En möjligt skrämmande framtid för Vintergatan

 

Bild https://www.ras.ac.uk  De gigantiska radiojetstrålarna  sträcker sig över sex miljoner ljusår från ett enormt supermassivt svart hål i hjärtat av spiralgalaxen J23453268−0449256. Bilden är en avbildning av det indiska radioteleskopen Giant Metrewave RadioTelescope  Kredi Bagchi och Ray et al/Giant Metrewave RadioTelescope. Typ av licens Attribution (CC BY 4.0) 

 En skrämmande inblick i ett potentiellt öde även för Vintergatan har upptäckts. En kosmisk anomali som utmanar vår förståelse av universum.

Ett internationellt team av astronomer under ledning från CHRIST University i Bangalore i Indien har upptäckt att i spiralgalaxen 2MASX J23453268−0449256 som är tre gånger större än Vintergatan och finns nästan en miljard ljusår från jorden finns ett supermassivt svart hål som är miljarder gånger större än solens massa och från vilket utsänds kolossala radiostrålar som sträcker sig sex miljoner ljusår tvärs över.

Galaxen är en av de störst kända spiralgalaxer vi känner till och vänder upp och ner på den konventionella uppfattningen om spiralgalaxers utveckling eftersom sådana kraftfulla jetstrålar från ett svart hål nästan uteslutande finns i elliptiska galaxer inte i spiralgalaxer.

Det betyder också att Vintergatans svarta hål potentiellt skulle kunna skapa liknande energirika jetstrålar i framtiden och med den kosmiska strålningen, (gammastrålning och röntgenstrålning) skulle det ge förödelse i vårt solsystem på grund av ökad strålning och ha potentialen att orsaka ett massutdöende på jorden och övriga eventuella planeter i vintergatan som har liv.

Med hjälp av observationer från rymdteleskopet Hubble och Giant Metrewave Radio Telescope upptäcktes fenomenet. 2MASX J23453268−0449256 har behållit sin lugna natur med väldefinierade spiralarmar, en lysande kärnstång och en ostörd stjärnring fastän den hyser ett av de mest extrema svarta hål som någonsin observerats i en spiralgalax.

Något som gör gåtan än större är att galaxen är omgiven av en stor gloria av het röntgenavgivande gas vilket ger viktiga insikter i galaxens historia. Även om denna halo långsamt svalnar med tiden fungerar det svarta hålets jetstrålar som en kosmisk ugn och förhindrar att nya stjärnor att bildas trots att det finns gott om stjärnbildande material.

Kan det vara så att glorian av het röntgenstrålning från gasen i halon en gång kom ur det svarta hålet eller att den är källan till strålarna av i dag från det svarta hålet? Som jag tolkar det kan strålningen i glorian och röntgenstrålarna från det svarta hålet visa en galax med miljarder planeter och solsystem men där ingen stjärnbildning ingen förnyelse görs att inget liv på de oräkneliga planeter som finns här existerar. En steril galax.

Forskargruppen upptäckte också att J23453268−0449256 innehåller 10 gånger mer mörk materia än Vintergatan vilket ses som avgörande för stabiliteten i dess snabbt snurrande skiva.

Genom att avslöja en aldrig tidigare skådad balans mellan mörk materia, svarta håls aktivitet och galaktisk struktur öppnar studien nya gränser inom astrofysik och kosmologi.

Studien, som har publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

ALMA-teleskopet har upptäckt "rymdtornados" runt Vintergatans centrum

 

Bild https://www.almaobservatory.org Astronomer avslöjade starka magnetiska fält som snurrar i spiralform vid kanten av det svarta hålet i Vintergatan.

Ett internationellt forskarlag har använt ALMAtelekopets höga upplösning och känslighet till att kartlägga distinkta spektrallinjer i molekylmolnen i Vintergatans centrum. Forskarlaget under ledning av Kai Yang (Shanghai Jiao Tong University)  hade som avgränsning en ny typ av lång, smal trådliknande struktur i en betydligt känsligare skala än de man tidigare undersökt. Den dynamiska interaktionen i denna turbulenta miljö och de tunna trådliknande strukturer som produceras här ger en mer komplett bild av de cykliska processerna inom CMZ (den centrala molekylzonen i vintergatans centrum).

– När vi såg på ALMA:s bilder som visade utflödena såg vi att dessa långa och smala trådliknande strukturer var förskjutna från alla stjärnbildningsområden här. Till skillnad från alla fenomen vi känner till överraskade dessa trådliknande strukturer oss. Sedan dess har vi funderat på vad de är", sammanfattade Yang. Dessa "smala trådliknande strukturer " var ett oväntat, slumpartat fynd i emissionslinjerna för SiO  (kiselmonoxid) och åtta andra molekyler. Deras siktlinjehastigheter är koherenta och inkonsekventa med utflöden. Således passar de inte in i profilen för andra tidigare upptäckta typer av täta gastrådar Dessutom visar trådliknande strukturer inget samband med stoftutsläpp och verkar inte vara i hydrostatisk jämvikt.

– Vår forskning bidrar till det fascinerande landskapet i Vintergatan genom att avslöja dessa tunna filament som en viktig del av materialcirkulationen. Vi kan föreställa oss dem som rymdtornados: de är våldsamma strömmar av gas som försvinner efter en kort tid och de ger material till miljön på ett effektivt sätt, beskriver Xing Lu, forskningsprofessor vid Shanghais astronomiska observatorium och korresponderande författare till forskningsartikeln (se nedan).

Yangs team rapporterar att det fortfarande är okänt hur dessa smala filament initialt uppstår, men chockprocesser framstår som en trolig förklaring. Denna slutsats är baserad på flera viktiga observationer: rotationsövergången för SiO 5-4 som setts i ALMA:s observationer, närvaron av CH3OH-filament och den relativa förekomsten av komplexa organiska molekyler i dessa trådliknande strukturer.

– ALMA:s höga vinkelupplösning och extraordinära känslighet var avgörande för att upptäcka de molekylära linjeemissioner som associeras med de tunna filamenten och för att bekräfta att det inte finns något samband mellan dessa strukturer och stoftutsläpp, beskriver Yichen Zhang, professor vid Shanghai Jiao Tong University och korresponderande författare till forskningsartikeln. "Vår upptäckt markerar ett betydande framsteg genom att detektera dessa trådliknande strukturer  på en mycket finare 0,01-parsec-skala för dessa stötar."

