Hubble ger oss ny kunskap om massiva svarta håls begynnelse.

 

Astronomer har identifierat ett snabbt växande svart hål i det tidiga universum. Fyndet är  en avgörande "saknad länk" utifrån unga stjärnbildande galaxer och de första supermassiva svarta hålen.

Hålet har fått beteckningen GNz7q och det har undgått upptäckt  fast det finns i ett av de bäst studerade områdena i skyn. Upptäckten ingår i projektet Great Observatories Origins Deep Survey-North (GOODS-North)fältet. 

Äldre Hubble-data hjälpte teamet att fastställa att GNz7q existerade bara 750 miljoner år efter BigBang. Fyndet gjordes då Hubble hittade en kompakt källa av ultraviolett (UV) och infrarött ljus som inte kunde orsakats av utsläpp från galaxer men däremot överensstämde med den strålning som förväntas då materia faller ner på ett svart hål.

I teorin det länge ansetts att det finns snabbt växande svarta hål i dammiga, tidigt stjärnbildande galaxer men först nu har någon hittats och observerats.

"Vår analys tyder på att GNz7q är det första exemplet på ett snabbt växande svart hål i den dammiga kärnan av en starburstgalax (en galax med en exceptionellt hög, närmast explosionsartad, produktionstakt av nya stjärnor jämfört med skeendet i galaxer av i dag. ", förklarade Seiji Fujimoto, astronom vid Niels Bohr-institutet vid Köpenhamns universitet och huvudförfattare till en rapport publicerad  tidskriften Nature där man beskriver upptäckten. "Objektets egenskaper över det elektromagnetiska spektrumet överensstämmer med förutsägelser från teoretiska simuleringar."

Ett av astronomins enastående mysterier idag är: Hur kunde supermassiva svarta hål, som väger miljontals till miljarder gånger solens massa, bli så enorma så snabbt efter BigBang?

Aktuella teorier förutspår att supermassiva svarta hål börjar sin existens i de dammrika kärnorna i kraftigt stjärnbildande "starburst" galaxer i gas och damm och de framträder som extremt lysande kvasarer ( extremt ljusstarkt och avlägsen aktiv galaxkärna.).

Teamet tror att GNz7q kan vara en saknad länk mellan dessa två klasser av objekt. GNz7q har båda kännetecknen av som förväntas av denna länk i en dammig starburstgalax där den är (och  som en kvasar) där kvasarljuset ses som ett rött sken i  damm. Dessutom saknar GNz7q olika funktioner som vanligtvis observeras i typiska, mycket lysande kvasarer (motsvarande utsläppen från accretion-skivan i det supermassiva svarta hålet), vilket sannolikt förklaras genom att det centrala svarta hålet i GN7q fortfarande är i en ung och mindre massiv fas. Dessa egenskaper matchar perfekt med den unga, övergångsfaskvasaren som har förutspåtts i simuleringar, men aldrig identifierats tidigare på någon plats.

"GNz7q ger en direkt koppling mellan dessa två sällsynta skeenden och ger ny kunskap i att förstå den snabba tillväxten av supermassiva svarta hål under universums tidigaste tid", fortsatte Fujimoto. "Vår upptäckt är ett exempel på prekursorer till de supermassiva svarta hål vi observerar vid senare epoker."

Andra tolkningar av teamets data  kan dock inte uteslutas helt. Men av de observerade egenskaperna hos GNz7q ses de som starkt överensstämmelse med teoretiska förutsägelser.

Den som önskar fördjupa sig i ämnet som beskrivs här se denna länk. 

Bild vikipedia på en modell av hur ett svart hål framför Vintergatan skulle se ut. Det svarta hålet har 10 solmassor ses här från ett avstånd på 600 km. För att upprätthålla detta avstånd krävs en motacceleration på omkring 400 miljoner g.

Dementi om ett trestjärnsystem med en planet

 

Söndag 24 juli 2016 beskrev jag ett solsystem bestående av tre solar där en planet hade sin bana. Men nu dementeras detta.

