En ny solspektograf kallad NEID ska söka efter alienbebodda planeter

 

Tusentals främmande världar har hittats vilka kretsa runt stjärnor i andra solsystem. Men det finns många fler världar, möjligen med liv, därute, som vi kanske hittar i framtiden.

Ett nytt astronomiskt instrument som namngetts NEID, NN-explore Exoplanet Investigations with Doppler spectroscopy har  börjat användas  för att hjälpa forskare att hitta fler främmande världar. NEID gör detta genom att bryta ner synligt ljus från avlägsna stjärnor i sina våglängder med hjälp av en spektrograf, ett enkelt prisma med ytterligare delar likt diffraktionsgaller. Optiska fibrer matar in stjärnljus till spektrografen där sedan ljussignaturer registreras i en detektor.

 

NEID drar nytta av Doppler-effekten. Den insamlade ljusdatan kan sedan  användas för att upptäcka minimala skiftningar i våglängd över tid vilket kan liknas med tonhöjdsförändringen från ett annalkande eller ett avgående  tågs tuta vilket indikerar rörelse.

WIYN-observatoriet ägs och drivs av WIYN Consortium. Dess 3,5 meterteleskop är det näst största optiska teleskopet vid Kitt Peak National Observatory i Arizona. Det är här NEID finns. 

Varje natt samlar NEID in cirka 150 gigabyte ljusdata som sedan skickas vidare till Caltech  (California Institute of Technology) varifrån det sedan till TACC (TEXAS ADVANCED COMPUTING CENTER)  för bearbetning. Centret har  utvecklat ett helautomatiskt slag av  beräkningspipeline för NEID-data.

 

"Pipelinen kopierar data till oss från Caltech via Globus forskningsdatahanteringsnätverk", säger Mike Packard från TACC:s Cloud & Interactive Computing (CIC) grupp. – En dataanalys körs sedan på TACC:s Frontera-system. Den använder Tapis API för att lagra metadata. Sedan skickar den data tillbaka till Caltech för forskare att analysera. https://www.caltech.edu/

 

Bild vikipedia. Kitt Peak nationella observatorium Arizona där solspektografen NEID finns.

Något skedde för 3,9 miljarder år sedan på månen som vi nu försöker förstå.

 

Månen utsattes för 3,9 miljarder år sedan av ett tungt bombardemang av asteroider. Minnen från denna tid ses i dag på månens yta i form av mängder av kratrar.  Men först nu har planetologer vid Münster University testat skilda hypoteser med mycket exakta isotopmätningar av månstenar för att förstå vad som skedde, varifrån och varför. Slutsatsen har publicerats i det senaste numret av tidskriften Science Advances.

Månens beskjutning av asteroider den gången kommer från tiden efter Jordens bildande då mängder av dessa stenar fanns i vårt närområde.

De stenar de undersökt från kratrar innehåller små metallglober bestående av material från nedslagsasteroiderna. Genom att studera den isotopiska sammansättningen av dessa metallglober kunde forskarna avgöra varifrån i solsystemet dessa kroppar härstammade. De fokuserade i undersökningen på elementen ruthenium och molybden då dessa element visar systematiska förändringar i sin isotopiska sammansättning beroende på var de bildats i solsystemet.

 

"Vår forskning visar att beskjutningen av månen var av samma slags sten som bildade jorden och månen", förklarar planetologen och huvudförfattaren till studien Dr. Emily Worsham. Mängden nedslagskratrar på månen beror på ett kontinuerligt bombardemang av överblivna asteroider vid huvudfasen av jordens bildande.

Teoretiska beräkningar visar att gasjättarnas banor förändrades någon gång i solsystemets tidiga historia och därifrån spreds då ett stort antal kroppar från det yttre solsystemet inåt vilka kolliderade med bland annat jorden och månen.

 "Denna händelse måste ha ägt rum tidigare än man tidigare ansett eftersom vi inte hittar några bevis på nedslag av asteroider eller kometer från solsystemets yttre räckvidder i månstenarna", förklarar professor Dr. Thorsten Kleine. Förändringen i gasjätteplaneternas banor ägde därför troligen rum under huvudbildningsfasen av de jordliknande planeterna – det vill säga under de första ungefär 100 miljoner åren av solsystemet – vilket i sin tur stämmer väl överens med de senaste dataanalyserna.

Bild piqsels.com

NASA ska nu noggrant studera stjärnan Procyon A

 

En NASA-raket kommer snart att med sitt nya instrument observera en stjärna i närheten för att lära sig mer om hur stjärnljus påverkar exoplaneters atmosfärer vilket är viktigt att förstå mer om när vi söker efter  liv utanför vårt solsystem.