Detta genombrott ger en mer detaljerad bild av de dynamiska processer som äger rum i CMZ och antyder en cyklisk process av materialcirkulation. För det första fungerar chocker som en mekanism för att skapa dessa smala filament, vilket frigör SiO och flera komplexa organiska molekyler som CH3OH, CH3CN och HC3N i gasfasen och det interstellära mediet. Sedan försvinner de smala filamenten för att tanka det utbredda stötutlösta materialet i CMZ. Slutligen fryser molekylerna till stoftkorn, vilket resulterar i en balans mellan utarmning och påfyllning. Om de smala trådliknande strukturer finns i hela CMZ lika rikligt som i detta prov, skulle det finnas en cyklisk balans mellan utarmning och påfyllning.

– SiO är för närvarande den enda molekylen som uteslutande spårar chocker, och SiO 5-4-rotationsövergången kan bara detekteras i chockade områden med relativt höga densiteter och temperaturer. Detta gör det till ett särskilt värdefullt verktyg för att spåra chockinducerade processer i de täta områdena i CMZ, säger Yang.

 Resultaten av denna studie är publicerad i Astronomy & Astrophysics 

Upptäckt: Ett solsystem som snabbt rör sig genom Vintergatan

 Bild https://www.nasa.gov  En illustratör visualiserar stjärnor nära mitten av  Vintergatan. Var och en har ger ett färgglatt spår som anger dess hastighet, ju längre och rödare spåret är desto snabbare rör sig stjärnan. NASA-forskare upptäckte nyligen en mycket snabb stjärna, visualiserad nära centrum i denna bild med en planet i omloppsbana. Om fyndet bekräftas sätter paret ett rekord för det i hastighet snabbast kända exoplanetsystemet. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Astronomer kan ha upptäckt en stjärna som rusar genom centrum av vintergatan tillsammans med en planet i omloppsbana. Om fyndet bekräftas sätter detta solsystem ett nytt rekord som det snabbast rörliga solsystemet som hittats. Hastigheten är nästan dubbelt så stor som vårt solsystems hastighet genom Vintergatan.

Planetsystemet tros röra sig i en hastighet av minst 540 kilometer per sekund.

"Vi tror att det här är en så kallad super-Neptunus-värld som kretsar kring  stjärnan med låg massa på ett avstånd från sin stjärna som kan jämföras med Venus eller jordens omloppsbanor om den befunnits i vårt solsystem", beskriver Sean Terry, postdoktoral forskare vid University of Maryland, College Park och NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Eftersom stjärnan är ljussvag (liten o inte så het)  är planeten långt utanför guldlockszonen. 

Om fyndet bekräftas kommer den att vara den första planet som någonsin hittats i omloppsbana runt en hyperhastighetsstjärna, beskriver han.

Stjärnan är cirka 24 000 ljusår bort, vilket placerar den i Vintergatans centrala nav där stjärnorna är tätt packade. Genom att jämföra stjärnans position 2011 och 2021 beräknade teamet dess höga hastighet. "För att vara säkra på att stjärnan är en del av den orsakade ljussignalen  som man först fann 2011 (som gjorde att den hittades), skulle vi vilja titta igen om ett annat år och se om den rör sig i samma hastighet och riktning för att bekräfta att den kom från den punkt där vi först upptäckte signalen", beskriver Bennett.

En artikel som beskriver resultatet av studien, ledd av Terry, publicerades i The Astronomical Journal den 10 februari. 

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 galax som ser ut som Vintergatan gjorde under sin första tid

 

Bild https://webbtelescope.org/  Firefly Sparkle Galaxy och följeslagare i galaxhopen MACS J1423

I bilden ovan ses 10 distinkta stjärnhopar (se you tubefilm här om fenomenet) som rör sig likt eldflugor i bilden från NASA:s James Webb Space Telescope. De ses ingå i en kokong av diffust ljus som sänds ut av andra stjärnor som är utspridda runt dem. Galaxen har beteckningen Firefly Sparkle och blev till cirka 600 miljoner år efter big bang.

Forskare som analyserade Webbs bilder och data drog slutsatsen att Firefly Sparkle har samma massa som vår galax Vintergatan skulle haft om vi kunde "vrida tillbaka tiden" för att väga den när den höll på att bildas.

Analysen är möjlig genom en naturlig effekt som kallas gravitationslinsning som gör det möjligt för forskare att "zooma in" på extremt avlägsna objekt som är perfekt anpassade till Webbs vy. I kombination med teleskopets bilder och data i kortvågigt infrarött ljus kan astronomer studera avlägsna objekt i häpnadsväckande detalj.

Gravitationslinsing innebär att ett massivt föremål förstorar eller förvränger ljuset från föremål som ligger bakom det. Till exempel kan det kraftfulla gravitationsfältet i en massiv galaxhop böja ljusstrålarna från mer avlägsna galaxer, precis som en kameralins böjer ljus för att bilda en bild. 

”Utan den här gravitationslinsingen skulle vi inte kunna se galaxdetaljer i teleskopet", beskriver Kartheik Iyer, en av huvudförfattarna vid NASA Hubble Fellow vid Columbia University i New York.

"Vi visste att vi kunde förvänta oss det baserat på nuvarande fysik, men det är förvånande att vi faktiskt såg det." Beskriver en av medförfattarna till artikeln Lamiya Mowla biträdande professor vid Wellesley College i Massachusetts det.  En artikel publicerades den 11 december 2024 i tidskriften Nature om fyndet.

En magnetisk Halo i Vintergatan

 

Bild wikipedia Galaktisk halo

Ett galaktisk halo är ett område i en galax utanför galaxskivan där stjärnhopar och olika objekt roterar runt galaxens centrum. De objekt som hittats i den galaktiska halon är klotformiga stjärnhopar och tunn gas. Dessa galaktiska halo finns enbart runt spiralgalaxer som Vintergatan

I en ny studie ledd från National Institute for Astrophysics (INAF), och med bidrag från Marijke Haverkorn vid Radboud University, har avslöjats viktiga insikter om Vintergatan och dess magnetiska galaktiska halo. Upptäckten utmanar tidigare modeller av galaxers struktur och utveckling. Forskare har identifierat flera magnetiserade strukturer som sträcker sig långt över och under det galaktiska planet (och når  över 16 000 ljusår eller 150 kvadriljoner kilometer), vilket avslöjar ett av ursprungen till de så kallade eROSITA-bubblorna, som drivs i stor skala av intensiva utflöden av gas och energi som genereras av stjärnors utplånande som supernova. 

