En intressant radiosignal 8 miljarder ljusår bort

 

Genom att använda skev rumtid som förstoringsglas har astronomer plockat upp den mest avlägsna signalen av sitt slag hittills från en avlägsen galax. Signalen kan ge nya insikter om hur universum bildades.

Radiofrekvenssignalen, som plockades upp av Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i Indien kom från galaxen SDSSJ0826+5630 som finns 8,8 miljarder ljusår från jorden.

Signalen är i form av en emissionslinje från universums ursprungligaste element: neutralt väte. I efterdyningarna av Big Bang existerade detta element över hela kosmos som en turbulent dimma från vilken de första stjärnorna och galaxerna bildades. Dessa första galaxer och dess stjärnor var metallfattiga.

Astronomer har länge sökt efter avlägsna signaler från neutralt väte i hopp om att hitta det ögonblick då de första stjärnorna började lysa. Men med tanke på de stora  avstånden har dessa signaler visat sig svåra att upptäcka.

Med den nya studien vars resultat publicerades den 23 december i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society visas att genom en effekt som kallas gravitationslinsning kan astronomer fås möjlighet att upptäcka existensen av neutralt väte. Läs mer om hur detta fungerar här.

"En galax avger olika typer av radiosignaler", säger studiens huvudförfattare Arnab Chakraborty kosmolog vid McGill University i Kanada, i ett uttalande "Hittills har det bara varit möjligt att fånga just detta slags signal från en galax i närheten, vilket begränsar vår kunskap till de galaxer som ligger närma jorden."

Med gravitationslinsning kan detta avstånd utökas betydligt(min anm).

I sin allmänna relativitetsteori förklarade Albert Einstein att gravitationen inte är en osynlig kraft utan snarare är det rumtiden som böjer sig och förvrängs i närvaro av materia och energi. Gravitationslinsning uppstår när ett massivt objekt finns mellan våra teleskop och dess källa. I det här fallet det rymdvridande  gigantiska stjärnbildande galaxen SDSSJ0826+5630, som använde sin kraftfulla vridningseffekt för att fungera som en lins som styrde en svag och avlägsen neutral vätesignal i fokus för GMRT.

"I det här specifika fallet böjdes signalen genom närvaron av en annan massiv kropp i detta fall en annan galax, mellan målet och observatören", säger studiens medförfattare Nirupam Roy, docent i fysik vid Indian Institute of Science, i uttalandet. "Detta resulterade effektivt i förstoring av signalen med en faktor 30, vilket gjorde att teleskop kunde plocka upp den."

Samma fenomen har man hjälp av  inom ljusfenomen.

Inlägget är en sammanfattning och egna tankar efter att ha läst en artikel av Ben Turner  a U.K. based staff writer at Live Science.

Bild https://www.pexels.com/ ut i rymden.

En 7,6 kg tung meteorit funnen på Antarktis

 

Ett team av forskare har nyligen hämtat fem meteoriter varav en är en 7,5 kg tung meteorit från isöknen på Antarktis.

Teamet av forskare inkluderade personer från Field Museum.  University of Chicago-forskaren Maria Valdes uppskattar att av de 45000 meteoriter som hittills samlats in från den isiga ödemarken i Antarktis har endast ca 100 varit av större slag varav den största är den nämnda och inhämtade som har en storlek på 7,6 kilo.

"Storleken på en meteorit spelar inte nödvändigtvis någon roll när det gäller intressanta undersökningar även små mikrometeoriter kan vara minst lika vetenskapligt värdefulla som större. Men naturligtvis är det sällsynt och  spännande att hitta en meteorit av större storlek", säger Valdes i ett uttalande. 

Teamet leddes av Vinciane Debaille  planetforskare vid Université Libre de Bruxelles (FNRS-ULB) i Belgien där man utforskar nya potentiella meteoritnedslagsplatser med hjälp av satellitbilder.

