. Platsen är väl vald då luften här är mindre full av föroreningar och är klar och ren.

 Under de senaste månaderna har ett team av forskare trotsat kylan för att sätta sista handen på detta teleskop.

Teleskopet är planerat att upptäcka radiovågor från stjärnor, galaxer och svarta hål lättare än dagens teleskop. Teleskopet ”Grönland” är därmed mer redo att hjälpa forskare att utforska några av universums djupaste mysterier än andra teleskop vilka gör så gott de kan.

Grönland-teleskopet är en 12-meters radioantenn som ursprungligen byggdes som en prototyp för ALMA ESO:S anläggning i Chile (ett samarbete mellan flera europeiska länders astronomer).

I mitten av April 2018 iakttog Grönlandsteleskopet  det supermassiva svarta hålet i mitten av galaxen M87.

Detta svarta hål och ett i vår galax är de två primära målen just nu för EHT (projektets namn) eftersom den skenbara storleken av deras händelsehorisonter är större än för alla andra kända svarta hål.

Grönlandteleskopet (ett radioteleskop)  ger en utmärkt upplösning i de bilder det tar i det ljus det arbetar mot vilket inte starkare än vad som krävs för att läsa en tidning på månen från ett teleskop på Jorden.

Denna kapacitet är ungefär tusen gånger bättre än vad de bästa optiska teleskopen kan åstadkomma idag.

Bild på Grönlandsteleskopet.

Kina har byggt ett nytt rymdteleskop vilket ska riktas mot universums mystiska svarta hål.

Kina har byggt ett nytt teleskop vilket ska vara med i jakten på hemligheterna med svarta hål.

Kina ska med sitt nya starka teleskop försöka lista ut fler hemligheter med de svarta hål troligen alla galaxer har i centrum. Första frågan bör vara varför de finns där.

De svarta hålen slukar allt de får möjlighet till och ökar i omfång efter varje gång de slukat nya objekt.

Ofta ger de ifrån sig två jetstrålar långt ut från hålen vilka i sig  drar till sig  gas o stoff och drar detta vidare in i hålet. I fantasin kan man se det som levande organismer vilka äter materia.

Kusligt när man tänker på det anser jag. För mer om dessa hål och framtida forskning för att lösa fler mysterier om dessa avlägsna objekt följ  medföljande länk.

Bilden visar hur det kan se ut vid ett svart hål

Bygget för vad som ska bli Världens största optiska teleskop ESO:s extremely large telescope är i full gång nu.

Många länder samarbetar om detta projekt och mängder av forskare ser fram emot att börja använda det.

Det är i Chile detta teleskop byggs och vilket det finns stora förhoppningar på i det fortsatta utforskandet av universum. En ny era i rymdens utforskning ses det som. 

Läs mer om bygget här.

Det blir världens största optiska teleskop när det väl är klart.

Dess huvudspegel kommer att ha en diameter på 39 meter. Kupolen kommer att vara lika stor som en fotbollsplan.

Dess uppdrag kommer att vara skiftande slag. Några är att söka efter liv däruppe och ett annat att söka mer information om mörk materia och energi.

Bilden är en skiss på hur det ska se ut färdigt.

Jakten på liv däruppe fodrar nya teleskop och uppfinningar

Det hittas exoplaneter på nästan löpande band numera. Men det enda vi hittills med någorlunda säkerhet kan säga om dessa upptäckter är om de ligger i en zon runt sin sol där liv kan vara möjligt.

Vi kan ännu inte upptäcka spår av syre eller andra gaser i deras atmosfär. Spår som kan ge uttryck för en än mer trolighet för livschanser.

Men det uppfinns och forskas för fullt för att hitta och utveckla känsligare instrument.

En av de platser där forskning pågår för fullt är på Caltech i Exoplanet Technology Laboratory i Californien. 

Här utvecklas just nu  ett nytt instrument vilket mer i detalj ska kunna se om det finns en atmosfär på en exoplanet och vad denna innehåller.

