Järn är viktigt för utveckling till liv på en planet

 

Järn är ett viktigt näringsämne som nästan alla former av liv kräver för att utvecklas och frodas. Järnets historia och betydelse går hela vägen tillbaka till bildandet av planeten Jorden, där mängden järn i jordens steniga mantel "sattes" av de förhållanden under vilka planeten bildades och fortsatte att ha stora konsekvenser för hur livet utvecklades. Nu har forskare vid University of Oxford upptäckt de troliga mekanismerna bakom vilket järn påverkade utvecklingen av komplexa livsformer något som kan användas för att förstå hur sannolika (eller osannolika) avancerade livsformer är på andra planeter.

 

I tidernas begynnelse var förhållandena på jorden optimala för att säkerställa att vatten stannade kvar på dess yta. Då järn löses upp över tid i havsvatten blev det lätt tillgängligt för enkla livsformer att börja utvecklas.

Syrenivåerna på jorden började stiga för ungefär 2,4 miljarder år sedan. En ökning av syre skapade en reaktion med järn vilket ledde till att det blev olösligt. Gigatons av järn hamnade  på land med vågors hjälp där det blev mycket mindre tillgängligt för att utveckla livsformer.

 

– Livet var tvunget att hitta nya sätt att få tag på det järn det behövde, enligt  medförfattaren till studien Hal Drakesmith, professor i järnbiologi vid MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, University of Oxford. " Till exempel är infektion, symbios och multicellularitet beteenden som gör det möjligt för livet att mer effektivt fånga och utnyttja detta knappa men livsviktiga näringsämne. Man kan anta sådana egenskaper skulle ha drivit tidiga livsformer att bli allt mer komplexa och utvecklas till livsformer av i dag."

 

Behovet av järn som drivkraft för evolution och därmed utveckling till en komplex organism som kan förvärva dåligt tillgängligt järn kan vara sällsynta eller slumpmässiga händelser. Detta ställer frågan av hur troligt komplexa livsformer kan vara på andra planeter.

 

"Ingen vet hur vanligt intelligent liv är i universum" säger Professor Drakesmith. Vår kunskap av förutsättningarna för möjligheten till enkla livsformer att utvecklas är otillräckliga i dag. Ytterligare urval och förståelse av stora miljöförändringar i det förflutna  kan behövas för att förstå hur livet på jorden hittade nya sätt att komma åt järn. Sådana tidsmässiga förändringar på en planet kan vara sällsynta eller slumpmässiga vilket innebär att sannolikheten för intelligent liv kan vara låg."

 

Numera vet vi hur viktigt järn är för livets utveckling och det kan hjälpa oss i sökandet efter lämpliga planeter som kan utveckla eller ha utvecklat liv. Genom att bedöma mängden järn i exoplaneters mantel kan det vara möjligt att begränsa sökandet efter exoplaneter som kan stödja livet.

 Det handlar dock om att förstå och på något vis undersöka manteln innehåll från vårt avstånd (min anm.). Om forskningens antagande om järnet ovan stämmer förklarar det att livet först uppstod i havet och därefter kröp upp på land och art för art genom evolutionen kunde leva där.

Bild från https://www.dreamstime.com/

GJ 367 b är den exoplanet med den minsta densitet vi känner till

 

I en ny studie, publicerad i tidskriften Science visar forskare att planeten GJ 367 b  som befinner sig 31 ljusår från jorden är den minst täta (minst densitet)  bland de nästan 5 000 exoplaneter (planeter utanför vårt eget solsystem) som är kända idag. Den har endast halva jordens massa. Storleken  är drygt 9 000 kilometer i diameter vilket innebär något större än Mars.

 

Teamet säger att upptäckten är ett steg framåt i sökandet efter en "andra jord" eftersom den visar att man numera kan bestämma egenskaperna även hos mycket små planeter.

Medförfattare till studien var Dr Vincent Van Eylen vid (UCL Mullard Space Science Laboratory) vilken sa: "I denna nya studie beräknades planetens storlek och massa med två metoder, som båda involverade analys av ljusförändring från planetens stjärna (sol). Den ena metoden var att mäta minutdoppet i avsänt ljus från stjärnan när planeten passerade framför den. Detta gjordes med hjälp av data från NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

Den andra metoden var att härleda planetens massa från den effekt den hade på stjärnans rörelse. Denna rörelse var liten enbart 80 cm per sekund. Gånghastigheten för en människa – så det är fantastiskt att vi kunde upptäcka denna lilla rörelse 31 ljusår bort”.