Anmärkningsvärt nog sträcker sig dessa bubblor - observerade av eROSITA-satelliten (ett röntgenteleskop ombord på den rysk-tyska rymdmissionen Spectr-Roentgen-Gamma SRG) - över himlen från horisont till horisont vilket ger de första detaljerade mätningarna av Vintergatans magnetiska halo.

Studien avslöjar att magnetfälten i dessa bubblor är mycket väl organiserade och bildar tunna trådliknande strukturer. Dessa filament sträcker sig upp till cirka 150 gånger fullmånens diameter vilket visar deras enorma skala. Filamenten är besläktade med de varma vindarna med en temperatur på ca 3,5 miljoner Celsius, som kastas ut från den galaktiska skivan och finns i stjärnbildande områden.

He-Shou Zhang, artikelns huvudförfattare och forskare vid INAF, betonar att "våra resultat visar att intensiv stjärnbildning i gränsen av galaxens centra bidrar avsevärt till dessa expansiva, flerfasiga utflöden". – Det här arbetet ger de första detaljerade mätningarna av magnetfälten i Vintergatans röntgenavgivande halo och avslöjar nya kopplingar mellan stjärnbildning och galaktiska utflöden. Våra resultat visar att de magnetiska åsar vi observerade inte bara är slumpmässiga strukturer utan har samband med de stjärnbildande områdena i vår galax.

Studieresultatet publicerades i dagarna i Nature Astronomy.

Webbteleskopet undersöker vad som finns i Vintergatans yttre områden.

 

Bild https://science.nasa.gov Forskare har använt NASA:s James Webb Space Telescope för att undersöka utvalda stjärnbildande områden i de yttre av Vintergatan i kort- och mellaninfrarött ljus. Inom ett stjärnbildningsområde här känt som Digel Cloud 2S, observerades  unga, nybildade stjärnor och långa jetstrålar av material som utgick därifrån. Den av Webbteleskopet tagna bilden visar även  många galaxer och röda nebulösa (gasstrukturer) i regionens bakgrund. I bilden ses färger i olika filter från Webbs MIRI och NIRCam: rött (F1280W, F770W, F444W), grönt (F356W, F200W) och blått (F150W; F115W).

NASA, ESA, CSA, STScI, M. Ressler (JPL).

Ett team av forskare använde Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera) och MIRI (Mid-Infrared Instrument) för att avbilda utvalda områden inom två molekylmoln som kallas Digel Clouds 1 och 2. Med sin höga grad av känslighet och höga upplösning upplöste Webb-datan dessa områden som innehåller stjärnhopar där stjärnbildning pågår i en aldrig tidigare skådad detaljrikedom. Detaljer i datan inkluderar komponenter i hopen, såsom mycket unga protostjärnor, utflöden och jetstrålar, samt distinkta nebulosastrukturer.

Dessa Webb-observationer som kom utifrån teleskoptid som tilldelats Mike Ressler vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien gjorde det möjligt att studera stjärnbildning i Vintergatans yttre på samma detaljnivå som observationer av stjärnbildning i vårt eget grannskap i galaxen.

I Digel Cloud 2S finns en hop nybildade stjärnor 58000 ljusår från Vintergatans centrum galaxen här är relativt fattigt på grundämnen tyngre än väte och helium. Denna sammansättning gör att de liknar dvärggalaxer och vår egen Vintergata under dess tidiga historia. Detta var anledningen till att teamet tog tillfället i akt att använda Webb för att fånga aktiviteten som sker i fyra hopar av unga stjärnor i Digels moln 1 och 2: Områdena benämns 1A, 1B, 2N och 2S.

I Cloud 2S fångade Webb huvudhopen där som innehåller unga nybildade stjärnor. Detta molekyltäta område är ganska aktivt eftersom flera stjärnor sänder ut långsträckta jetstrålar av materia från sina poler. Dessutom upptäckte forskarna att ett underkluster kunde finnas i molnet något man även misstänkt skulle finnas här.

"Vi vet från studier av andra närliggande stjärnbildningsområden att när stjärnor bildas under sin tidiga fas börjar de sända ut jetstrålar av material från sina poler", beskriver Ressler, studiens andre författare och huvudforskare i observationsprogrammet. "Det som var fascinerande och häpnadsväckande för mig i Webb-datan är att det finns flera jetstrålar som skjuter ut i olika riktningar från denna stjärnhop. Det är lite som en fyrverkeripjäs, där man ser saker skjuta hit och dit i alla riktningar, beskriver han.

Webb-bilderna ses i skimmer över ytan av Digel-molnen och är bara en startpunkt för teamets undersökning. De har för avsikt att återbesöka denna utpost i Vintergatan för att söka svar på en mängd aktuella mysterier, ex det relativa överflödet av stjärnor med olika massor i det yttre av galaxer. Mätningen kan hjälpa astronomer att förstå hur en viss miljö kan påverka olika typer av stjärnor att bildas och hur.

– Jag är intresserad av att fortsätta studera hur stjärnbildning sker i områden som detta. Genom att kombinera data från olika observatorier och teleskop kan vi undersöka varje steg i evolutionsprocessen, beskriver Natsuko Izumi vid Gifu University och National Astronomical Observatory of Japan, som var huvudförfattare till studien. – Vi planerar också att undersöka cirkumstellära skivor (skivor av gas och stoft runt stjärnor där planeter bildas.) i det yttre av Vintergatan. Vi vet fortfarande inte varför deras livstid är kortare än i stjärnbildningsområden som ligger närmare oss och centrum av galaxen. Och naturligtvis skulle jag vilja förstå kinematiken hos de jetstrålar som vi upptäckte i Cloud 2S.

Studien har publicerats i tidskriften Astronomical Journal.

Observationerna gjordes som en del i programmet  Guaranteed Time Observation program 1237 .

Dyngbaggen och Vintergatan

 

Bild wikipedia på en dyngbagge.

 Dyngbaggen är en insektsart som utvecklades för 130 miljoner år sedan och nu har gett inspiration till en ny forskningsstudie med syftet att förbättra navigationssystem för drönare, robotar och satelliter i omloppsbana.

Dyngbaggen är den första kända arten som använder Vintergatan på natten för att navigera med fokus på stjärnkonstellationen i denna som en referenspunkt för att rulla dyngbollar i en rak linje bort från sina konkurrenter.

Svenska forskare gjorde denna upptäckt 2013 och ett decennium senare modellerar australiensiska ingenjörer med samma teknik som dyngbaggen använder för att utveckla en AI-sensor som exakt kan mäta och orientera sig efter Vintergatan i svagt ljus.

