Ingen teori håller om hur det första svarta hålet har uppkommit

10 miljoner ljusår från jorden finns en suddig galax som heter Mirach's Ghost (NGC 404) vilken kanske kan hjälpa till att lösa ett av universums mysterier. Mysteriet om hur de svarta hålen i universum kom till. Men denna spöklika galax har också fördjupat mysteriet om var och hur detta skedde.

Ett svart hål är en singularitet innebärande en region i rumtiden där materia har blivit för tät för att upprätthålla sig själv och kollapsat i en formlös punkt. De flesta svarta hål har vuxit betydligt sedan sin början genom att dra till sig gasmoln och damm som kommit nära dem, säger Timothy Davis, en astrofysiker vid Cardiff University i Wales. "Detta har gjort dem större och tätare efterhand och gör det svårt att avgöra massans startskeende."

Om man utgår från att svarta hål från början vara små säger Davis "Har de inte haft chansen att konsumera så stora mängder material i sitt förflutna att de nått nuvarande storlek och massa i dag,"  Detta kan vi (min anm.) tolka som att de var stora redan från början (efter BigBang). Men det är inget större mysterium (anser jag) än om de varit små. Mysteriet är först och främst varför de finns.

Ingen av de teorier som finns om dess ursprung visar sig vara möjlig med den kunskap och förförståelse vi har i dag enligt en del forskare.  Det är även svårt att ge en förklaring till hur en början som litet svart hål har bildats. Det är lättare att visa att små svarta hål inte kan bildas.

Ursprunget till svarta hål är därför ett mysterium. Observationer har visat att mycket stora svarta hål fanns i sin nuvarande form mycket snart efter Big Bang. Något som får teorin om hur de växt att visa sig som mystisk.

"Vi känner till två huvudsakliga sätt att svarta hål kan bildas men inget av dessa kan konstruera svarta hål av stor storlek nästan direkt efter BigBang. Istället måste de ha varit små från början och vuxit till dessa enorma storlekar som idag finns därute. Men hur små svarta hål blivit till är även det en gåta. Stora svarta hål är svårt att förklara eftersom det finns en gräns för hur mycket ett svart hål kan svälja under den tid som finns sedan universum skapades," säger Davis och tillägger. – Vårt arbete förstärker det här problemet. Vi har visat att oavsett mekanism bör de ha en massa mindre än 500000 gånger massan av vår sol när de föds."

Det finns dock ingen teori som visar hur dessa små hål kunnat växa till sig så snabbt eller varför dessa små svarta hål bildats. enligt forskarna. 

Ursprunget till svarta hål är ett mysterium.  Observationer har dock visat att mycket stora svarta hål fanns i sin nuvarande form mycket snart efter Big Bang men varför de fanns kan inte förklaras.

Fysiker är fortfarande inte säkra på var de svarta hålen kom ifrån. Varför de finns och om de är  tecken på något vi ännu inte förstår av universum eller dess start. Kanske svarta hål är en förutsättning för att universum ska finnas med stjärnor, gasmoln och planeter är. I annat fall skulle universum varit ett mörkt vacuum.

Bild från vikipedia på NGC 404 by Hubble Space Telescope

Ett svart hål fluktuerade i ljusstyrka. Vad hände där?

Vad man i dag anser ät att alla galaxer i universum har ett svart hål i centrum eventuellt med undantag av mindre stjärnhopar. Men var gränsen går för svart hål eller ej är okänt.

Det finns en galax därute, 1ES 1927 +654 som befinner sig 275 ljusår bort. Även denna galax har ett svart hål i sitt centrum. Detta svarta hål har en storlek  av miljontals eller miljarder gånger större än vår sol (osäkert vilket). Hålet växer genom att konsumera gas som finns i dess accretion disk (skivan av gas och damm runt hålet se bild ovan).

Svarta hål i sig avger inte eller reflekterar ljus därför kan de inte ses direkt om det inte finns en accretiondisk omkring dem. Det är materialet i denna disk som dras in i det svarta hålet. All form av materia som kommit nära hålet över tid och fortfarande är på väg mot disken (skivan) försvinner efterhand in i det.

Ett ständigt inflöde av gas mm dras in mot det svarta hålet i galax 1ES 1927 +654. Det var inte länge sedan det härifrån sågs ett bleknade av ljuset med en faktor på 10000 i ca 40 dagar. Nästan omedelbart efter denna tid började ljusets styrka öka igen och cirka 100 dagar senare hade det blivit nästan 20 gånger ljusare än före nedtoningen. Något hade stängt ner ljuset och  strålningen för att sedan öka det 20 gånger starkare innan nedtoningen skedde.