I studien medverkade 78 forskare med ledning av astronomer vid Institute of Planetary Research vid German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR).

 

Huvudförfattaren till studien Dr Kristine Lam, från DLR, sa: "Från den exakta bestämningen av dess radie och massa klassificeras GJ 367b som en stenig planet. Detta placerar den bland de jordlika planeterna och för forskningen ett steg framåt i sökandet efter en "andra jord".

 

GJ 367 b yttemperatur når 1500 grader Celsius – varmt nog för att smälta all slags sten och metall. Den kretsar runt sin stjärna GJ 367 på endast 8 timmar.

GJ 367  solen den kretsar runt är en röd dvärgstjärna ungefär hälften så stor som solen. Röda dvärgar är inte bara mindre utan också svalare än vår sol. Detta gör att  planeter blir lättare att hitta och karakterisera i system med en röd dvärgstjärna. Dessa röda dvärgar är bland de vanligaste stjärnobjekten i vårt kosmiska grannskap och därför lämpliga mål för exoplanetforskning.

 

Forskare uppskattar att runt dessa röda dvärgar kända som "klass M-stjärnor", kretsar i genomsnitt två till tre planeter som var och en är högst fyra gånger så stora som jorden.

Bilden är en illustration på planeten. Från https://www.freepressjournal.in/

I dvärggalaxen Leo I finns ett mycket stort svart hål.

 

Dvärggalaxen Leo I finns i riktning mot stjärnbilden Lejonet och är en av de närliggande dvärggalaxerna till Vintergatan.

Astronomer vid University of Texas vid Austins McDonald Observatory har där upptäckt ett ovanligt massivt, stort svart hål i centrum av Leo I. Detta svarta hål är nästan lika massivt som det svarta hål som finns i centrum av vintergatan. Fyndet kan ge  anledning att omdefiniera vår förståelse av hur galaxer utvecklas. Storleken på svarta hål som finns i centrum av alla galaxer (vad man antar i dag)  av alla storlek har inget samband med hur stor galaxen är.

Studien publicerades i ett nytt nummer av The Astrophysical Journal.

Teamet bestämde sig för att studera Leo I på grund av dess särdrag. Till skillnad från de flesta dvärggalaxer som kretsar runt Vintergatan innehåller Leo I inte mycket mörk materia (enligt teorin om att den finns vilket kan diskuteras (min anm.)).

 Forskarna analyserade enligt teoretiska beräkningar Leo I:s profil av mörk materia – det vill säga hur densiteten av mörk materia förändras från galaxens ytterkanter hela vägen in mot dess centrum. De gjorde detta genom att mäta gravitationens påverkan på närliggande stjärnor. Ju snabbare stjärnorna rör sig desto mer materia finns det innesluten (svart materia antas det då man ej kan se det som påverkar) i deras banor. I synnerhet ville teamet veta om tätheten av mörk materia ökar mot galaxens centrum. De ville också veta om deras mätningdata skulle matcha mot tidigare mätningar som gjorts med hjälp av äldre teleskops data i kombination med dessa nya datormodeller.

Vi lägger inte så stor vikt vid idén om svart materia vilken jag anser inte finns utan är en effekt vi ser från gravitation o vanlig materia (min anm.). Istället vill jag lägga till att ett större svart hål än man kan förvänta sig i en dvärggalax kan bero på att där en gång funnits flera små svarta hål som smält samman över tid och bildat ett stort. Alternaivt två mindre galaxer slagits samman.

Bild på galaxen Leo vilken framträder som en svag fläck till höger om den ljusa stjärnan Regulus vilken är den ljusstarkaste stjärnan i Lejonet.

De närmsta svarta parhålen från oss räknat.

 

NGC 7727 är en galax i stjärnbilden Vattumannen. Den har två galaktiska kärnor vart och en innehållande ett supermassivt svart hål vilka är separerade från varandra av ett avstånd på 1600 ljusår. Galaxen i sin helhet finns 76 miljoner ljusår bort från Vintergatan. De svarta hålen finns cirka 89 miljoner ljusår från jorden.

Även om detta kan tyckas avlägset slås det tidigare rekordet på 470 miljoner ljusår med ganska stor marginal och är därmed det parhål som finns närmst oss.