Ett internationellt forskarlag som publicerade en artikel i tidskriften Science 2016 där de beskrev sin upptäckt av en exoplanet i ett solsystem med tre stjärnor har nu tagit tillbaka den rapporten.  I den ursprungliga uppsatsen beskrev teamet sitt arbete där man studerat trippelstjärniga systemet HD 131399.

De såg vad de ansåg var en exoplanet ungefär fyra gånger så stor som Jupiter. De noterade också dess uppenbara udda omloppssystem - planeten verkade kretsa kring en av stjärnorna i trippelstjärnsystem medan de andra två stjärnorna fanns längre bort.

Efter publiceringen av uppsatsen 2017 fann dock ett annat internationellt forskarlag bevis som tyder på att det man sett inte var en planet utan ett bakgrundsobjekt eventuellt en dvärgstjärna längre bort i bakgrunden. De noterade vidare i sin artikel publicerad i The Astronomical Journal, att objektet mycket mer sannolikt var något som rörde sig ovanligt snabbt i bakgrunden i en bana som sammanföll med stjärnsystemet HD 131399.

Fyndet fick det ursprungliga teamet att ta en ny titt på sitt tidigare arbete och observera stjärnsystemet HD-131399 under en längre tid. Detta gjorde det möjligt för dem att fånga bilder av stjärnsystemet i rörelse. De upptäckte "en tydlig parallaxskillnad mellan objektet och HD 131399"-  vilket bekräftade att ljuset från vad de 2016 hade trott  vara en planet kom mycket längre bortifrån än ljuset från stjärnorna i trippelsystemet  och uteslöt därför möjligheten att ljuset var från en planet i trippelsystemet. Det var i stället helt säkert från något mycket längre bort i den avlägsna bakgrunden. En stjärna därbortom.

Det är lätt att misstag inom alla områden (min anm.). Men en eloge till dessa forskare som gjorde om sitt arbete och erkände sitt misstag alla skulle inte gjort detta.

Bild vikipedia. Konstnärs intryck av HD 131399 Ab, innan det visade sig vara en bakgrundstjärna.

Att skapa än större spegelteleskop

 

Rymdteleskopet Hubble och Grace Roman teleskop har båda en primär spegel på 2,4 meter medan James Webb Space Telescope har en enorm 6,5 meter primär spegel. Ju större spegeln är desto mer ljus samlas in vilket innebär att vi kan se längre tillbaka i tiden för att observera stjärn- och galaxbildning, avbilda exoplaneter direkt och försöka räkna ut vad mörk materia är.

Men processen för att skapa en spegel är svår och tar tid. Det finns gjutningsmetoden för att få den grundläggande formen. Med denna metod måste glaset härdas genom uppvärmning och därefter långsamt kylas ned. Därefter måste glaset slipas och poleras till en perfekt form, testas och sedan ska linsen till slut läggs på. Detta förfarande är vad som görs då mindre linser konstrueras men otillräckligt vid tillverkning av större linser.

Numera funderas över att använda vätskor och att konstruera linser i rymden som är 10x-100x större än dagens. Den tid det skulle ta att tillverka dessa därute skulle bli betydligt kortare än tillverkningen av en glasbaserad lins på jorden.

 

FLUTE, eller Fluidic Telescope Experiment kallas ett experiment som drivs under ledning av Edward Balaban, forskare vid Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley. Bland deltagarna i experimentet finns även forskare från Ames vid Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, tillsammans med forskare från Technion, Israeli Institute of Technology.

 

Målet är att möjliggöra tillverkning av vätskelinser i rymden som inte bara är större än deras glasmotsvarigheter utan också har minst lika hög kvalitet eller (och) bättre optisk kvalité än en lins tillverkad på klassiskt sätt på jorden. Målet är även att detta ska göras på en bråkdel av tiden för tillverkning av en klassik tillverkningsmetod i glas.

I rymden bildar vätskor per automatik snart en perfekt sfärisk form. Första gången metoden testades gjordes det på jorden och då användes vatten som medium för att skapa vätskelinser. Då var man tvungen att se till att vattnet hade samma densitet som de flytande polymerer de använde för att stoppa gravitationen av  linserna . Genom att utelämna alla mekaniska processer injicerades polymererna i cirkulära ramar nedsänkta i vatten där de stelnade vilket skapade formerna för jämförbara eller bättre linser än vid användning av  standardteknik.