 I en ny studie publicerad i Astrophysical Journal Letters lägger forskare fram hypotesen att en skenande stjärna kan ha kommit för nära det svarta hålet och slitits sönder. Om så varit fallet har snabbrörligt material från stjärnan kraschat genom en del av disken och gasen spritts vida omkring vilket kan förklara nedtoningen. När sedan stjärnan kollapsat i sina delar kan ljuset eller skenet ha blivit betydligt starkare än innan händelsen då mycket mer energi nu blivit följden i disken.

Händelseförloppet fick astronomen Ricci och hans kollegor att begärde uppföljning av övervakning av det svarta hålet från NASA: s  NICER ett röntgenteleskop ombord på den internationella rymdstationen ISS. Totalt observerade NICER systemet 265 gånger under 15 månader. Ytterligare röntgenövervakning erhölls med NASA: s Neil Gehrels Swift Observatory - som också observerade systemet i ultraviolett ljus - liksom NASA: s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) och ESA (Europeiska rymdorganisationen) XMM-Newton observatorium där även NASA är en part.

Ovan nämnda förklaring behöver inte vara enda förklaringen till händelsen astronomerna noterar att det kan finnas andra förklaringar. Ett anmärkningsvärt inslag i observationerna var att den totala nedgången i ljusstyrka inte var en långsam övergång.

 Från den ena dagen till den andra skedde stor förändring i röntgenfältet enligt observationen från NICER. På bara åtta timmar förändrades ljusstyrkan med en faktor på 100.

Tidigare observationen har visat på liknande scener i andra galaxer men då under en mycket längre tidsperiod av nedtoning. Så snabb nedtoning som här har aldrig tidigare uppmärksammats.

För min del (min anm.) ser jag stjärnteorin som troligast då händelseförloppet var snabbt. Men varför inte denna närmande stjärna då upptäckts tidigare är en gåta. Det kan dock berott på att inget teleskop haft systemet under uppsikt under en tid. En annan lösning kan vara ett stort förorenat gasmoln som kommit i vägen men som sedan dragits ner i disken eller farit vidare i periferin.

Bild från vikipedia på accretiondisken runt det svarta hålet i mitten i centrum av den elliptiska galaxen Messier 87. Från systemet ovan finns ingen bra bild på en disk och bilden ovan visar klart vad som menas med en accretiondisk.

Mysteriet med de annorlunda svarta hålen är troligen inte så mystiskt

Ett team av forskare har identifierat en grupp av svarta hål som tagits för en ny typ av svarta hål.  Dessa  svarta hål hittades genom Chandra Deep Field-South (CDF-S) undersökning vilkets resultat blev den djupast tagna röntgenbilden som någonsin tagits.

Den största delen av bilden visar CDF-S  under en tidsperiod av 7 miljoner sekunder av observationstid från Chandra under en period av flera år.

 I bilden representerar rött, grönt och blått röntgenstrålar med en låg, medelhög och hög energi i de områden Chandra arbetar. De flesta av punkterna i bilden visar dock ett svart hål.

I det senaste bildmaterialet kombineras röntgenstrålar från Chandra i CDF-S med stora mängder data av olika våglängder från NASA:s rymdteleskop Hubble och Spitzer.

Astronomerna såg på svarta hål som ligger 5 miljarder ljusår eller mer bort från jorden i ett begränsat område av rymden. Här hade forskarna sedan tidigare hittat 67 kraftigt skymda växande svarta hål genom undersökning i röntgen och infrarödstrålningsdata i CDF-S.

Av dessa 67 katalogiserades 28 som supermassiva svarta hål som udda och annorlunda och då för att de misstänktes vara antingen långsamt växande svarta hål med låg densitet, dammtäckta svarta hål eller helt enkelt inte svarta hål utan avlägsna galaxer.

Supermassiva svarta hål växer och har växt genom att dra till sig omgivande material som då värms upp och producerar strålning på ett brett spektrum av våglängder inklusive röntgenstrålning. Många astronomer anser  att denna tillväxt inkluderar en fas som inträffade för miljarder år sedan då en tät kokong av damm och gas täckte de flesta svarta hål. Dessa kokonger av material var då bränslekällan.

Vad man kom fram till nu var att alla dessa upptäckter ovan var ordinära svarta hål men där olika skeenden gjort eller gjorde att man förvirrats till att misstänka att de vara av två slag.

Kanske vi ska (min anm.) ta till oss att svarta hål finns men alla är de samma slag av svarta hål. Men vad som sker i dess omgivning kan skiljas åt och ge ett förvirrande intryck om man inte förstår vad som naturligt kan ske beroende på vad som finns i dess omgivning. En större gåta anser jag vara varför det (som vi anser oss vet) finns ett svart hål i centrum på alla galaxer.