 

Paret i NGC 7727 finns i den minsta separation man hittat mellan två supermassiva svarta hål då de observerats vara bara 1600 ljusår ifrån varandra (i detta sammanhang ett kort avstånd).

 – Det är första gången vi hittar två supermassiva svarta hål som ligger så nära varandra, mindre än hälften av separationen av den tidigare rekordhållaren, säger Karina Voggel, astronom vid Strasbourgobservatoriet i Frankrike och huvudförfattare till studien som nyligen publicerades i Astronomy & Astrophysics. Voggel och hennes team kunde även bestämma massorna av de två objekten genom att analysera hur gravitationen hos de svarta hålen påverkar stjärnornas rörelse runt dem. Det större svarta hålet, som finns i centrum av NGC 7727, visade sig ha en massa av nästan 154 miljoner gånger solens medan dess följeslagares massa är 6,3 miljoner solmassor.

 

" Den lilla separationen och hastigheten hos de två svarta hålen som närmar sig varandra indikerar att de kommer att smälta samman till ett enda stort hål förmodligen inom de närmaste 250 miljoner åren", tillägger medförfattaren Holger Baumgardt, professor vid University of Queensland, Australien. Sammanslagning av svarta hål som dessa kan förklara hur de mest massiva svarta hålen i universum uppkommit.

Jag (min anm.) funderar på vad som kan ske om universum en gång börjar dras samman igen. Kan då de svarta hålen dra in all materia och smälta samman ett efter ett? Kan slutet då bli ett enda svart hål kvar av universum i sin helhet och detta då dras ihop än mer kanske bli så litet att det kan bli likt en punkt som man kan anta att allt var precis innan BigBang. Och då resultera i ett nytt BigBang och ett nytt universum?  

Bild på galaxen NGC 2117 där detta parhål finns. Text från bild ” Mer massiva svarta hål har en starkare gravitationskraft på stjärnorna runt dem, vilket gör att de rör sig snabbare vilket gör spektrallinjerna bredare på grund av rödförskjutningen från avståndet till NGC 7727”

Vela X-1 är en stark röntgenkälla där det har upptäckts en okänd radiovågskälla.

 

Vela X-1 är ett pulserande HMXB-system (High-MassX-Ray Binary)  Dubbelstjärnor som lyser i röntgenfältet genom att infallande materia från ex en neutronstjärna eller ett svart hål finns i närheten.

Ett internationellt team av astronomer utförde radioobservationer av en elektrisk båge i Vela X-1 röntgenstrålfältet med hjälp av MeerKAT-teleskopet. Ett radioteleskop som består av 64 antenner och som finns i Norra Kapprovinsen i Sydafrika. 

 

Observationskampanjen ledde till upptäckten av radioutsläpp från denna källa vilken man tidigare bara upptäckt röntgen från. Upptäckten beskrivs i en artikel som publicerades den 19 november i 2021 i arXiv.org.

Vela X-1 är ett skinande högmassa-röntgenobjekt (HMXB) system bestående av en neutronstjärna och enstor stjärna HD 77581konstellationen befinner sig 5200 ljusår från oss i riktning mot stjärnbilden Seglet. HD 77581 har en omloppsbana runt neutronstjärnan vilket orsakar en stark stjärnvind som  ger effekten av en bågchock när den interagerar med det interstellära mediet. Detta gör Vela X-1 till en av endast två HMXB:er som är kända för att avge en bogchock.

Hittills har bågchocker i Vela X-1 endast upptäckts i kortvågsbandet i väte-alfa bilder och i infrarödsfälts-observationer. Men nu rapporterar en grupp astronomer ledda av Jacob van den Eijnden vid University of Oxford i Storbritannien även radiovågor från denna källa. Upptäckten gjordes som en del av ThunderKAT Large Survey Project med MeerKAT vars syfte är att utföra radiovågsobservationer av aktiva röntgenkällor som ex katastrofala variabler i supernovor och gammastrålningsutbrott.

"Vela X-1 observerades med MeerKAT-teleskopet den 25/09/2020, 27/09/2020 och 11/10/2020. I långvågsbandet i teleskopet avvändes (856-1712 MHz; det rapporterades vid centrumfrekvensen 1 , 3 GHz) från mottagaren som användes med korrelation konfigurerad till att visa 32,768 kanaler med 8 sekunders integrationstid per siktpunkt. 59, 61 och 60 antenner i matrisen användes för de tre observationerna," förklarade forskarna.