Fjärranalysingenjören professor Javaan Chahl vid University of South Australia och hans forskargrupp har använt datorseende för att visa att den strimma av ljus som bildas från Vintergatan inte påverkas av rörelseoskärpa till skillnad från ljuset från enskilda stjärnor.

"Nattaktiva dyngbaggar rör sitt huvud och sin kropp mycket när de rullar gödselbollar över ett fält och behöver då en fast orienteringspunkt på natthimlen för att hjälpa dem att styra i en rak linje", beskriver professor Chahl. Deras små sammansatta ögon gör det svårt att urskilja enskilda stjärnor särskilt då de är i rörelse medan Vintergatan däremot är mer synlig.

I en serie experiment med en kamera monterad på taket på ett fordon fångade UniSA-forskarna bilder av Vintergatan medan fordonet var både stillastående och i rörelse. Med hjälp av information från dessa bilder har de nu utvecklat ett system för datorseende som på ett tillförlitligt sätt mäter utefter Vintergatans orientering vilket är det första steget mot att bygga ett navigationssystem som utgår från Vintergatans läge.

Huvudförfattaren till studien UniSA-doktoranden (University of South Australia) Yiting Tao beskriver att orienteringssensorn kan vara en reservmetod för att stabilisera satelliter och hjälpa drönare och robotar att navigera i svagt ljus även när det finns mycket oskärpa orsakad av rörelse och vibrationer.

– I nästa steg vill jag sätta algoritmen på en drönare och låta den styra ett flygplan under flygning under natten, beskriver Tao.

Solen däremot hjälper många insekter att navigera under dagen, bland annat getingar, trollsländor, honungsbin och ökenmyror. På natten är månen en referenspunkt för nattaktiva insekter men månen är inte alltid synlig vilket är anledningen till att dyngbaggar och vissa malar använder Vintergatan för att orientera sig.

Professor Chahl säger att insektssyn länge har inspirerat ingenjörer när det gäller navigationssystem.

"Insekter har löst navigationsproblem i miljontals år inklusive de som även de mest avancerade maskinerna kämpar med att lösa. Och de har gjort det i ett pyttelitet paket. Deras hjärnor består av endast tiotusentals nervceller jämfört med miljarder nervceller hos människan men det lyckas likväl av naturen att hitta lösningar.

Resultaten har publicerats i tidskriften Biomimetics.

En video som visar mer om forskningen finns här: Dyngbaggar guidade av Vintergatan (youtube.com)

I Vintergatans utkant finns uråldriga stjärnor.

 

Maskininlärning har kastat nytt ljus över vår Vintergatas bildningshistoria: i en överraskande upptäckt om utvecklingen av vår galax med hjälp av data från Gaia-uppdraget hittades ett stort antal gamla stjärnor i omloppsbanor som liknar vår sols. De fanns i Vintergatans tunna skiva redan mindre än 1 miljard år efter Big Bang, flera miljarder år tidigare än man tidigare trott. 

Vintergatan har en stor halo i form av en central utbuktning och en stavform bestående av en kraftig och en tunn skiva. De flesta stjärnor befinner sig i den så kallade tunna skivan i Vintergatan och följer en organiserad rotation runt Vintergatans centrum. Medelålders stjärnor som vår 4,6 miljarder år gamla sol finns i den tunna skivan som man allmänt anser började bildas för cirka 8 till 10 miljarder år sedan.

Att förstå hur Vintergatan bildades är ett viktigt mål i galaxarkeologi. För att uppnå detta behövs detaljerade kartor över galaxen som visar stjärnornas ålder, kemiska sammansättning och rörelser. Dessa kartor, kända som kronokemo-kinematiska kartor hjälper till att pussla ihop vår galax historia. Att skapa dessa detaljerade kartor är utmanande eftersom det kräver stora datamängder av stjärnor med känd ålder.

Ett vanligt tillvägagångssätt för att övervinna denna utmaning är att studera mycket metallfattiga stjärnor. Stjärnor av detta slag är gamla (de var de första stjärnorna) vilket ger ett fönster mot den tidiga Vintergatan. Mycket metallfattiga stjärnor är därför kända för att vara gamla eftersom de var bland de första stjärnorna som bildades när universum fortfarande till stor del bestod av väte och helium, innan många av de tyngre grundämnena skapades efter att de första stjärnor (vilka var kortlivade)  exploderade.

Med hjälp av data från Europeiska rymdorganisationen (ESA) Gaia Mission har ett internationellt forskarlag under ledning från  astronomer vid Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) studerat stjärnor i solens närhet, cirka 3200 ljusår från solen. De upptäckte ett förvånansvärt stort antal mycket gamla stjärnor Majoriteten av dessa är äldre än 10 miljarder år, några av dem till och med äldre än 13 miljarder år. Dessa uråldriga stjärnor uppvisar ett brett spektrum av metallsammansättningar en del är mycket metallfattiga (som väntat), medan andra har dubbelt så mycket metallinnehåll som vår mycket yngre sol, vilket tyder på att en snabb metallanrikning ägde rum i den tidiga fasen av Vintergatans utveckling.

– De här uråldriga stjärnorna i skivan tyder på att Vintergatans tunna skiva började bildas mycket tidigare än man tidigare trott, redan efter cirka 4-5 miljarder år efter BigBang, beskriver Samir Nepal vid AIP och huvudförfattare till studien. Studien visar även att vår galax hade en intensiv stjärnbildning under tidiga epoker vilket ledde till mycket snabb anrikning av metaller i de inre regionerna och bildandet av skivans stjärnor. Upptäckten stämmer överens med tidslinjen för hur Vintergatans skivor bildats med de galaxer som observerats av James Webb Space Telescope (JWST) och Atacama Large Millimeter Array (ALMA) Radio Telescope. Det tyder på att kalla skivor kan ha bildats och stabiliseras mycket tidigt i universums historia vilket ger nya insikter om galaxers utveckling.

– Vår studie tyder på att Vintergatans tunna skiva kan ha bildats mycket tidigare än vi trodde och att dess bildning är starkt relaterad till den tidiga kemiska anrikningen från de innersta delarna av vår galax, beskriver Cristina Chiappini. "Kombinationen av data från olika källor och tillämpningen av avancerad maskininlärningsteknik har gjort det möjligt för oss att öka antalet stjärnor med högkvalitativa stjärnparametrar, ett viktigt steg för att leda vårt team till nya kunskaper."

