Mystiska radiostrålscirklar i universum

 

Inom astronomin är en udda radiocirkel (ORC) ett stort, mystiskt astronomiskt objekt som sänder radiovågor är nästan cirkulärt och ljust längs kanterna.

2019 såg astronomen Anna Kapinska igenom data från CSIRO:s Australian Square Kilometre Array Pathfinder för att leta efter ovanligheter som radioteleskopet kan ha upptäckt. Hon började samla ihop en lista och gjorde en inventering av kosmiska underligheter ex ovanliga objekt och upptäckte en svag, spöklik cirkel ungefär en miljard ljusår från jorden. Några dagar senare undersökte en annan astronom, Emil Lenc, igenom samma data - och hittade då en andra cirkel. Forskarna namngav dessa objekt " udda radiocirklar" eller ORCs.

Lenc flaggade sitt fynd tillsammans med Ray Norris, en astrofysiker vid Australiens högsta vetenskapliga organ, CSIRO, och Western Sydney University, och lade upp bilden av ORC på sin datorskärm. Den såg ut som resterna av en supernova. Den struktur som finns kvar när en stjärna exploderat men data passade inte in i detta.

 

– Ganska snabbt insåg vi att det här var något helt annat, säger Norris. "Något helt nytt." Det som gör dem intressanta är det faktum att de bara är synliga för radioteleskop. Cirklarna ses inte i röntgenteleskop som NASA:s Chandra, eller i infraröda våglängder som de som undersöks av James Webb.

Sedan dess har forskarna hittat och beskrivit fem olika ORC:s alla vid liknande regioner av rymden. ORC1 som först upptäcktes av Lenc är huvudämnet i en ny artikel, som snart publiceras (kanske redan gjorts) i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Här beskrivs att vid den senaste studien användes MeerKAT som drivs av South African Radio Astronomy Observatory, för att undersöka fysiken i ringen.

Teleskopmatrisen i MeerKAT består av 64 antenner som lyssnar efter radiosignaler från rymden kan fokusera på ORC1 med mycket större detaljskärpa än vad ASKAP kunde.

Det gör det möjligt för forskarna att bestämma polarisering, vilket är viktigt för att förstå fenomenets magnetfält. Men ännu har dessa teleskops arbeten inte löst mysteriet med dessa fenomens existens. Varför de finns, vad de är och varför?

Norris har dock en personlig favoritförklaring. Han tror att ORC:s är chockvågor efter sammanslagning av supermassiva svarta hål i en extremt avlägsen galax. Radiocirkeln är en expanderande gasbubbla som interagerar och exciterar elektroner vid dess gräns och då skapas de svaga signaler som ses av teleskop på jorden. Om denna monolitiska kollision utlöste en ORC skulle vi förvänta oss att se supermassiva svarta hål i deras centrum. – Och det gör vi, säger Norris. Faktum är att av de fem ORC;s som beskrivits hittills har tre svarta hål i mitten. (så sökning bör göras mycket noga i de övriga två efter ett svart hål. Om dessa finns kan ovan vara en förklaring (min anm.).

En annan teori är att ORC;s skapas ur en "sjärnbildningschock.". För en tid sedan upplevde den centrala galaxen i ORC1 en period av enorm stjärnbildningstakt och exploderande aktivitet. – När alla dessa stjärnor bildas i mångfald får man ett stort övertryck av gas i galaxen och det sker en explosion, säger Norris. Detta, säger Norris kan orsaka en radiostrålcirkel som liknar de som observerats av ASKAP och MeerKAT. Men än så länge förklarar inget av scenarierna säkert vad  en ORC  är - de kan vara något helt annat. Av de fem ORCs som hittills upptäckts verkar ORC2 och ORC3 vara lite annorlunda. De finns nära varandra och kan ha ett samband.

Mysteriet är inte löst men jag tror första alternativet är rätt tolkning under förutsättning av att man finner svarta hål i de två där dessa fattas (min anm.)

Bild vikipedia på Australien Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) radioteleskopmatris.