 

Med hjälp av ett uppdaterat instrument som först lanserades 2019 har uppdraget nu ett nytt mål: Procyon A, den ljusaste stjärnan i stjärnbilden Canis Minor (Lilla Hunden). 

 

Det man önskar förstå är; Hur påverkar en stjärnas ljus potentiella livstecken från planeter som kretsar runt den? Suborbital Imaging Spectrograph for Transition region Irradiance from Nearby Exoplanet host stars, eller SISTINE-2, uppdraget startade från White Sands Missile Range i New Mexico den 8 november 2021 med syftet att arbeta utefter ovan frågeställning.

 

Frågan om livet existerar någon annanstans i universum än på jorden är kantat av tekniska utmaningar. Vi kan inte resa till planeter runt andra stjärnor  för att undersöka på plats. Våra teleskop är inte heller tillräckligt kraftfulla för att se ner på dess ytor. Istället ser astronomer på exoplaneters atmosfärer och söker efter spår av kemikalier som vi vet behövs för liv som vi förstår det. Vatten, metan, syre, ozon och andra så kallade biomarkörer producerar unika ljusmönster som teleskop kan upptäcka på avstånd. Men för att tolka dem korrekt måste astronomer även se på hur planeten påverkas av sin  stjärnas sken (sol).

 

"Samspelet mellan planetens atmosfär och ultraviolett ljus från dess sol avgör vilka gaser som fungerar som de bästa biomarkörerna", säger Kevin France, astrofysiker vid University of Colorado Boulder och huvudutredare vid uppdraget.

Vissa ultravioletta (UV) våglängder kan till exempel bryta ner koldioxid, frigöra en enda syreatom för att kombinera den med andra och bilda molekylärt syre (tillverkat av två syreatomer) eller ozon (tillverkat av tre). Stjärnor som sprider  detta ljus kan skapa falska biomarkörer och lura astronomer att söka liv på fel exoplaneter.

 

SISTINE-teamet strävar efter att undvika detta dilemma genom att skapa en guide till de våglängder som varje typ av stjärna avger. Det finns många olika typer av stjärnor och vi har ännu inte en fullständig bild av all deras ljusutsläpp eller hur detta varierar över tid. Med en katalog över stjärnljus kan forskare uppskatta om en upptäckt biomarkör antingen är ett potentiellt tecken på liv eller en falsk signal från stjärnljus. På den nu påbörjade flygningen kommer SISTINE-2 att observera Procyon A. En stjärna som finns cirka 11,5 ljusår bort. Procyon A är en stjärna av F-typ, vilket är gulvita solar något större, varmare och ljusare än vår sol. Även om det här inte upptäckts någon exoplanet kan studier av Procyon A hjälpa oss att förstå F-stjärnor och deras eventuella exoplaneters påverkan av sin sol.

"Att känna till dessa stjärnors ultravioletta spektra hjälper oss att hitta de mest lovande miljöerna på exoplaneter med framtida NASA-observatorier", säger France. SIXTIN-2 består av ett teleskop och ett instrument som kallas spektrograf (en typ av spektroskop)  som bryter ner ljus i sina separata färger. SIXTIN-2 kommer att fokusera på ultraviolett ljus från 100 till 160 nanometer ett intervall som inkluderar våglängder som är kända för att producera falska positiva biomarkörer. Genom att kombinera sina insamlade data med befintliga observationer av röntgen, extremt ultraviolett och synligt ljus från stjärnor av F-typ hoppas teamet kunna sätta ihop ett referensspektrum som hjälper astronomer att tolka biomarkörer på exoplaneter som kretsar kring F-stjärnor.

Bild från vikipedia på raketen Black Brants uppskjutning 2019 för test av Sistine spektrografen vilken är 100 tals effektivare än Hubble då det gäller spektrografstudier av främmande planeter och stjärnor. Den slutliga uppskjutningen med det färdigutvecklade instrumentet kallat Sistine II sändes upp den 8 nov 2021.

Upptäckten hur grundämnet fluor kommer till därute i universum

 

En ny upptäckt därute har gjorts som kan förklara hur grundämnet fluor uppstår. Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA i Chile) där ESO (European Southern Observatory) är en av partnerna har ett forskarlag detekterat grundämnet i en galax vars ljus har tagit 12 miljarder år att nå oss (12 miljarder ljusår bort). Det är första gången fluor har upptäckts i en så avlägsen galax. Galaxen har beteckningen NGP-190387.

Likt många ämnen omkring oss skapas fluor i stjärnor men tills nu har vi inte känt till exakt hur fluor bildas. “Vi visste inte ens vilken typ av stjärnor som producerade huvuddelen av universums fluor”. Framtida studier av NGP-190387 med Extremely Large Telescope (ELT) – ESO:s nya flaggskeppsprojekt som är under konstruktion i Chile  med planerad driftstart längre fram under detta årtionde – kan komma att avslöja fler hemligheter i denna galax.