Resultaten möjliggjordes från den tredje publiceringen av data från Gaia-uppdraget (ett uppdrag där universums stjärnor kartläggs). Teamet analyserade stjärnparametrarna för mer än 800 000 stjärnor med hjälp av ny maskininlärningsmetod som kombinerar information från olika typer av data för att ge förbättrade stjärnparametrar med hög precision. Dessa exakta mätningar inkluderar gravitation, temperatur, metallinnehåll, avstånd, kinematik och stjärnornas ålder. I framtiden kommer en liknande maskininlärningsteknik att användas för att analysera miljontals spektra, som samlats in av kartläggningen 4MIDABLE-LR med 4-meters Multi-Object Spectroscopic Telescope (4MOST), med start 2025. 

Bild wikipedia. Illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbilden från NASA).

Formen på Vintergatans halo av det som kallas mörk materia

 

I det närliggande universum är nästan en tredjedel av skivgalaxerna (spiralgalaxerna) inte perfekta skivor utan uppvisar en skev form som liknar ett potatischips. Astronomer kallar detta fenomen för en skivförvrängning. Vintergatan, som är en typisk skivgalax har denna form.

Denna lutande, roterande galaktiska skiva liknar en snurra och genomgår denna procession på grund av vridmomentet som utövas av den omgivande halon av det vi kallar mörk materia. Mätningen av denna viktiga dynamiska parameter, både i riktning och hastighet har varit mycket omdiskuterad. Detta beror på att tidigare mätningar förlitade sig på indirekta kinematiska metoder, där de spårämnen som används utsätts för dynamiska störningar eller uppvärmningseffekter vilket kraftigt begränsar deras noggrannhet och precision.

I den nya studien användes 2 600 klassiska cepheidvariabla stjärnor (stjärnor som varierar i ljusstyrka) som upptäckts av Gaia som spårämnen tillsammans med exakta avstånds- och åldersdata från både Gaia och LAMOST. 

 Med hjälp av detta tillämpade forskarna vid University of Chinese Academy of Sciences, Peking University "motion picture" för att konstruera den tredimensionella strukturen hos Vintergatans skiva över populationer i olika åldrar. Genom att "se" hur skivvarpen utvecklas över tid fann man att varpen precessonerar i retrograd riktning med en hastighet av 2 km/s/kpc (eller 0,12 grader per miljon år). Ytterligare detaljerade mätningar visar att precessionshastigheten minskar med radiellt avstånd vilket indikerar att nuvarande halo av mörk materia som omsluter varpen är något oblat, med ett tillplattningsvärde q mellan 0,84 och 0,96.

Denna mätning utgör en viktig ankarpunkt för att studera utvecklingen av Vintergatans halo av mörk materia.

Men som vanligt vill jag lägga in att jag tvekar över existensen av mörk materia. Istället anser jag strängteorin är mer tillförlitlig. 

Nyligen publicerades studien i den internationella vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy artikeln "A slightly oblate dark matter halo revealed by a retrograde precessing Galactic disk warp", som leds gemensamt av University of Chinese Academy of Sciences, Peking University, National Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences och Shanghai Jiao Tong University.

Bild https://kiaa.pku.edu.cn/ Den galaktiska skivvarpen "dansar graciöst" under vridmomentet från den mörka materians halo (ett konstnärligt intryck skapat av Kaiyuan Hou och Zhanxun Dong från School of Design, Shanghai Jiao Tong University)

Enorma magnetiska rotationsrörelser i Vintergatans halo

 

I en ny studiI en ny studie publicerad i The Astrophysical Journal den 10 maj har Dr. XU Jun och Prof. HAN Jinlin från National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) avslöjat  enorma magnetiska rörelser i Vintergatans halo.  Dessa magnetiska rörelser är grundläggande för kosmisk strålningsutbredning och ger avgörande begränsningar för de fysiska processerna i det interstellära mediet och ursprunget till kosmiska magnetfält.

Prof. HAN, ledande forskare inom  forskningsområdet har undersökt dessa magnetfältsstrukturer längs med  spiralarmarna i den galaktiska skivan under ett långsiktigt projekt som bestått av att mäta polarisationen hos pulsarer och  Faraday-effekten (en beskrivning för interaktionen mellan ljus och ett magnetiskt fält inom fysiken). År 1997 fann HAN en slående antisymmetri av Faraday-effekterna i kosmiska radiokällor i skyn  på koordinaterna av vår galax Vintergatan, vilket visar att magnetfälten i Vintergatans halo har en roterande fältstruktur med omvända magnetfältsriktningar under och över det galaktiska planet. 

Att bestämma storleken på dessa rotationer eller styrkan av dessa magnetfält har dock varit en svår uppgift för astronomer i årtionden. Forskarna misstänkte att antisymmetrin i fördelningen av Faradays effekter i radiokällor enbart kunde produceras i det interstellära mediet i närheten av solen eftersom pulsarer och vissa närliggande radioemissionsobjekt, som finns ganska nära solen, uppvisar Faraday-effekter som överensstämmer med antisymmetrin. Nyckeln är att visa om magnetfälten i väldiga galaktiska halon har en sådan rotationstruktur utanför solens närhet.

I studien föreslog professor HAN på ett innovativt sätt att Faradays rotation från det interstellära mediet i närheten av solen skulle kunna beräknas genom mätningar av ett stort antal pulsarer, av vilka några nyligen hittats av Five-hundred Aperture Spherical radio Telescope (FAST) och sedan subtrahera dessa från resultaten av mätning mätningar av kosmiska bakgrundskällor. All mätdata från Faradays rotation under de senaste 30 åren har samlats in av Dr. XU. Genom dataanalys fann forskarna att antisymmetrin i Faraday effekt som orsakas av mediet i den galaktiska halon som finns i Vintergatans centrum till anticentrum, vilket innebär att rotation i magnetfält med en sådan udda symmetri har en enorm storlek och finns i en radie som sträcker sig från 6000 ljusår till 50000 ljusår från Vintergatans centrum.

Bild https://www.esa.in  Den här bilden är inte på Vintergatan utan på Sombrerogalaxen eller M104 och togs av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble. Men visar vad en galaktisk halo är.

Den galaktiska skivan visar spiralarmar som liknar Vintergatans. Ovanför och under skivan syns den galaktiska halon tydligt. Denna halo är en sfär som innehåller färre stjärnor i volym jämfört med den galaktiska skivan.