Bild från vikipedia som visar Simulering av hur ett svart hål framför Vintergatan skulle se ut. Det svarta hålet har 10 solmassor och ses här från ett avstånd på 600 km.

En supernova har troligen kastat i väg en vit dvärgstjärna som nu far i hög fart genom Vintergatan numera.

Vita dvärgar är resterna av en stjärnor som finns kvar efter att stjärnor i normal storlek har uttömt sitt bränsle. Vår sol kommer en dag att bli en vit dvärg liksom mer än 90 % av stjärnorna i Vintergatan.

 I en ny studie har forskare sett på den vita dvärgen SDSS J1240+6710 vilken finns cirka 1430 ljusår år från jorden. 2015 upptäcktes att denna vita dvärg hade en okonventionell atmosfär (i motsatts till andra undersökta vita dvärgar) som har  väte och helium, medan dennas består av en kombination av syre, neon, magnesium och kisel. Forskarna använde Hubble Teleskopet för att få en närmare titt på den vita dvärgen och upptäckte då att även kol, natrium och aluminium fanns i objektets atmosfär.

Den vita dvärgen har en hastighet av 900000 kilometer i timmen och är på motsatt kurs av hur Vintergatan i övrigt roterar. Dessutom har den en mycket låg massa för att vara en vit dvärg - endast ca 40 % massan av vår sol. Ordinära vita dvärgar har ca 1,4 gånger högre massa än vår sol.

Vid observationen av SDSS J1240+6710 upptäckte forskarna att de element som finns i den vita dvärgens miljö kan ha utvecklats i de initialt termonukleära reaktionerna hos en supernova. Det finns dock en klar avsaknad av vad som konstrueras vid en supernova, som järn, nickel, krom och mangan. Ingen supernovamisstanke har heller observerats i närheten.

Dessa tyngre komponenters avsaknad kan likväl förstås som att det är en mindre effekt av en supernova som en gång satt fart på den vita dvärgens riktning och gett den dess udda komponenter i atmosfären.

 "Tidigare teorier att en termonukleär supernova skulle förstöra en vit dvärg helt har omtolkats under de senaste 10 eller 15 åren istället har forskare diskuterat att det är möjligt att en partiell supernovaeffekt kan vara det som gett effekten genom  sin effekt på ena sidan av den  brända och förkolnade vita dvärgen," säger en forskare Gänsicke och tillägger. "En supernovaexplosion behöver inte vara kraftfull nog för att helt förstöra en vit dvärg."

I detta fall skulle en supernova ha sprängt SDSS J1240 + 6710 bort från sin följeslagare den före detta stjärna som exploderat som en supernova och dragit bort materia från den vita dvärgen vid explosionen och kastat den vita dvärgen ut i den riktning den har i dag i hög hastighet och gett  den ovanliga sammansättningen av dess atmosfär.

Främst baserat på SDSS J1240 +6710 massa och temperatur uppskattar forskarna att denna partiella (troliga) supernova skett för cirka 400 miljoner år sedan. Men resten förblir okänt om den vita dvärgens följeslagare den numera som supernovarester sprängda stjärnan. Var den fanns kan inte förklaras. OBS (min anm.) det finns en möjlighet att förklaringen ovan är fel och ingen supernova ligger bakom denna vita dvärgs atmosfär och färd därute. Inga bevis bara indicier finns på förklaringen ovan.

Bild från vikipedia på resterna efter Keplers supernova, SN 1604. Obs ej den som omtalas ovan.

Det är ett mysterium om det aldrig funnits liv på Mars och även då varför det försvann

Forskare tror att både Jorden och Mars för fyra miljarder år sedan båda hade potential för att liv skulle existera på deras ytor. Men vad som sedan skedde på Mars är en gåta.

De nya Mars-sonderna från USA, Förenade Arabemiraten och Kina kommer att åka i väg i sommar. Hoppet är att dessas instrument ska kunna ge besked på om det finns spår av liv från nu- eller dåtid.

Deras mål är inte att hitta tecken på marsianskt liv eller spår av tidigare liv. Dessa omfattande och kostsamma program kan visa sig vara meningslösa. Men astrobiologer säger att den röda planeten fortfarande är vårt bästa hopp för att hitta spår av liv i vårt solsystem.

Mars är "den enda planeten med goda chanser att hitta spår av utomjordiskt liv på eftersom vi vet att det för miljarder år sedan var beboeligt Mars", säger Jean-Yves Le Gall, ordförande för franska rymdorganisationen CNES i ett konferenssamtal med journalister nu i sommar. Forskare har upptäckt att vatten en gång hade flödat över Mars yta.

Atmosfären på Mars har  analyserats i jakten på någon kemisk obalans i dess sammansättning.

Om det inte finns någon reaktion så finns det förmodligen inget liv på planeten, säger en forskare Lovelock och tillägger.