 “ALMA är känslig för strålning som sänds ut av kall interstellär gas och stoft” säger Chentao Yang, ESO Fellow i Chile. “Men med ELT kommer vi kunna observera NGP–190387 genom att direkt observera strålning från stjärnor vilket ger oss mer information om stjärnpopulationerna i denna galax.

En av astronomerna Franco och hans kollegor upptäckte fluoret (i form av vätefluorid) i stora gasmoln i  NGP–190387. Galaxen ses som den såg ut för 1,4 miljarder år gammal eller under 10 procent av universums nuvarande ålder. Eftersom stjärnor gör sig av med de grundämnen de producerat i slutet av sina liv måste fluoren ha bildats i stjärnor som existerat under en mycket kort tid. 

 

Forskarna tror därför att Wolf–Rayet-stjärnor ett slag av mycket massiva stjärnor som bara existerar några miljoner år  är den mest troliga utgångsplatsen för fluor i denna galax. Dessa bör förklara de höga halter av fluor som upptäcktes. Wolf–Rayet-stjärnor har föreslagits i andra sammanhang tidigare men man har inte känt till deras eventuella betydelse för bildningen av fluor.

 

Bild från vikipedia på en Wolf–Rayet-stjärna WR 136 tillhör gruppen WN-stjärnor. Den har skapat nebulosan NGC 6888.  Visar lite av hur en sådan stjärna därute agerat. Obs inte att förväxla med den nämnda galaxen ovan.

ÄR universum modellerat för att liv ska kunna existera.

 

Kan ovanstående vara riktigt i så fall måste man undra av vem eller vad. Kan det inte istället vara så att liv modellerats fram för att passa i vårt universum eller på Jorden och då inte av något eller någon utan genom evolution över tid. När väl första livets tråd uppstått av slump eller sig själv genom evolution kunde sedan  alla former börja utvecklas. Tankar av mig.

Men nu vidare diskussion oberoende av ovan tanke: I årtionden har olika fysiker diskuterat  att även de minsta förändringarna i naturens grundläggande lagar skulle göra det omöjligt för livet att existera. Denna idé, även känd som argumentet "finjusterat universum", antyder att förekomsten av liv i universum är mycket känsligt för värdena i grundläggande fysik. Ändra något av dessa värden (som logiken säger) och livet skulle inte kunna existera. Men kan detta verkligen vara fallet, eller är det möjligt att livet kan dyka upp under olika fysiska konstanter men att vi vill se oss som unika?

Denna fråga tacklades nyligen av Luke A. Barnes, postdoktor vid Sidney Institute for Astronomy (SIA) i Australien. I sin bok , "A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos", här hävdade han och astrofysikprofessor Geraint F. Lewis vid SIA att ett finjusterat universum är meningsfullt ur fysikens synpunkt. Ett universum med tre rumsliga dimensioner och en fjärde dimension tiden (som det beskrivs i den allmänna relativitetsteorin) är viktigt. För ytterliga diskussion i frågan följ länken här. 

Detta då det finns för mycket i artikeln inlägget utgår från för att tas upp här. Det viktigaste (andemeningen) anser jag dock jag tagit upp ovan.

Bild pixabay.com

En galax där metaller är ovanligt förekommande.

 

Ett team av astronomer med ledning av Raffaele Pascale vid astronomiska observatoriet i Bologna, Italien har utfört hydrodynamiska simuleringar på DDO 68 en extremt metallfattig galax.

Resultaten av studien presenterades i en artikel  den 25 oktober på arXiv pre-print server. Studien  visar ny kunskap om ursprunget och naturen av denna galax. Galaxen finns på ett avstånd från oss på cirka 41,2 miljoner ljusår och har även beteckningen UGC 5340. Det är en mindre galax med oregelbunden form. Här finns mycket lite syre och den är en av de  metallfattigaste dvärggalaxer vi känner till. Dess  låga metallinnehåll är märklig mot bakgrund av dess relativt stora  stjärnmassa  och ljusstyrka.