Radcliffevågen

 

2018 var året då professorn João Alves vid universitetet i Wien var stipendiat vid Radcliffe och arbetade tillsammans med forskaren Catherine Zucker vid Center for Astrophysics då doktorand vid Harvard och Alyssa Goodman, Robert Wheeler Willson-professor i tillämpad astronomi för att kartlägga 3D-positionerna där stjärnor bildas i solens nära grannskap. Genom att kombinera helt nya data från Europeiska rymdorganisationen ESA:s Gaia-uppdrag med en datastark teknik som kallas "3D Dust Mapping" vilken Harvardprofessorn Doug Finkbeiner och hans team var först med att använda upptäcktes ett mönster vilket ledde till upptäckten av Radcliffevågen 2020.

"Det är den största sammanhängande strukturen  vi känner till och den finns nära oss", beskriver Zucker som beskriver upptäckten i ett arbete publicerat i en artikel i Sky & Telescope. Strukturen var okänd tills det konstruerades högupplösta datamodeller som visade fördelningen av gasmoln nära solen, i 3D.

2020 års 3D-stoftkarta visade då tydligt att Radcliffevågen existerade men vid den tiden var inga mätningar tillräckligt noggranna för att se om vågen rörde sig.

2022 fanns  ny version av Gaia-data  och då upptäckte Alves grupp 3D-rörelser i de unga stjärnhoparna som befann sig i vågen. Ur  hoparnas positioner och rörelser kunde Konietzka, Goodman, Zucker med medarbetare fastställa att hela strukturen är böljande och rör sig som vad fysiker kallar en "resande våg".

En rörlig våg av samma slag som vi ser på en idrottsarena när människor ställer sig upp och sätter sig ner i följd för att "göra vågen". På samma sätt rör sig stjärnhoparna längs Radcliffevågen upp och ner vilket skapar ett mönster därute utefter vintergatans gravitation, beskriver Konietzka.

Genom att förstå beteendet hos denna 9 000 ljusår långa vågstruktur, 500 ljusår från solen vid dess närmaste punkt kan forskarna nu rikta sin uppmärksamhet till  frågan vad som orsakade Radcliffevågen och varför den rör sig som den gör.

Teorin sträcker sig från explosioner av massiva stjärnor (supernovor) till störningar utanför Vintergatan ex om en dvärgsatellitgalax  kolliderar med Vintergatan tillägger Konietzka.

Upptäckten av oscillationen väcker nu frågan om det finns fler eller liknande  vågstrukturer i Vintergatan och andra galaxer. Då Radcliffevågen finns i den närmaste spiralarmen i Vintergatan kan vågens böljande antyda att galaxernas spiralarmar oscillerar i allmänhet, vilket gör galaxerna ännu mer dynamisk än man ansett.

– Frågan är vad som  gav upphov till vågen? beskriver Goodman. "Och om det händer i hela galaxen? I alla galaxer? Händer det ibland? Händer det hela tiden?"

Frågor och gåtor utan svar just nu.

Bild https://news.harvard.edu/ Upphovsman: Ralf Konietzka, Alyssa Goodman och WorldWide Telescope

Tidigare okänt stjärnsystem upptäckt i Vintergatans utkant

 

KiDS (Kilo-Degree Survey) är en omfattande fotometrisk kartläggning av vintergatan som använder kartläggningsteleskopet VLT Survey Telescope (VST) vid ESO:s Paranalobservatorium i Chile. Sedan 2011 har kartläggningen kartlagt 1 350 kvadratgrader av natthimlen i fyra bredbandsfilter (u, g, r, i). Även om KiDS är inriktad på att sätta ihop storskaliga strukturer i universum, kan det också upptäcka stjärnsystem med låg ljusstyrka.

Astronomer har nu under ledning av Massimiliano Gatto vid Capodimontes astronomiska observatorium i Neapel, Italien, genomfört en storskalig sökning efter okända ljussvaga stjärnsystem med hjälp av KiDS. De  letade  efter stjärnöverdensiteter med låg luminositet i KiDS senaste datasläpp (DR4) vilket gav lovande resultat.

Vi rapporterar om upptäckten av en betydande och kompakt övertäthet av gamla och metallfattiga stjärnor i KiDS-kartläggningen (data release 4)", beskriver forskarna i en artikel i tidskriften: arXiv    

Forskarlaget identifierade en mycket lovande övertäthet av stjärnor i stjärnbilden Sextanten med en absolut integrerad magnitud på -3,9. Uppföljande observationer av denna överdensitet med det 8,2 meter stora Subaruteleskopet bekräftade att detta är ett stjärnsystem cirka 473 000 ljusår bort från oss.

Astronomerna döpte först det nyfunna systemet till KiDS-UFD-1 därefter till Sextans II. De insamlade uppgifterna tyder på att Sextans II är relativt liten, med en halvljusradie av cirka 629 ljusår, medan dess massa uppskattas till 4 910 solmassor. Systemet har en metallicitet av -1,5 dex, ellipticitet på 0,46 och är minst 10 miljarder år gammalt.

Enligt artikelförfattarna tyder analysen på att Sextans II är ett gammalt och metallfattigt stjärnsystem. Gattos forskarlag drog slutsatsen att det nyupptäckta stjärnsystemet är en ljussvag sfäriskt formad stjärngrupp till Vintergatan troligen en ultrasvag dvärggalax (UFD). I allmänhet är UFD:er de minst ljusstarka och mörk materia-dominerade och minst kemiskt utvecklade galaxerna vi känner till.

Forskarna utesluter dock inte möjligheten att Sextans II istället är  en klotformig stjärnhop (och ej en dvärggalax) och tillägger att ytterligare undersökningar av detta system behövs för att bekräfta dess sanna natur.

Bild vikipedia. En karta över Vintergatan med stjärnbilderna som korsar det galaktiska planet i varje riktning och de kända framträdande komponenterna med kommentarer inklusive huvudarmar, sporrar, stavar, kärna/utbuktning, anmärkningsvärda nebulosor och klotformiga stjärnhopar.

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

Fosfor har överraskande upptäckts i Vintergatans utkant

 

Fosfor är ett icke-metalliskt grundämne tillhörande kvävegruppen. Fosfor ingår i kemiskt bunden form i RNA och DNA och är nödvändig för alla levande celler. Fosfor kan inte hittas i fri form i naturen, på grund av hög kemisk reaktionsförmåga.”wikipedia” 

Tre kemister vid University of Arizona, ankutna till University of Arizonas Department of Astronomy and Steward Observatory har upptäckt fosfor i utkanten av Vintergatan. I sin studie som beskrivits i tidskriften Nature, har Lilia Koelemay, Karlie Gold och Lucy Ziurys beskrivet gasmolnet WB89-621 som finns i utkanten av Vintergatan.