Vid MeerKAT- observationerna upptäcktes 1,3 GHz radioutsläpp från bogchocken, vilket gör det till den första radiobågschock som identifierats i ett röntgenutsläpp.

Här behövs mer forskning för att förstå mer om detta fenomen (min anm.).

Bild pxhere.com.

Förbindelsen mellan två av spiralarmarna i vintergatan

 

Ett team av forskare från Tyskland, Frankrike och Storbritannien har nyligen upptäckt en lång tunn, tät, glödande gastråd  som förbinder två av Vintergatans spiralarmar. I en artikel publicerad i The Astrophysical Journal Letters beskriver gruppen sitt arbete med att studera kolmonoxidgas i Vintergatan. Tidigare forskning har visat att galaxer därute har något som benämns fjädrar - långa gasfilament som från jorden ser ut som fjädrar. Studier efter något liknande i vår galax är svårt att göra då vi befinner oss i den. Först nu har en sådan tråd upptäckts.

I arbetet studerade forskarna koncentrationer av kolmonoxidgas i data från APEX-teleskopet i San Pedro de Atacama i Chile. De hittade då koncentrationer av detta vilket var något som missats tidigare och efter att ha sett närmare på upptäckten förstod man att det var en del av en stor gasformation som sträckte sig från nära galaxens centrum och utåt och resulterade i förbindelse mellan två av de spiralarmar som ger galaxen dess utseende. Se youtube film som visar hur det ser ut här. 

Forskarna namngav fenomenet till Gangotri-vågen. Ett namn som är en hyllning till den massiva glaciär (Gangotri glacier) vars smältning ger upphov till Ganges River (i Indien). De har också uppskattat vågens massa till ungefär nio miljoner solar. (vad de ser för sammanhang med denna glaciär och gasvågen förstår jag inte)

Forskarna fann att Gangotri-vågen har en unik och intressant egenskap genom att den inte är så rak som förväntat. Istället sicksackar den fram och tillbaka längs sin längd i ett mönster som liknar en sinusvåg. Forskarna kan inte förklara det märkliga fenomen men noterar att något slags  kraft måste vara i spel - en kraft som sannolikt kommer att vara i fokus för många kommande forskningsinsatser.

Tips på kraften är gravitation (min anm.).

Bild från https://www.lonelyspeck.com/ ut i vintergatan dock framgår det inte vilket observatorium som avbildats.

Nya rön om aktivitet i den största kometen i solsystemet

 

Kometen C/2014 FN271 (Bernardinelli-Bernstein) har sitt ursprung i Oorts kometmoln. Kometen upptäcktes av astronomerna Pedro Bernardinelli och Gary Bernstein genom deras studier av bilder från Dark Energy Survey under oktober 2014 då kometen befann sig 29 AU (4,3 miljarder km) från solen. Ett avstånd som är det största en komet har upptäckts från. Under 2021 har dess kurs närmat sig solen. Som närmst kommer den Saturnus bana och i januari 2031.

Kometen är den största som vi känner till som kommit ur Oorts kometmoln. 

Den kommer inte att vara synlig för blotta ögat eftersom den inte kommer in i det inre av solsystemet. Kometen är den största komet som upptäckts i modern tid och en av de mest avlägsna kometerna som upptäcks med koma vilket innebär att is inuti kometen avdunstar och bildar ett skal av damm och ånga runt kometens kärna redan på detta avstånd. Vanligast sker inte detta förrän en komet närmar sig solen.

I en ny studie gjord av astronomer vid University of Maryland visas att kometen var aktiv långt innan man tidigare trott den skulle kunna bli detta vilket innebär att isen i den avdunstade och skapade ett skal av damm och ånga som kallas koma lång innan den närmade sig solen. Som komet är den och utan jämförelse. 100 -200 km i diameter och cirka 1000 gånger mer massiv än en typisk komet.

Aktiviteten som bevisligen finns där kommer att hjälpa astronomer att avgöra vad den består av och ge insikt i förhållandena vid bildandet av vårt solsystem. Studien publicerades i The Planetary Science Magazine den 29 november 2021.

Bild från vikipedia på kometen C/2014 FN271 ( Bernardinelli-Bernstein)