Därefter gick teamet ombord med två Parabollinser https://sv.wikipedia.org/wiki/Zero_Gravity_Corporation  för ytterligare test av processen (flygplan där man testar viktlöshet). Syntetiska oljor med varierande viskositet testades för att avgöra vilka som fungerar bäst. Dessa oljor pumpades in i cirkulära ramar ungefär lika stora som ett dollarmynt medan planet var i fritt fall och återigen kunde forskarna göra fristående flytande linser. Men när planet åter började lyfta  igen och effekterna av gravitationen uppstod igen förlorade vätskorna sin form.

Experiment kommer snart att utföras på ISS (International Space Station). Materialet finns redan där i väntan på ankomsten av Axiom-1 med vilken uppdragets specialist Eytan Stibbe ska komma till ISS och att utföra experimentet. Där kommer det att läggas till steget att använda antingen UV-ljus eller temperatur för att härda vätskan så att linserna kan undersökas och testas i tyngdlöshet utan avbrott.

Experimentet innebär att det blir första gången en optisk komponent tillverkas i rymden. Lyckas det blir det början på ett nytt sätt att bygga teleskop. Teleskosbygge ute i rymden. Det skulle bli en revolution inom rymdbaserad tillverkning och den tidsåtgång som krävs för att bygga ett på jorden kommer då att minskas kraftigt.

Vi får hoppas att det lyckas. Jag är optimist i detta (min anm.)

Bild vikipedia. Hubble, fotograferad i februari 1997 av besättningen ombord på rymdfärjan Discovery.

Överraskande temperaturförändringar under Neptunus sommar.

 

Neptunus är den åttonde planeten räknat från solen. Den är en så kallad gasjätte.

Ett internationellt forskarlag har under en längre tid använt markbaserade teleskop bland annat Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT) med syftet att kolla temperaturen under en17-årsperiod i Neptunus atmosfär. Forskarna fann en oväntad minskning av Neptunus globala temperatur följt av en dramatisk uppvärmning av dess sydpol.

En oväntad förändring säger Michael Roman, forskarassistent vid University of Leicester, Storbritannien, och huvudförfattare till den artikel som publicerats nyligen om upptäckten i The Planetary Science Journal. Observationen gjordes under den tidiga sommaren på Neptunus södra halvklot förväntat var att temperaturen långsamt skulle stiga snarare än att som det visade sig sjunka då det var sommar.

Likt jorden har Neptunus årstider under sitt omlopp kring solen. Men Neptunus omloppstid kring solen är 165 jordår och en årstid på Neptunus är cirka 40 jordår. Sedan 2005 har det varit sommar på Neptunus södra halvklot och astronomerna var nyfikna på hur temperaturen i atmosfären skulle förändras efter vårdagjämningen.

Undersökningen bestod av studerade av över 100 bilder av planeten tagna i termiskt infrarött ljus under 17 års tid  med  syftet att få en bättre förståelse av temperaturutvecklingen under tiden. Observationerna visade att huvuddelen av molntäcket kyldes ner under perioden trots att den sydliga sommaren hade börjat. Den globala medeltemperaturen på Neptunus sjönk 8 grader mellan 2003 och 2018.

Överraskande skedde därefter en dramatisk uppvärmning vid sydpolen med en temperaturökning av 11 grader mellan 2018 och 2020. Även om Neptunus varmare polvirvelvind varit känd under många år är så stor uppvärmning av polarområdet inte kända sedan tidigare. 

Kanske variationer finns under skilda år på Neptunus likt vi har det på jorden. Något jag inte vet om forskarna tänkt på men som kan utrönas om man fortsätter se  på temperaturen några Neptunusår framåt (min anm.). Det kan även vara så att det behöver gå en lång tid av sommar innan temperaturen stiger att den sjunker först kan ha med termik process vi inte förstår. Neptunus är mycket olik jorden och dess atmosfärs termik.