"Och så var fallet - Mars har en atmosfär som är helt inaktiv när det gäller kemiska tecken på liv."

Denna slutsats bekräftades ett decennium senare när vikingalandarna tog atmosfäriska och jordprover som visade att planeten inte längre var beboelig.

Och om de senaste Mars-programmen som nu ska lanseras misslyckas med att hitta tecken på forntida marsliv finns det alltid ytterligare gränser att utforska.

Saturnus måne Eneclaude och Jupiters måne Europa anses även som lovande utmanare för att finna spår av liv på eller existerande liv. Men att nå dem och undersöka på plats är ännu bara science fiction. Tekniken och kapital för ett sådant projekt existerar inte i dag.

Bild från vikipedia på Mars taget av Hubbleteleskopet.

Kanske planet nio inte är en planet utan ett närliggande svart hål.

Forskare vid Harvard University och Black Hole Initiative (BHI) har utvecklat en ny metod med syftet att finna svarta hål i det yttre av  solsystemet. Målet är bland annat att få veta om den gäckande eventuellt existerande planet nio existerar eller om denna störning därute är ett svart hål.

Dr Avi Loeb, Frank B. Baird Jr professor i vetenskap vid Harvard, och Amir Siraj, en Harvard student under grundutbildning har utvecklat en ny metod för att söka efter svarta hål i det yttre av solsystemet, baserad på vågor som följer av störningar från avlyssnade kometer. Studien tyder på att LSST som metoden kallas har förmågan att hitta svarta hål genom att observera anhopningen av utslag till följd av effekterna av något okänt i Oorts moln "Planet Nio är en övertygande förklaring till observerade störningar av vissa objekt bortom Neptunus omloppsbana.

Om förekomsten av Planet Nio bekräftas genom en direkt elektromagnetisk sökning kommer det att bli den första upptäckten av en ny planet i solsystemet på två århundraden då räknas inte Pluto”, säger Siraj (på grund av att denna räknas som en dvärgplanet) och tillägger att ett misslyckande att upptäcka ljusfenomen från Planet Nio och andra störningar som gravitationseffekter kan ge teorin att denna planet inte existerar utan är ett svart hål.

"Det har varit en hel del spekulationer om alternativa förklaringar till de störningar av asteroiders banor som observerats i det yttre solsystemets dvärgplaneter och asteroider. En idé är att Planet Nio kan vara ett svart hål av en grapefrukts storlek med en massa mellan fem till tio gånger jordens." säger forskarna.

Spännande (min anm.) men för min del tror jag varken på en planet nio eller ett svart hål utan på en svart dvärgstjärna. Läs mer om detta slags av stjärna här.

Bild från vikipedia som visar en konstnärs bild av hur denne föreställer sig den eventuella planet nio i utkanten av Oorts moln.

Fyra mystiska objekt har upptäckts i rymden.

Det har upptäckts något ännu oförklarligt långt därute i rymden: Astronomer har nyligen upptäckt fyra objekt som sänder ut svaga radiovågssignaler. Objekten har kunnat detekteras som cirkulära men ljusare längs kanterna och olika alla klasser av astronomiska objekt som någonsin upptäckts förut.

Föremålen ser ut som avlägsna ringformade öar och kallas udda radiosändningscirklar beroende på form och egenhet. Astronomer vet ännu inte exakt hur långt bort dessa cirklar är men de kan kopplas till avlägsna galaxer. Alla fyra cirklarna avger låga radiovåglängder men är osynliga i synligt ljus och infrarött och röntgenljus.

Två av galaxerna där de tros komma från tyder på att dessa objekt kan ha bildats av något i dessa galaxer. Två cirklar verkar också vara mycket nära varandra vilket innebär att ursprunget kan komma ur samma källa. Astronomer upptäckte tre av objekten medan de gjorde en kartläggning av natthimlen av  radiofrekvenser till det som kallas evolutionskartan över universum (EMU). 

EMU projektet använde Australian Square Kilometer Array Pathfinder, eller ASKAP från juli till november 2019. Detta radioteleskop använder 36 skålformade antenner som arbetade tillsammans för att observera en vidvinkelvy av natthimlen. De fann den fjärde källan i arkivdata som samlats in av Giant MetreWave Radio Telescope i Indien.

 Detta hjälpte astronomerna att bekräfta objekten som verkliga snarare än någon anomali (som även misstänktes ligga bakom) som orsakats av problem med ASKAP-teleskopet eller det sätt på vilket data analyserades.

Intressant (min anm.) mitt tips är att källorna har med det svarta hål som finns i centrum av de galaxer där dessa källor antas finnas.

Gratisbild från https://www.pxfuel.com/  där en flicka förundrat ser upp mot universums gränslöshet.