"Att utforska okända områden är spännande, men vi var också tvungna att hantera det faktum att verkligheten på marken är mycket svårare att arbeta från än en satellitbild visar", säger Debaille i ett uttalande.

Teamet gjorde sin utflykt under Antarktis sommar i slutet av december 2022 då temperaturen där var cirka -10 grader Celsius. I sådana kalla förhållanden även mitt på sommaren kan Antarktis verka som en osannolik plats  att besöka. Men för meteoritjägare erbjuder denna kyliga plats unika möjligheter.

Det beror på att Antarktis är en av de bästa platserna i hela världen att leta efter meteoriter på. Antarktis är en öken bestående av is och snövidder med ett torrt klimat vilket minskar vittringen av meteoriter. Över det vita snöiga landskapet sticker också den svarta nyansen på dessa rymdstenar ut  och blir lätta att finna.

Förhållandena i Antarktis är även gynnsamma för att upptäckta meteoriter som sjunkit ner en bit i snö och is. Detta beror på att den krossande rörelsen hos glaciärer som rör sig mot en sten kan trycka upp denna mot ytan.

Även om den största meteoriten som återhämtats av detta team är den långt ifrån det största eller det mest massiva exemplet av en sådan rymdsten är det stort. Rekordet innehas av Hoba-meteoriten som finns i Namibia. Hoba väger cirka 66 ton.

Den stora meteoriten de fann och de övriga meteoriterna som forskarna samlade in på Antarktis kommer nu att analyseras vid Royal Belgian Institute of Natural Sciences.

Valdes är spänd på att få vad meteoriterna består av. "Att studera meteoriter hjälper oss att bättre förstå vår plats i universum. Ju fler meteoriter vi har att undersöka desto bättre kan vi förstå vårt eget ursprung". 

Bild på meteoriten från space.com på den 17 kilo tunga meteoriten från Antarktis. (Bildkredit: Med tillstånd av Maria Valdes)

Utomjordingar har möjligt att sända signaler till oss med hjälp av gravitationslinsning.

 

Genom att använda  gravitationslinsning kan utomjordingar sända signaler med hjälp av solen. Men en snabb skanning efter sådana signaler har inte visat att något sådant sker.

Men frågan är ställd använder utomjordingar en egenhet av solens gravitation för att överföra information via ett interstellärt kommunikationsnätverk? Det är en fråga som nu för första gången astronomer ställer sig och undersökt. Man har skannat efter signaler som kommer från dolda icke-mänskliga sonder som kanske kretsar kring solen.

Hittills har metoden inte visat tecken på att sådana finns. Men den representerar en ny möjlighet att söka efter utomjordingar som en del i sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). 

Den nya sökstrategin vilar på resultat från Albert Einstein vilken 1915 visade att gravitationen förvränger rymdtiden. Det innebär att massiva föremål, som stjärnor och galaxer böjer ljuset runt dem. Denna effekt, känd som gravitationslinsning, gör det möjligt för forskare att se extremt avlägsna objekt vars ljus har förvrängts av enorma förgrundsgalaxer och galaktiska kluster. Gravitationslinsning fubfer som ett förstoringsglas, Det fungerar bäst från en specifik plats som kallas kontaktpunkten, sa han.

Solens gravitationsfokus (kontaktpunkten) börjar vid ungefär 550 astronomiska enheter (AU), 550 gånger avståndet mellan jorden och solen, enligt Nicholas Tusay, doktorand vid Penn State. Ett teleskop placerat på denna plats skulle få häpnadsväckande förmågor - det kan upptäcka kontinenter och berg på en planet som kretsar kring en annan stjärna, tillägger han. Det blir en stor förstoringseffekt.

"Ljuset går åt båda hållen", sa Tusay. "Om du kan förstora ljus som kommer till dig, kan du också förstora ljus som slocknar." Blinkningar.