Ett moln av skräp i universum

 

De flesta planeter och månar i vårt solsystem  formades genom kollisioner av materia tidigt under solsystemets historia. Genom att slås ihop kan steniga kroppar ackumulera mer material öka i storlek eller brytas isär till bitar.

Astronomer har använt data från NASA:s numera pensionerade rymdteleskop Spitzer för att finna bevis i dess insamlade datamängd av kollisioner av detta slag runt unga stjärnor där planeter bildas. Observationerna gav dock inte många bevis på sammanslagningar eller storleken av material där.

I en ny studie i Astrophysical Journal rapporterar dessa  astronomer som leddes av Kate Su vid University of Arizona de första observationerna i ett skräpmoln  framför en stjärna där ljuset vid passagen då kort blockerades. Astronomer kallar det för en transitering.

Tillsammans med kunskap om stjärnans storlek och ljusstyrka gjordes observationerna det möjligt för forskarna att bestämma molnets storlek kort efter kollisioner och uppskatta storleken på de objekt som kolliderade och hur snabbt molnet skingrades.

Det var  2015 ett team lett av Su de började göra rutinmässiga observationer av en 10 miljoner år gammal stjärna som heter HD 166191. 

 Runt stjärnan har damm som blivit över vid dess bildande klumpat ihop sig och bildat sten i skilda storlekar vilka kan bli början till framtida planeter. Då gasen som tidigare fyllde utrymmet mellan dessa objekt har skingrats ses kollisioner mellan stenar lättare och blir vanligare. I sökandet efter bevis på någon kollision runt HD 166191 använde teamet data från Spitzer för att genomföra mer än 100 observationer under 2015 och 2019.

Spitzer sökte i det infraröda vågfältet som är något längre än vad mänskliga ögon kan se. Infrarött är idealisk för att upptäcka damm inklusive skräp som skapas vid protoplanetkollisioner.

I mitten av 2018 upptäckte Spitzer att HD 166191-systemet blev betydligt ljusare vilket tydde på en ökning av skräpproduktion. Under den tiden upptäckte Spitzer då ett skräpmoln som blockerade stjärnans ljus. Genom att kombinera Spitzers observation av transiteringen med observationer av teleskop på marken kunde teamet härleda storleken och formen av skräpmolnet.

Molnet upptäcktes vara långsträckt och täckte ett uppskattat område minst tre gånger större än stjärnan. Mängden infrarött ljus från det tyder dock på att endast en liten del av molnet passerade framför stjärnan och att skräpet täckte ett område hundratals gånger större än stjärnans (i uttunnad form).

För att konstruera ett så stort moln måste objekten vid huvudkollisionen ha varit lika stora som dvärgplaneter som ex Vesta i vårt solsystem – ett objekt som är 530 kilometer i diameter och som finns i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter.

Den första sammandrabbningen genererade tillräckligt med energi och värme för att förånga in en del av materialet. Det utlöste också en kedjereaktion av stötar mellan fragment från den första kollisionen och andra mindre kroppar i systemet vilket sannolikt skapade dammolnet.

Under de närmaste månaderna växte dammolnet i storlek uttunnades och blev mer genomskinligt vilket indikerar att damm och annat skräp snabbt spred sig över hela stjärnsystemet. 2019 var molnet som passerade framför stjärnan inte längre synligt men systemet innehöll dubbelt så mycket damm som det hade tidigare. Denna upptäckt kan enligt studiens författare hjälpa forskare att testa teorier om hur planeter som jorden bildas och växt till i storlek.

"Genom att se på dammiga skräpskivor runt unga stjärnor kan vi se tillbaka i tiden och de processer som kan ha format vårt eget solsystem", säger Su. "När vi lär oss mer om resultatet av kollisioner i dessa system kan vi också få en bättre uppfattning om hur ofta steniga planeter bildas runt stjärnor."

Bild vikipedia på Spitzerteleskopet som fann molnet. Spitzerteleskopet  tidigare Space Infrared Telescope Facility (SIRTF)) söker över rymden i det infraröda sökfältet,  Det  sköts upp 2003, det fjärde och sista av NASA:s Stora Observatorier. År 2009 tog tillförseln av flytande helium slut, och sedan dess är teleskopet inte lika nedkylt och kan inte fotografera de längsta våglängderna.