Läs mer utförligt här direkt från deras egen hemsida för mer information om denna spännande uppfinning.

Maunakea Jordens bästa plats till att fotografera främmande solsystems planeter.

Subaru är ett teleskop vilket bäst lyckats fotografera planeter runt andra solsystem från Jorden.

Inte för att det är bäst teleskop i världen (det finns bättre utanför Jordens atmosfär, ex Hubble)  utan därför att det ligger på den bästa platsen för detta ändamål för jordiska teleskop. 

Maunakea, en utslocknad vulkan på Hawaii. Det är platsen  och från länken här kan man nästan dagligen följa nya bilder från detta teleskop. 

Nu kan vi kanske snart se den heta soppa som var början till universum av idag

Ett Superstarkt teleskop byggs just nu. När detta väl kommer på plats kan vi se längre ut eller tillbaks i tiden än vi någonsin sett tidigare.

Målet är att se de första stjärnorna och galaxbildningarna. Förväntningarna är stora på hur ursoppan såg ut. Men säkert kommer överraskningar också.

Nya frågor på vad det är vi ser.

En spännande tid väntar för astronomer, fysiker och vi som är den så kallade allmänheten då även vi undrar över de grundläggande filosofiska frågorna. 

Vad är universum? Vad är en människa? Varför finns vi? Hur skapades universum och av vad och varför?

Lyman-Alfa-Blob har förståtts genom samarbete av en hop starka teleskops samarbete.

Länge har Lyman-alfa-Blob gäckat astronomerna detta sällsynta objekt därute.

Det är inte ensamt, detta gasmoln det finns fler liknande. Men det finns ännu fler som inte har denna mystiskt ljusstarka kraft som detta. Det är ljusstyrkan som förvånat. Vad får molnet att ge ifrån sig detta starka sken?

Moln av detta slag vilka sträcker sig hundratals ljusår ut i universum består av vätgas så mycket vet man.

Nu har man även förstått att ovanståendes enastående ljusstyrka är beroende av att det gömmer sig två galaxer i molnet. Galaxer i vilka stor stjärnbildning sker just nu.  Det behövdes flera samverkande teleskop och många våglängder i undersökningssyfte för att förstå vad som skedde för att  se detta genom molns starka sken.

Alma teleskopet var ett av dessa teleskop som användes för detta arbete.

Även amatörastronomer med mindre teleskop kan i vissa fall se effekterna runt svarta hål.

Att se materia vilken sugs in i svarta hål har man trott enbart kan ses med röntgenteleskop eller gammateleskop. Röntgenstrålning eller gammastrålning har varit lättare att se på de avstånd det handlar om. Det svarta hålet kan dock aldrig ses. Enbart effekterna runt detta som visar att det finns och att det händer saker där.

Men nu har platser funnits  där även amatörteleskop kan se effekterna av ett svart hål med optiska teleskop. I detta fall i relativt närbelägna hålet V404 Cygni. Detta ligger i stjärnbilden Svanen 7800 ljusår bort.

Har du ett teleskop leta där läs artikeln som medföljer här och lycka till.

Nu kan en del svarta hål ses utan specialteleskop av röntgen eller gammastrålningslag. Med lite tur och rätt svart hål med en lämplig stjärna i närheten. I Svanens stjärnbild finns möjligheten.

Detta är möjligt i de fall där en närliggande stjärnas materia strömmar in med stor lyskraft i hålet. I alla fall händer inte detta men där det sker kan starka optiska teleskop se hålets konturer där materian försvinner.

7800  ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Svanen ligger V404 Cygni  ett av de närmsta svarta hålen till Jorden och här finns en stjärna i dess närhet vilket ger ovanstående effekt.

För att se denna effekt här eller vid något annat svart hål måste teleskopet fånga exakt det ögonblick då utbrott av materia och energi utsöndras från den närliggande stjärnan och försvinner ner i hålet genom dess kanter. Det sker vid utbrott inte konstant.