Detta innebär att gravitationslinsning kan användas för att effektivt skicka ljussignaler över interstellära avstånd, därför spekulerar forskare i om tekniskt kunniga utomjordingar som placerar sonder vid stjärnors kontaktpunkter som då kan effektivt få dem till ett gigantiskt punkt-till-punkt-kommunikationsnätverk.

För att testa denna idé använde Tusay och hans kollegor Green Bank Telescope i West Virginia för att genomföra sex stycken fem minuters skanningar efter radiosignaler från solens så kallade "kontaktpunkt".  Tyvärr fann man ingenting i de frekvenser som observerades (signaler av utomjordiskt ursprung).

 Resultaten av scanningen publicerades förra sommaren i The Astronomical Journal och presenterades förra veckan av Tusay vid det 241:a mötet i American Astronomical Society i Seattle.

Även om resultatet inte visade kontaktförsök sa Tusay att det är möjligt att främmande sonder placerade vid solens gravitationsfokuspunkt bara slås på då och då.

"Vi pratar alltid om nya sätt att söka inom SETI-området", säger Julia DeMarines, en astrobiolog vid University of California, Berkeley till Live Science. DeMarines var inte var inblandad i ovan arbete. Men tillägger ”När ingenting syns i en SETI-sökning kan det betyda flera saker att ingen finns där ute och kommunicerar eller att ingen kommunicerar på dessa sätt. Alla nya sökmetoder är alltid välkomna, sa DeMarines.

En spännande och bra metod i sökandet efter eventuella kontaktsökande utomjordingar anser jag (min anm.) Den bör inte heller vara så dyr i drift. Artificiell intelligens bör klara av sökmetoden när den byggs ut.

Bild vikipedia (gravitationslinsförklaring) som visar hur ljus böjs i närheten av massiva objekt. De orange linjerna visar objektets skenbara position och de vita linjerna visar ljusets väg från källans verkliga position.

I projektet Extreme Energy Events (EEE) i Italien tar man hjälp av skolelever.

 

Ett medborgarforskningsprojekt erbjuder allmänheten, eller delar av denna såsom skolelever, en möjlighet att delta i vetenskaplig forskning. Projektet Extreme Energy Events (EEE) finns i Italien och är ett samarbete mellan partikelfysiker som studerar kosmisk strålning och skolelever och deras lärare i Italien. Projektet har det dubbla syftet att intressera elever för kosmisk strålforskning och att inrätta ett landsomfattande "öppet laboratorium" av partikeldetektorer.

En av de ledande forskarna i EEE-projektkonsortiet, Silvia Pisano vid italienska Centro Fermi och Laboratori Nazionali di Frascati från INFN, Rom, Italien, har sammanfattat resultaten från cirka 20 år av detta projekt i en ny artikel publicerad  i The European Physical Journal Plus .

Kosmiska strålar är högenergipartiklar som färdas genom rymden med nästan ljusets hastighet. När de kommer i kontakt med jordens atmosfär produceras en mängd sekundära partiklar som kan detekteras när dessa når markytan. En enda primär kosmisk stråle kan producera en dusch av sådana partiklar som helt täcker en stad av storleken av till exempel Bologna. "Det finns fortfarande många öppna frågor om dessa sekundära partiklar. Ett exempel är frågan om de fullständiga detaljerna i deras energispektra", säger Pisano.

EEE-nätverket består av cirka 60 detektorer eller "EEE-teleskop" som finns spridda över hela Italien, mestadels i gymnasier. Eleverna och deras lärare är involverade i alla aspekter av projektet: installation och underhåll av utrustningen, datainsamling och analys samt spridning av resultaten. "Det speciella med ett experiment som är utformade likt detta är att det här finns möjlighet att leta efter korrelationer mellan händelser som ligger hundratals kilometer från varandra", tillägger Pisano. Hon och hennes medarbetare planerar nu att utöka nätverket till att omfatta fler skolor inklusive några skolor utanför Italien.

En bra idé då det ger impulser för vissa elever att satsa på en karriär i vetenskapens tjänst (min anm.). Något som behövs.