Sju bra platser att söka efter liv på i vårt solsystem

 

Om mänskligheten någonsin ska hitta liv på en annan planet i solsystemet är det förmodligen bäst att veta var man ska leta. Många forskare har ägnat många, många timmar åt att fundera över just den frågan och många har kommit med motiverin för att stödja en viss plats i solsystemet som den mest sannolika att ha potential att hysa liv som vi känner det. Men platserna skiftar och har skiftat.

 Nu har ett team lett av Dimitra Atri från NYU Abu Dhabi utarbetat en metod för att rangordna de intressanta platserna att söka på. Metoden, som publicerades i ett nytt preprintpapper i arXiv, är inriktad på en ny variabel - Microbial Habitability Index (MHI). MHI är tänkt att mäta hur livsmöjlig en specifik miljö är för de olika typer av extremofiler som finns på extrema platser här på jorden.  (Organismer som utmärker sig på så sätt att de lever eller överlever under extrema livsförhållanden som är skadliga för de flesta liv på jorden (min anm.).

De platser som r togs fram som möjligast för liv är Mars, Europa, Enceladus, Titan, Ganymedes, Callisto och Pluto.

Mars forskare har visat att Mars har ett något jordliknande klimat med 120 000 års mellanrum och då rinnande vatten. Detta beror på att Mars axel tidvis lutar mycket kraftigt och stora mängder is då smälter vid polerna. Att liv kan finnas här i någon form eller ha funnits är inte omöjligt.

Europa är Jupiters fjärde största måne. Den tycks vara täckt av is, vilket skulle förklara varför den nästan helt ses sakna kratrar. Under istäcket tror man att ett det finns vatten (och kratrar). Ett hav av framför allt vatten.

Enceladus är en av Saturnus månar. Här finns bergsklyftor, slätter, veckad terräng och andra deformationer av ytan som pekar på att månen fortfarande kan ha ett flytande innandöme. Nytagna bilder visar formationer som är slående lika de i Europas yta och det kan tyda på att månen har stora hav under den frusna ytan.

Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet och i storlek större än planeten Merkurius dock har Titan lägre densitet. Den består till hälften av fruset vatten och till hälften av olika bergarter. Månen är förmodligen uppdelad i flera lager med en 3400 kilometer tjock kärna av bergarter som omges av flera lager bestående av olika former av iskristaller. Titans inre kan fortfarande vara varmt. Titan är den enda kända månen med en fullt utvecklad atmosfär som består av annat än spårgaser Titans atmosfär är tätare än jordens med ett tryck vid ytan som är mer än en och en halv gånger högre. Atmosfären består till 98,4 % av kväve – den enda kväverika atmosfären i solsystemet förutom jordens – de resterande 1,6 % består av metan med endast spår av andra gaser som kolväten, argon, koldioxid, kolmonoxid, vätecyanid och helium. Här finns sjöar bestående av etan och metan. Sjöarna uppskattas vara upp till 200 meter djupa.

Ganymedes är den största av Jupiters många månar och den största månen i hela solsystemet. Ganymedes densitet är  1,936 g/cm3 vilket tyder på att den består av sten och vatten (främst i form av is). Ganymedes är den enda månen i solsystemet som är känd för att ha en magnetosfär.

Callisto är den åttonde i storlek av Jupiters kända månar och den näst största endast något mindre än Merkurius. Callisto består till ungefär 40 % av is och 60 % av sten och järn. Callisto består av ungefär lika stora mängder berg och is. Dess densitet är ca 1,83 g/cm3 vilket är den lägsta densiteten och ytgravitationen hos Jupiters större månar. Här finns vattenis, koldioxid, silikater och organiska föreningar. Analys av mätningar och bilder från Galileo-rymdfarkosten som besökte månen 2001 visade att Callisto kan ha en liten silikatkärna och eventuellt ett underjordiskt hav av vatten på ett djup större än 100 km under ytan.

Pluto är en dvärgplanet i Kuiperbältet tidigare benämnd planet. Det är möjligt att en uppvärmning i dess inre existerar som misstänks ske genom radioaktivitet och därigenom kan ett underjordiskt hav av vatten finnas på ett djup av100 till 180 km under ytan.