“Våra data sträcker sig över enbart en halv Neptunusårstid (sommaren)  därför var det ingen som förväntade sig så snabba och drastiska förändringar” säger Glenn Orton, medförfattare till artikeln och seniorforskare vid Caltechs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i USA.

Studierna av Neptunus temperatur skedde med värmekameror som mäter den infraröda strålningen som sänds ut av astronomiska objekt. Den observerade värmestrålningen kommer från en nivå i atmosfären som kallad stratosfären. I analysen sammanställdes alla bilder av planeten som tagits med bilder från jordbaserade teleskop.

Då Neptunus finns 4,5 miljarder kilometer bort från solen är den mycket kall. “Studier av detta slag är bara möjliga med känsliga infraröda kameror på stora teleskop som VLT och sådana teleskop har funnits i ca 20 års tid” säger Leigh Fletcher, professor vid University of Leicester.

Omkring en tredjedel av bilderna är tagna med VISIR-instrumentet (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed) på ESO:s VLT från den chilenska Atacamaöknen. Teleskopet tar mycket detaljerade bilder av hög kvalitet tack vare dess stora spegel. Forskarna använde även data från NASA:s Spitzer Space Telescope och bilder från Gemini South-teleskopet i Chile. Utöver det Subaru-. Keck- och Gemini North-teleskopen samtliga befinnande sig på på Hawaii.

Bild vikipedia på Neptunus sedd från Voyager 2 vid dess färd över planeten 27 augusti 1989.

Tio nya gravitationsvågor hittade i en datainsamling från LIGO-Virgo

 

Under de senaste sju åren har forskare vid LIGO-Virgo Collaboration (LVC) upptäckt 90 gravitationsvågor. Större gravitationsvågor är rörelser i rymdtidens väv som släpps ut i alla riktningar efter katastrofala händelser som sammanslagning av svarta hål (BBH). I observationer från första halvan av den senaste experimentella undersökningen efter sådana i en undersökning som pågick under sex månader under 2019, rapporterades 44 större gravitationsvågor

 Men avvikande okända värden gömde sig  i datan. En internationell grupp astrofysiker utvidgade då sökningen  och undersökte datainsamlingen på nytt och fann då ytterligare 10 (med all säkerhet) sammanslagningar av svarta hål alla tio utanför detektionströskeln i LVC:s ursprungliga analys. Dessa sammanslagningar antyder existensen  av exotiska astrofysiska scenarier som för närvarande bara är möjliga att studera med hjälp av gravitationsvågastronomi.

"Med dessa hittade gravitationsvågor börjar vi nu observera det stora utbudet av svarta hål som slagits samman under de senaste miljarder åren", säger fysikern Seth Olsen, doktorand vid Princeton University vilket var den som ledde den nya analysen. Varje observation av fynd bidrar till vår förståelse av hur svarta hål bildas och utvecklas, säger han och öppnar möjligheten till att känna igen dem och effektiva sätt att urskilja signalerna från dessa från bruset därute i universum

Olsen har beskrivet hur det gick till då hans grupp hittade sammanslagningarna den 11 april under ett möte på APS April Meeting 2022. Kärnfysikmodeller tyder på att stjärnor med mindre än dubbelt så stor massa som vår sol blir neutronstjärnor snarare än svarta hål då deras bränsle tagit slut. Nästan alla observerade svarta hål har nämligen varit mer än fem gånger solens massa. Observationer av fusioner med låg massa kan bidra till att överbrygga klyftan mellan neutronstjärnor och de svarta hål med minst massa. För både de övre och nedre luckorna i vår kunskap om massa och sluet av stjärnor beroende av storlek hade ett litet antal svarta hål redan upptäckts men de nya rönen visar att den här typen av missad kunskap är vanligare än vi trodde, säger Olsen. 

Den felande länken i storleksförhållande mellan neutronstjärna och svart hål vid slutet av en stjärnas liv är nu på väg att bättre förstås (min anm.).

Bild vikipedia Skylokaliseringar av gravitationsvågssignaler som detekteras av LIGO-Virgo-nätverket.