Bild från  https://eee.centrofermi.it/it/ som visar skolor som är involverade i projektet i Italien. Röda prickar skolor med teleskop. Blå skolor utan teleskop. Orange prickar Cern och INFN platser https://home.infn.it/en/.

För att förstå vad vi ser av exoplaneter måste vi först lära oss mer om jordsken.

 

Jorden absorberar mycket energi från solen men mycket av detta reflekteras tillbaks ut i rymden. Solljuset som reflekteras från jorden kallas Earthshine (jordsken). Vi kan se effekterna av det på den mörka delen av månen under en halvmåne.

Jordsken är en ljusreflex från en planet i detta fall jorden. Då vi ser ljuset från avlägsna exoplaneter ser vi direkt på deras exoplanet-sken utan att det reflekterats från ett annat objekt (vi ser exoplanetens mörka sida som finns i skuggan av sin sol då planeten sveper förbi sin sol). 

Om astronomer på en exoplanet såg på vårt jordsken som vi ser på exoplaneter skulle då jordskenet visas för dem, Nej inte enligt ovan beskrivning. Men med avancerade instrument skulle det kanske gå. Själva har vi inte dessa instrument.

Under de närmaste åren kommer däremot ett antal avancerade teleskop att börja arbeta. Tillsammans med JWST kommer de att ge oss de bilder som forskare väntat på i årtionden. Exempel på dessa kommande telekop är Giant Magellan Telescope i Chile, och det kommande rymdteleskopet LUVOIR (beräknas i drift under 2030-talet)  kommer vi in i en tidsålder av möjligheter till direktavbildade exoplaneter. Forskare måste förbereda sig för all denna nya data så att de har kunskap att rätt tolka dem.

Dessa framtida teleskop kommer att göra det möjligt för astronomer att karakterisera fler och fler jordliknande exoplaneter. Men för att tolka vad vi ser korrekt är om våra modeller vi arbetar utifrån  är korrekta. Då jorden är den enda planet vi känner till som har liv och är den enda beboeliga planeten med väl kända egenskaper, är jorden vårt enda testfall och den enda resurs astronomer har för att validera sina modeller utefter.

Det är nu jordsken kommer in. För eventuella astronomer på en exoplanet kan Venus och jorden ses finnas i vår sols beboeliga zon. Men deras planetsken är olika. Vi befinner oss i samma situation när vi i framtiden tittar på några avlägsna solsystems planetsken. Skillnaden av sken mellan Venus och Jorden kan hjälpa oss att förstå skillnaderna mellan livlösa planeter och planeter som är kan vara värdar för liv. I en ny artikel undersökte ett team av forskare hur jordsken kan användas för att bygga exakta modeller av intressanta planetsken. Detta beskrev de i en  artikeln “Polarized Signatures of a Habitable World: Comparing Models of an Exoplanet Earth with Visible and Near-infrared Earthshine Spectra.” Huvudförfattaren är Kenneth Gordon, doktorand vid Planetary Sciences Group vid University of Central Florida. Artikeln har godkänts för publicering i The Astrophysical Journal.

För mer om denna studie se här 

Bild vikipedia I nedan och nymåne reflekterar månens mörka delar indirekt solljus som kommer från jorden. Detta ger upphov till det som kallas jordsken.

Ny teori om Jupiters asteroidsvärmars tillkomst

 

Ett internationellt team av forskare inklusive NYUAD-forskaren Nikolaos Georgakarakos mfl forskare från USA, Japan och Kina under ledning av Jian Li från Nanjing University har utarbetat nya teorier som kan förklara den numeriska asymmetrin hos L4- och L5 Jupiters Trojan-svärmar, två kluster som innehåller mer än 10000 asteroider som rör sig längs med  Jupiters omloppsbana runt solen.