Bild från vikimedia på så kallade extremofiler. Här visas hypertermofila organismer färgar en varm källa i Yellowstone nationalpark i bjärta färger.

Asteroiden 2022 EB5 överraskade jorden den 11 mars

 

Apollo-asteroiderna kallas en kategori av jordnära asteroider. En av dessa träffade jordens atmosfär över Norska havet innan den upplöstes i här  den 11 mars 2022. Den kom oupptäckt och tidigare okänd som en överraskning från ovan. Astronomer förstod dock att den var på kollisionskurs och förutsåg exakt var och när kollisionen skulle inträffa. Men enbart två timmar innan den upptäcktes och därefter slog ner.

Detta rapporterade K. Sarneczky vid Piszkéstető-observatoriet i norra Ungern där man först observerade objektet vid Minor Planet Center – det internationellt erkända clearinghuset för positionsmätningar av små himlakroppar. Objektets bana och nedslag publicerades på Minor Planet Centers hemsida 

NASA:s "Scout" konsekvensbedömningssystem var först med dessa  tidiga mätningar och beräknade banan för 2022 EB5. Så snart Scout visat att 2022 EB5 skulle träffa jordens atmosfär, larmade systemet Center for Near Earth Object Studies (CNEOS)  och NASA: s Planetary Defense Coordination Office och flaggade därefter objektet på Scouts. Scout underhålls av CNEOS vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och söker automatiskt igenom Minor Planet Centers databas efter asteroider på kollisionskurs med jorden. CNEOS beräknar varje känd jordnära asteroidbana för att förbättra konsekvensbedömningar till stöd för Planetary Defense Coordination Office.

 

"Små asteroider likt 2022 EB5 finns i stort antal och de träffar atmosfären ganska ofta – ungefär en gång var tionde månad", säger Paul Chodas, chef för CNEOS på JPL. "Men väldigt få av dessa asteroider har faktiskt upptäckts i rymden och observerats före nedslaget då de är små och fram till de sista timmarna innan nedslag och ett teleskop måste observera precis rätt plats av himmel vid rätt tidpunkt för att de ska upptäckas." Just denna var enbart ca 2 meter i diameter (min anm.)

En större asteroid med risk för kollisionspotential skulle upptäckas mycket tidigare och längre från jorden. NASA:s mål är att hålla reda på sådana asteroider och att beräkna deras banor för att helst få års varsel före en potentiell kollision.

2022 EB5 är den femte lilla asteroiden som upptäcks i rymden innan den nådde jordens atmosfär. Den första asteroiden som upptäcktes och spårades långt innan den träffade jorden var 2008 TC3, som gick in i atmosfären över Sudan och bröts upp i oktober 2008. Den 4 meter breda asteroiden spred hundratals små meteoriter över den nubiska öknen. När undersökningar blir mer sofistikerade och känsliga kommer fler av dessa ofarliga föremål att upptäckas innan de kommer in i atmosfären.

Bild vikipedia på Apolloasteroiden 2022 EB5  (visas grön). Solen är i centrum, med planeterna Merkurius (grå), Venus (svart), jorden (blå), och Mars (röd).

Misstaget uppdagades tre exoplaneter var stjärnor

 

De första världarna bortom vårt solsystem upptäcktes för tre decennier sedan. Sedan dess har nästan 5 000 exoplaneter bekräftats i vår galax. Astronomer har utöver det upptäckt ytterligare ca 5 000 planetariska kandidater – objekt som kan vara planeter men ännu inte har bekräftats som detta. Listan över planeter har nu krympt med minst tre. 

I en studie som publicerats i Astronomical Journal rapporterar MIT-astronomer  att tre, potentiellt fyra planeter som ursprungligen upptäckts av NASA: s Kepler rymdteleskop är felklassificerade. Istället är dessa sannolikt små stjärnor. Teamet använde uppdaterade mätningar för att dubbelkontrollera det som man trodde  planeternas storlek och upptäckte då att tre av dessa är  för stora för att vara planeter. Med nya och bättre uppskattningar av stjärnegenskaper fann forskarna då att de tre objekten, kända som Kepler-854b , Kepler-840b  och Kepler-699b uppskattas vara mellan två och fyra gånger större än Jupiter.