 

DDO 68 har  en ovanlig form. Galaxen visar upp en stor, ljus och förvrängd stjärnkomponent, kallad "kometsvansen", som utgår från den sydöstra kanten av dess huvudkropp. Dessutom har den en rund struktur i norr som kallas "komethuvudet". Astronomer har upptäckt att DDO 68 i själva verket består av två distinkta system: huvudkroppen DDO 68 A (inklusive komethuvudet) och en konstellation stjärnor svävande runt detta som kallas DDO 68 B som för närvarande ackrediteras av DDO 68 A  vilken producerat kometsvansen. Baserat på datasimuleringarna dom gjordes fann astronomerna att galaxen sannolikt är ett resultat av interaktionen mellan tre system nämligen en dominerande galax DDO 68, med en dynamisk massa av 10 miljarder solmassor och två mindre satellitgalaxer - med massor på cirka 0,05 och 0,0067 gånger massan av DDO 68.

Forskarna drar slutsatsen att den udda form som observerats av hela DDO 68 inte beror på en interaktion med en mindre följeslagare utan sannolikt är resultatet av flera galaxers uppbyggnad till en sammanhängande galax.

 

I undersökning ges dock inga ledtrådar till varför galaxen eller vissa galaxer är eller har blivit metallfattiga medan andra inte är eller blivit det.(min anm.) Men så är det därute. Observera att Vintergatan inte tillhör de metallfattiga galaxerna. Jorden ex innehåller ju en järnrik kärna. Min tanke går till BigBang där kan lösningen finnas på att vissa galaxers framtid blev metallfattiga då där samlades metallfattiga stjärnor. Men varför och hur är en gåta. 

Bild på dvärggalaxen DDO 68 från Hubble publicerad på ESA (european space agency).

Stenar upptäckta av ett slag som inte finns i vårt solsystem

 

Astronomer har upptäckt tusentals planeter som kretsar runt stjärnor i vintergatan. Planeter som kretsar runt andra solar än vår sol som benämns exoplaneter. Det är dock svårt att veta exakt vad dessa planeter innehåller eller om de liknar jorden (på grund av avståndet dit).

För att försöka ta reda på mer om det samarbetade astronomen Siyi Xu från NSF:s NOIRLab med geologen Keith Putirka vid California State University, Fresno, med syftet  att studera atmosfären i vad som kallas förorenade vita dvärgar. Vita dvärgar  är de täta, kollapsade kärnorna av en gång vanliga stjärnor som solen vilka nu innehåller material från planeter, asteroider eller andra steniga kroppar som en gång kretsade runt stjärnan men så småningom föll in i den vita dvärgen och "förorenade" dess atmosfär.

Genom att leta efter element som inte naturligt skulle existera i en vit dvärgs atmosfär (allt annat än väte och helium som naturligt finns i en sol) kan forskare ta reda på vad de steniga planetariska föremålen som föll in i stjärnan (eller slukades av denna vid den röda fasens uppsvällande) bestod av.

Putirka och Xu såg på 23 förorenade vita dvärgar alla inom cirka 650 ljusår bort från oss där mättes halter av kalcium, kisel, magnesium och järn noggrant upp med WM Keck Observatory i Hawai'i, Hubble Space Telescope och andra observatorier runt om i världen (spektralanalys). Forskarna analyserade därefter de uppmätta överflödena av dessa element för att rekonstruera de mineral och stenar som skulle kunna bildas ur detta. De fann att dessa vita dvärgar har ett mycket bredare utbud av kompositioner än någon av de inre planeterna i vårt eget solsystem vilket tyder på att planeterna som slukats där hade haft ett bredare utbud av bergtyper. Faktum är att vissa kompositioner är så ovanliga att Putirka och Xu var tvungna att konstruera  nya namn (som "kvartspyroxeniter" och "periclase duniter") för att kunna klassificera de nya stenarna som måste ha funnits på dessa planeter.

 

"Medan vissa exoplaneter som en gång kretsade runt förorenade vita dvärgar liknat jorden var merparten stenar som exotiska i jämförelse med vad som finns i vårt solsystem", säger Xu. "De har inga direkta motsvarigheter i vårt solsystem."Putirka beskriver vad dessa nya stenslag kan ha inneburit för de steniga världar där de fanns och de där de kanske finns i dag därute vid en gul sol. "Några av de stenar vi ser har existerat utifrån data från de vita dvärgarna skulle lösas upp mer i vatten än stenar på jorden gör vilket är något som skulle kunna påverka havsutveckling", förklarade han. "Vissa stenar visar sig smälta vid mycket lägre temperaturer och producera en tjockare skorpa än jordens stenar gör och vissa stenar kan vara mindre fasta vilket kan underlätta utvecklingen av kontinentaldrift.

Intressanta antaganden (min anm.). Men kan likväl inte låta bli att fundera över om dessa för oss nya stenslag är naturligt bildade i händelseschemat då en sol sväller upp och sedan dras ihop till en vit dvärg. I så fall har dessa stenslag kanske aldrig existerat utanför en vit dvärg och kan så inte heller.

Bild från depositphotos.com en bild på temat mystiskt universum.