I årtionden har forskare vetat att det finns betydligt fler asteroider i L4-svärmen än i L5-svärmen men har inte förstått orsaken till denna asymmetri. Forskare har ansett att skillnaderna uppstod under ett tidigare skede av vårt solsystems existens. Att bestämma orsaken till dessa skillnader kan avslöja nya detaljer om bildandet och utvecklingen av solsystemet.

I artikeln, Asymmetry in the number of L4 and L5 Jupiter Trojans driven by jumping Jupiter, publicerad i tidskriften Astronomy & Astrophysics, presenterar forskarna en ny teori som kan förklara mekanismen till asymmetrin. Lösningen de föreslår är att en snabb migration av Jupiter från en tidigare närliggande bana runt solen kan ha snedvridit konfigurationen av de trojanska svärmarna vilket resulterade i mer stabila banor för asteroiderna i L4-svärmen än i L5-svärmen, säger Li. "Denna mekanism, som inducerade olika utvecklingsvägar för de två asteroidgrupperna  ger en ny och naturlig förklaring till av att L4-asteroiderna är cirka 1,6 gånger fler än asteroiderna i L5 svärmen.

Modellen visar Jupiters omloppsbana, orsakad av en planetarisk omloppsinstabilitet i det tidiga solsystemet. Något som ledde till att Jupiters migration skedde i mycket hög hastighet; En migration som forskarna antar var en möjlig orsak till förändringarna i stabiliteten hos de närliggande asteroidsvärmarna. Framtida datamodeller kan utöka förståelsen genom att inkludera ytterligare aspekter av solsystemets utveckling.  Inkluderande simulering av Jupiters snabba migration av olika hastigheter och effekterna från närliggande planeter.

Egenskaperna hos solsystemets uppbyggnad är inte helt förstått olösta frågeställningar i dess bildande och tidiga utveckling finns. Förmågan att framgångsrikt med datasimulering visa skilda händelsescenarier av ett tidigt skede av solsystemets utveckling och tillämpa dessa resultat på dagens frågor kan  vara ett viktigt verktyg när astrofysiker och andra forskare arbetar för att lära sig mer om vårt solsystems början.

Frågan (min anm.) över varför Jupiter i hög fart (om denna teori stämmer) från ett tidigare närmre läge till solen tog sig ut till sitt nuvarande läge och hur det skedde behöver även lösas.

Bild vikipedia

Jupiters trojaner       Hilda-asteroiderna

Asteroidbältet       Planetbanorna

Diagram som visar Jupitertrojanerna i grönt i förhållande till asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och Hilda-asteroiderna. Trojanerna är fördelade på två grupper, ”det grekiska lägret” L4 före och ”det trojanska lägret” L5 efter Jupiter.

Mystiska blixtrar kan komma från Neutronstjärnor.

 

Citerat fritt från vikipedia; En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sin existens stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps och stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan är större 1,4–3 solmassor sker en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och material utspridda  från supernovan i närområdet. Slut citat.

Upptäckten av de oscillerande frekvenserna från två korta gammablixtar är det bästa beviset hittills för när två massiva neutronstjärnor under ett kort ögonblick lyckas trotsa gravitationen innan de sammanslås och bildar ett svart hål.

En neutronstjärna bildas när en stor stjärna har slut på bränsle och exploderar och lämnar efter sig en supertät rest (blir en neutronstjärna) som kan innebära att den massa som en stjärna som vår sol innehåller får en storlek som en stad som Boston. 

Vanligtvis kan en neutronstjärna bara innehålla lite mer än två gånger solens massa innan den genomgår en gravitationskollaps och bildar ett svart hål. Men när två ordinära neutronstjärnor i ett binärt system smälter samman kan deras kombinerade massa överskrida denna gräns - men bara en kort stund. En ovanlig händelse och kort syn som är svår att upptäcka. OBS en stjärna i storlek som vår sol eller mindre får inte sitt slut i en supernova. Den sväller istället upp till en röd jätte för att sedan krympa ihop till en vit dvärg.