"De flesta exoplaneter är av Jupiter-storlek eller mindre. Två gånger [storleken] Jupiter är redan misstänkt. Större än så kan inte vara en planet har vi tidigare konstaterat säger studiens huvudförfattare Prajwal Niraula, graduate student in MIT's Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences. 

En fjärde planet, Kepler-747b  är ungefär 1,8 gånger Jupiters storlek vilket kan jämföras med de allra största bekräftade planeterna. Kepler-747b planetariska status, avslutar teamet, är misstänkt men inte helt osannolik. Arbetet med att hitta fler exoplaneter som bör vara stjärnor fortsätter.

Bild vikipedia på Keplerteleskopet som togs ur bruk 2018 efter att bränslet tagit slut efter 9 år av exoplanetsökande.

Ett halo i Fornaxklustret av galaxer

 

Fornaxhopen är en galaxhop i stjärnbilden Ugnen. Dess centrum befinner sig 65 miljoner ljusår från jorden. Här finns Fornaxgalaxen en elliptisk dvärggalax. Nyligen har ett team av astronomer ledda av Yanbin Yang vid Parisobservatoriet i Frankrike undersökt Fornaxgalaxens stjärnstruktur över ett relativt stort område (400 kvadratgrader). Detta gjordes från Gaia-insamlingen från ESA (stjärnkartor) vilkas datakvalitet möjliggjorde full täckning av och korrekta rörelsemätningar. Huvudsyftet med studien var att utforska omfattningen av den röda jättegrenen (RGB) stjärnpopulationen i denna galax.

 

"I denna studie presenterar vi en fallstudie om Fornax, med Gaia EDR3 [Early Data Release] publicerad i december 2020. Tack vare dess homogena täckning och datakvalitet kan vi utforska data över ett mycket stort område. Både täckning och kalibreringar över stora fält är svårigheter för markbaserade observationer och mosaikliknande observationer på dSphs," förklarade forskarna.

Studien identifierade en brytning i densitetsprofilen för Fornax vilket avslöjade en betydande komponent i denna galax som liknar ett stjärnhalo på grund av dess nästan symmetriska morfologi. Den sträcker sig utåt till 17600 ljusår och dess massa uppskattas till cirka 10 procent av galaxens massa. Något som ger indikationer på att Fornax-galaxen kan sträcka sig ännu längre ut i universum.

Astronomerna antar att den förlängda stjärnhallon kan bero på en tidigare stor expansionstakt av stjärnor i Fornax. Detaljerad numerisk modellering kommer dock att krävas för att bekräfta denna hypotes. Forskarna tillade att ett sådant scenario förutsätter att Vintergatans halo är eller var fyllt av diffus och joniserad gas i det som kallas det cirkumgalaktiska mediet (CGM) historiskt. Något som inte bevistats.

Forskarna noterade att deras upptäckt kan få konsekvenser för vår förståelse av andra dvärggalaxer av liknande slag i Vintergatan.

Bild vikipedia. VLT (Very Large Telescop ESA teleskop i Chile) Undersökning teleskopbild av Fornax Galaxkluster.

Comet 67P visar på förekomsten av syre.

 

67P/Churyumov-Gerasimenko är en komet i vårt solsystem. På denna landade den 12 november 2014 den obemannade ESA-rymdsonden Rosettas landare Philae och blev därmed det första människoskapade föremål som landat på en komet.

Rosetta upptäckte rikligt med molekylärt syre som läckte ut från kometen vilket förbryllade forskarna. Detta hade de aldrig sett ske från en komet tidigare. Konsekvenserna blev att forskare nu fick ta hänsyn till detta vilket innebar att ompröva allt de trodde att de redan visste om kemin i det tidiga solsystemet och hur det bildats.