Tidigare forskning har visats att fosfor finns nära solen och även andra inre delar av Vintergatan. Men detta är första gången det observerats i Vintergatans yttre del. Tidigare fynd har inte varit överraskande eftersom forskning har visat att fosfor skapas när kiselatomer i stjärnor (som solen) binder till neutroner. En sådan stjärnnukleosyntes tros vara förklaringen till tidigare observerad fosfor.

Det verkar förklara varför fosfor inte har hittats längre bort från solen eller stjärnors närhet då det inte finns något rimligt sätt för fosfor att finnas där. I den nya studien studerade forskarna den kemiska sammansättningen av gasmolnet WB89-621, som finns nära Vintergatans ytterkant och upptäckte  då fosfor där.

I sitt arbete utförde forskarna en millimeterspektraanalys när de noterade rotationslinjer som tyder på närvaro av fosfor i molnet som finns på ett avstånd på 22,6 kpc från Vintergatans centrum. De noterade också att supernovor inte existerar i Vintergatans yttre regioner, vilket tyder på att fosforn de observerade måste komma ur en annan källa.

Forskarna konstaterar att två möjliga källor båda två är inte trovärdiga i detta fall. Galaktiska fontäner (där material från supernovor förflyttas via cirkumgalaktiska effekter och/eller haloeffekter), då dessa moln som skapas av sådana fontäner inte finns i Vintergatans yttre på ett avstånd som kan förklara fosforn i gasmolnet.

En annan möjlig förklaring skulle kunna vara ett bidrag från en extragalaktisk källa, till exempel det Magellanska molnet och dess stjärnor som finns i området. Men det verkar också osannolikt konstaterar de, eftersom sådana källor sällan har tillräckligt med metaller som behövs för att producera de mängder fosfor som  upptäckts och då kunde tagit vägen in i gasmolnet.

Forskarlaget drar slutsatsen att andra möjliga källor måste sökas för att fastställa källan till den fosfor de hittade.

Så ingen förklaring till källan finns ännu. Kan någon kemisk process i gasmolnet WB89-621 vara den troliga förklaringen. Något man hittills förbisett att undersöka eller hittat och som kan ske i vissa gasmoln?

Bild vikipedia Illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbilden från NASA).

Gasjätteplaneter är vanligare i vissa solsystem i Vintergatan

 

En gasjätte (även kallad jätteplanet eller gasplanet) är en typ av planet som mestadels består av gas eller flytande materia men med en fast kärna.

Ett team av astronomer och astrofysiker från INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, Universidad Diego Portales, University of Exeter och Sorbonne Université  har funnitatt gasjättar kan vara vanligare i vissa delar av Vintergatan. I studien som publiceras i tidskriften Nature Communications, analyserade gruppen massan och rörelsen av 30 stjärnors planetsystem i Beta Pictoris Moving Group. 

Forskning har tidigare antytt att gasjättar som i vissa avseenden liknar Jupiter, troligen lättast bildas runt stjärnor med egenskaper som liknar solen. Men att hitta  gasplaneter har visat sig svårt.

I sitt arbete fokuserade forskargruppen på 30 stjärnor i ovan grupp för att bestämma deras massa och rörelser. Teamet valde gruppen av flera anledningar: Den är relativt liten. Det är mycket utrymme mellan stjärnorna och de är ganska unga. De resonerade att gasjättar kan vara mer benägna att utvecklas på sådana platser. Teamet hittade bevis på den potentiella existensen av gasjättar i 20 av de solsystem som de studerade  och fann troliga gasplaneter – som alla (om de kan bevisas existera vid fortsatta analyser)  kretsar långt från sin stjärna.

Mer arbete krävs för att bekräfta resultatet. Forskarna menar också att det verkar vara mer sannolikt att gasjättar bildas i små stjärngrupper något som vanligtvis inte har varit i fokus i forskningsinsatser inom detta område. Och det, påpekar de, tyder på att det kan finnas många fler gasjättar än man tidigare förmodat.

Bild vikipedia på Gasjätteplaneten Jupiters uppbyggnad. Denna genomskärning av Jupiter visar en modell av det inre av Jupiter förmodligen finns en stenig kärna täckt av ett djupt lager av metalliskt väte.

Där nya stjärnor inte borde finnas men likväl finns .

 

James Webb Space Telescope har bekräftat att det sker nybildning av stjärnor nära Vintergatans centrala svarta hål. En plats där så inte borde kunna ske.

Detta då det i närområdet av galaxens svarta hål finns stark strålning och stark gravitation vilket borde vara extremt ogästvänliga förhållanden för nybildning av stjärnor.

I årtionden har astronomer observerat unga stjärnor nära Vintergatans centrum. En stjärnhop där känd som IRS13 upptäcktes för över 20 år sedan. Genom att kombinera data från många olika teleskop har astronomer bekräftat att stjärnorna i IRS13 bara är cirka 100 000 år gamla, kosmiskt nyfödda jämfört med jordens sol (4,6 miljarder år gammal), för att inte tala om Vintergatan själv (13,6 miljarder år gammal).

Analysen av IRS13 och den åtföljande tolkningen av hopen är det första försöket att lösa ett decennium gammalt mysterium om de oväntat unga stjärnorna i Vintergatans centrum vilket beskrivs i en ny studie där huvudförfattaren är Florian Peißker, astronom vid Kölns universitets institut för astrofysik.

Peißker och hans kollegor anser att stjärnhopen kan vara nyckeln till att förstå hur så unga stjärnor hamnade där de inte borde finnas.

Vi har samlat in omfattande bevis för att mycket unga stjärnor inom det supermassiva svarta hålets räckvidd kan ha bildats i stjärnhopar som IRS13. Det är också första gången vi har kunnat identifiera stjärnpopulationer av olika åldrar – heta huvudseriestjärnor och unga framväxande stjärnor – i en stjärnhop så nära Vintergatans centrum, beskriver Florian Peißker.

Observationerna tyder på att vissa stjärnor i IRS13 (de heta huvudseriestjärnorna) kan ha kommit till längre ut i  galaxen (längre från det centrala svarta hålet) och sedan migrerat närmare IRS13 och det svarta hålet tills de slutligen fångades in av dess gravitationskraft. När IRS13-hopen drogs in mot set svarta hålet bildades en bogchock – en ansamling av material där spetsen på hopen plöjde genom det stoftrika interstellära mediet, ungefär som fören på ett skepp som skär genom vattnet – vilket stimulerade fler stjärnor att bildas.