Det måste börja med att två neutronstjärnor i ett binärt system bildar en hypermassiv neutronstjärna i annat fall skulle det ske en direkt kollaps till ett svart hål, säger Cecilia Chirenti, som lett forskningen, till Space.com. Chirenti är astrofysiker vid University of Maryland, NASA: s Goddard Space Flight Center i Maryland och Center for Mathematics, Computation and Cognition vid Federal University of ABC i Brasilien.

När två neutronstjärnor kolliderar sker ett explosion som ses som ett ljusstarkt sken som kallas kilonova 

Innebärande en explosion bestående av gravitationsvågor och en kort gammablixt (GRB). En explosion av gammastråle som vanligtvis varar mindre än två sekunder. Arbete med datorsimuleringar förutsäger att hypermassiva neutronstjärnor kan bildas initialt innan de kollapsar till ett svart hål bevisen för dessa gravitationstrotsande kroppar hittas i de oförklarliga svängningar i en gammastrålningsfrekvens.

Chirentis team sökte i studien igenom register av mer än 700 korta GRB innan de fann två korta GRB som skilde ut sig. Dessa två GRB upptäcktes genom Burst and Transient Source Experiment (BATSE) ur NASA: s nu pensionerade Compton Gamma-Ray Observatory-satellit isom samlades in i början av 1990-talet. Händelserna kallas GRB 910711 och GRB 931101B och visade något (men inte exakt) rytmiska flimmer i frekvensen i dessa gammastrålar.

Dataimuleringar förutspår att dessa kvasi-periodiska svängningar skulle vara ett naturligt resultat av  bildandet av en massiv neutronstjärna med en massa med mellan 2,5 och 4 solmassor. En sådan hypermassiv neutronstjärna skulle inte kollapsa direkt eftersom olika delar av en neutronstjärna snurrar i olika takt vilket förhindrar en kollaps.

En hypermassiv neutronstjärna skulle dock inte vara helt stabil. Material på dess yta rör sig och stör orienteringen av stjärnans magnetiska poler vilket då avger gammastrålar kaosartat. Tidigare sökningar efter GRB-svängningar hade tills nu inte resulterat i något eftersom man då uteslutande letat efter periodiska svängningar. Chirentis team insåg att de dynamiska egenskaperna hos en hypermassiv neutronstjärna  skulle leda till kvasi-periodiska svängningar. GRB 910711 och GRB 931101B, passar in i detta påstående.

En hypermassiv neutronstjärna kan inte existera länge. Gravitationsvågor som emitteras under sammanslagningen av två neutronstjärnor berövar den då bildade hypermassiva neutronstjärnan en del av dess vinkelmoment (rotationsmoment) något som  minskar dess spinn så tyngdkraften tar över. "Enligt datasimuleringarna kommer den hypermassiva neutronstjärnan att rotera snabbt och då troligen förlora materia och oscillera innan den kollapsar till ett svart hål med en ackretionsskiva", sa Chirenti. 

En hypermassiv neutronstjärnas existens skulle bestå endast några hundra millisekunder. Detta låter som en kort tid, men tänk då på att hypermassiva neutronstjärnor skulle vara de snabbast snurrande stjärnorna i universum och slutföra ett varv på 1,5 millisekunder eller mindre. En hypermassiv neutronstjärna hinner därför snurra flera hundra gånger innan den kollapsar.

GRB kan indikera att hypermassiva neutronstjärnor troligen är sällsynta men Chirenti ser det inte så.

"Det kan finnas andra aspekter relaterade till genereringen av GRB som kan göra det svårt att upptäcka signaturen hos en hypermassiv neutronstjärna", sa hon. Frekvensmoduleringen av gravitationsvågorna "bör dock kunna detekteras lättare av nästa generation av gravitationsvågdetektorer om 10 till 15 år", säger Chirenti.

Bild vikipedia som visar en modell av uppbyggnaden av en neutronstjärna.