Men en ny analys med ledning av planetforskare Adrienn Luspay-Kuti vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland, visas dock att Rosettas upptäckt kanske inte är så uppseendeväckande som forskarna först ansåg. Istället tyder upptäckten på att kometen har två inre reservoarer som får det att verka som om det finns mer syre här än vad som faktiskt finns.

"Det är en illusion", säger Luspay-Kuti. "I verkligheten har kometen inte ett högt syre-överflöd utan förklaringen är att ackumulerat syre fastnat i de övre lagren av kometen som släpps ut allt på en gång på grund av uppvärming vid närmande till solen och reaktion från vattenis. Även om det på jorden är vanligt med molekylärt syre (två syreatomer dubbelt kopplade till varandra) är det ovanligt i universum.

Molekylärt syre binder snabbt till andra atomer och molekyler och då speciellt till de universellt rikliga atomerna väte och kol. Syre förekommer endast i små mängder i några molekylära moln därute. Detta faktum fick många forskare att dra slutsatsen att syre i den protosolära nebulosa som bildade vårt solsystem troligen hade plockats upp på liknande sätt som väte och kol.

När Rosetta fann syre som steg ut ur kometen 67P vändes dock allt på huvudet. Ingen hade upptäckt syre i en komet tidigare och som den fjärde mest rikliga molekylen i kometens ljusa koma (efter vatten, koldioxid och kolmonoxid) behövde detta en förklaring. Syret tycktes lossna från kometen med hjälp av vatten vilket fick många forskare att misstänka att syret antingen var urtida - vilket innebar att det blev bundet med vatten vid solsystemets födelse och samlats i kometen när den senare bildades - eller bildats av vatten efter att kometen hade bildats.

Som rapporterats i deras studie, publicerad 10 mars i Nature Astronomy, fann teamet att när södra halvklotet vände sig bort och var tillräckligt långt från solen försvann länken mellan syre och vatten. Mängden vatten som kom från kometen sjönk så snabbt att syre verkade starkt kopplat till koldioxid och kolmonoxid, något kometen fortfarande släppte ut. Teamet föreslog då att kometens syre inte kommer från vatten utan från två reservoarer: en innehållande syre, kolmonoxid och koldioxid djupt inne i kometens steniga kärna; och en grundare ficka närmare ytan där syre kemiskt kombineras med vattenismolekyler.

Idén är: En djup reservoar av syre, kolmonoxid och koldioxidis avger ständigt gaser eftersom syre, koldioxid och kolmonoxid alla förångas vid mycket låga temperaturer. När syret passerar ur kometens inre på sin väg mot ytan tränger en del av det kemiskt in i vatten-isen (en viktig beståndsdel i kometens kärna) och bildar då en andra grundare syrereservoar. Men vattenis förångas vid en mycket högre temperatur än syre  så tills solen värmer ytan tillräckligt och förångar vattenisen kommer syret därför  ingenstans.

Det innebär  att syre kan ackumuleras i denna grunda reservoar under långa tider tills kometytan värms upp tillräckligt (när kometen kommer nära nog solen) för att vattenisen ska förångas vilket då frigör en plym som är mycket rikare av syre än vad som faktiskt fanns från början i kometen.

"Med andra ord återspeglar syreförekomsterna som mäts i kometens koma inte nödvändigtvis dess överflöd i kometens kärna", förklarade Luspay-Kuti.

Luspay-Kuti säger att hon vill undersöka ämnet djupare genom att undersöka kometens mindre molekylära innehåll av ex metan och etan och dess korrelation med molekylärt syre. Hon misstänker att detta kan  hjälpa forskare att få en bättre uppfattning om vilken typ av is som syret införlivades i.

"Du måste fortfarande komma på ett sätt att införliva syret i kometen", sa Luspay-Kuti, med tanke på att mängden syre fortfarande är högre än vad som ses i de flesta molekylära moln. Men hon sade att hon förväntade sig att en majoritet av forskarna ska välkomna studien och dess slutsatser med en lättnadens suck. 

Forskare  slipper nu omtolka universums födelse och nutid se ovan i inlägget (min anm.).Men visst behövs kompletterande analyser för att säkert veta hur syre kom in eller inte kom in i kometen.

Bild på kometen från vikipedia.