 Stjärnbildningsområdet beskrevs i en artikel publicerad den 10 oktober i The Astronomical Journal.

Bild vikipedia Vintergatsbandet i riktning mot Skytten.

Vintergatans för flertalet människor okända utseende och rörelse

 

Vintergatan avbildas ofta som en platt snurrande skiva av stoft, gas och stjärnor. Men om man kunnat zooma ut och ta ett foto från kanten har den en distinkt skevhet och denna skeva skiva rör sig därute som en manet gör i havet. Även om forskare länge genom observationsdata har vetat att Vintergatan är skev och dess kanter är utsvängda som en kjol har förklaringen till detta varit okänd.

Harvard-astronomer vid Center for Astrophysics | Harvard och Smithsonian (CfA) har nyligen utfört de första beräkningarna som förklarar detta fenomen, med övertygande bevis som pekar på att förklaringen är att Vintergatan är innesluten i en halo av mörk materia. Beräkningarna stärker också den nuvarande uppfattningen om hur galaxen utvecklades och kan ge ledtrådar till några av den mörka materiens mysterier.

Beräkningarna skedde under ledning av Jiwon Jesse Han, en Griffin Graduate School of Arts and Sciences-student knuten till CfA. Artikeln om arbetet är publicerad i Nature Astronomy och inkluderar medförfattarna Charlie Conroy och Lars Hernquist, båda fakultetsmedlemmar vid CfA vid institutionen för astronomi.

Vår galax ligger inuti ett diffust moln ett så kallat  stjärnhalo som sträcker sig mycket långt ut i universum. I ett banbrytande arbete som publicerades förra året drog Harvard-teamet slutsatsen att stjärnhalot lutar och har elliptisk form som kan liknas vid en zeppelinares eller fotboll av det slag som använd i amerikansk fotboll.

Med utgångspunkt av det antog teamet att det här fanns ett halo  av mörk materia med samma form. Mörk materia utgör 80 procent av galaxens massa men är osynlig eftersom den inte interagerar med ljus, så formen på detta mörka materiahalo måste härledas. Genom att använda modeller för att beräkna stjärnornas banor som en lutande avlång halo av mörk materia fann teamet en nästan perfekt matchning med befintliga observationer av en skev, utsvängd galax.

En lutande mörk materia halo är faktiskt ganska vanlig i simuleringar men ingen har utforskat dettas effekt på Vintergatan, beskriver Conroy. Det visar sig att lutningen är ett elegant sätt att förklara både magnituden och riktningen på vår galax vingliga skiva, beskriver han.

Forskare hade länge antagit att Vintergatan bildades på grund av en galaktisk kollision. Astronomernas arbete bekräftar ytterligare den hypotesen.

Bild från Stjärnor avslöjar Vintergatans rätta jag - Syre Stockholm (tidningensyre.se)  med följande text Kartläggningen av Vintergatan visar att vi lever i en förvrängd värld. Vår egen galax är nämligen böjd i en S-liknande form. Vårt eget solsystem, med jorden och alla planeter, ligger en bit bort från galaxens mitt. En position som på bilden är märkt med en liten sol. Längdskalan visar antal ljusår. | Foto: J Skowron Utöver detta rör sig vintergatan som en manet därute.

Den troligaste förklaringen till att Vintergatan är skev.

 

En enorm osynlig massa kan vara förklaringen till att Vintergatans skiva har en skev och vriden form.

I en ny studie visas att en lutande, feljusterad mörk halo - en stor klump av troligast mörk materia sveper runt om och genomsyrar Vintergatan  är förklaringen till  Vintergatans form. Här visar vi att en mörk halo lutad i samma riktning som stjärnhalo kan inducera en varp (vridning) och flare i den galaktiska skivan med samma amplitud och orientering som en datasimulering visar är förklaringen, beskriver ett team under ledning av astrofysikern Jiwon Jesse Han vid Harvard &; Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Det är svårt att se formen på en galax du befinner dig i. Det är inte bara att skicka ett teleskop ut i den intergalaktiska rymden för att ta ett foto. Det var inte förrän Gaia- rymdteleskop som kartlägger stjärnornas positioner och hastigheter i Vintergatan med hög precision astronomer kunde kartlägga Vintergatan i detalj. 

Runt utkanten av galaxen har astronomer hittat kraftfulla, ackumulerande bevis av en varp och flare. Men det har länge varit oklart vad som kan ha orsakat detta. Den ledande förklaringen är en interaktion (sammanstötning)  antingen för länge sedan eller pågående, med en annan galax.

Ingen av dessa förklaringar förklaringar har dock förklarat både varpen och flare enligt Han och dennes kollegor, astronomen Charlie Conroy och astrofysikern Lars Henquist, båda vid CfA.

2022  gjorde dock ett team under ledning av Han och Conroy en intressant upptäckt. Halon av stjärnor runt galaxen - det diffusa klotet av gas och stjärnor där den galaktiska skivan roterar - är inte symmetrisk.

Forskarna föreslog då att Vintergatans mörka gloria även den lutar. Denna som anses vara en  massa bestående av mörk materia  sveper runt de flesta galaxer, en osynlig massa som genom gravitation interagerar med normal materia i universum.

Forskarna genomförde några datasimuleringar och datamodelleringar för att undersöka om de kunde reproducera den observerade formen på Vintergatan och dess varp och flare utifrån denna mörka materia som ansågs finnas där och ge de effekter man såg. .

De skapade en modell av galaxen där den mörka halon lutade 25 grader i förhållande till Vintergatans skiva och beräknade stjärnornas och gasens banor under en period av 5 miljarder år. De fann att när klumpen av mörk materia lutar, förvrängs och blossar galaxens utkanter precis som vi ser i Gaia-observationerna av Vintergatan.

Men det innebär inte att galaktisk interaktion inte är eller har varit inblandad. Det är faktiskt troligt, säger laget. Men deras resultat tyder på att interaktionen (påverkandet av en annan galax) i så fall är förbi inte pågående. Deras simulering visade att en kollision med en annan galax kan luta den mörka glorian avsevärt och att den galaktiska skivans varp sker snabbt – inom en bana efter den mörka halolutningen.

Studien har publicerats i Nature Astronomy.

Bild vikipedia Vintergatsbandet i riktning mot stjärnbilden Skytten.