Tankar om hur kontaktförsök från utomjordingar kan se ut.

 

I mer än 60 år har forskare sökt i kosmos efter tecken på radioöverföring som skulle indikera förekomsten av utomjordisk intelligens (ETI). Över tid har tekniken och metoderna avsevärt avancerat.

Förutom att aldrig ha upptäckt en radiosignal av utomjordiskt ursprung finns det ett brett spektrum av möjliga former och våglängder som en sådan sändning skulle kunna komma från. SETI-forskare måste anta (men kan inte veta) hur en signal bör se ut.

 Nyligen utvecklade ett internationellt team under ledning från University of California Berkeley och SETI Institute ett nytt maskininlärningsverktyg som simulerar hur ett meddelande från en utomjordisk intelligens (ETI) kan se ut. Verktyget kallat Setigen  är ett bibliotek av öppen källkod som kan användas som en spelväxlare (snabbt söka igenom många våglängder efter något mystiskt) för framtida SETI-forskning.

Forskargruppen leddes av Bryan Brzycki, en astronomistudent vid UC Berkeley. I gruppen fanns även Andrew Siemion, chef för Berkeley SETI Research Center, och forskare från SETI Institute, Breakthrough Listen, Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, Institute of Space Sciences and Astronomy, International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) och Goergen Institute for Data Science.

Sedan 1960-talet har den vanligaste metoden för SETI involverat att söka i kosmos efter radiosignaler som kan vara artificiella till sitt ursprung i små områden av kosmos. Dessa sökningar har sedan dess utvidgats till att omfatta sökningar i  större delar av natthimlen och i bredare frekvensområden och större signalmångfald säger Som Brzycki till Universe Today via e-post:

– På 1960-talet var tanken att fokusera på en region och därrfter sändning från en välkänd frekvens. Frekvensen där neutralt väte avger strålning ut i den interstellära rymden, 1,42 GHz. Då detta naturliga utsläpp är utbrett i hela galaxen var tanken att alla intelligenta civilisationer skulle veta om det och potentiellt rikta in sig på denna frekvens för överföring och sändning  av signaler för att upptäckas.

 Vi ska kanske även ta med i beräkningen att utomjordingar kanske inte vill upptäckas. Vi vet ju att intelligens är likartat med ockupation om vi bedömer efter mänskliga förhållanden historiskt och i nutid. Människan är ett vilddjur sa en gång en jude som suttit i koncentrationsläger. Vad säger att inte all form av djur intelligenta eller inte och även robotliv blir detta då de programmeras av utomjordingar eller människor om de får iden att öka sin makt eller sitt livsrum likt tyskarna önskade en gång (min anm.)

"Vi kan nu göra mätningar över en bandbredd på flera GHz i realtid. "Den enda möjliga lösningen på detta är någon form av oövervakad maskininlärningsundersökning som minimerar våra antaganden av arbete på denna front. Verktyget Setigen arbetar utefter detta antagande - de syntetiska signaler som produceras är heuristiska till sin natur genom att användaren bestämmer hur de ska se ut.

"I slutändan ger biblioteket ett sätt att utvärdera våra befintliga algoritmer och skapa datamängder med potentiella signaler för att utveckla nya sökmetoder, men de grundläggande frågorna om var och när kommer alltid att finnas kvar – det bästa vi kan göra är att fortsätta leta."

Om vi någon gång hittar något är skrivet i stjärnorna. Om vi finner något bör vi avvakta med att visa oss.

Bild flickr.com

En kraftfull radiovågslaser, kallad "megamaser har upptäckts i universum

 

En astrofysikalisk maser är en naturligt förekommande källa till spektrallinjeutsläpp, vanligtvis i mikrovågsdelen av det elektromagnetiska spektrumet. Dessa utsläpp av mikrovågor kan uppstå i molekylära moln runt kometer, planetatmosfär, från gas mellan stjärnor eller från stjärnor inklusive  olika andra förhållanden i den interstellära rymden.

 Megamasers skiljer sig från  masers genom sin stora isotropa luminositet (likformad utstrålning). Megamasern igenkänns då den har en luminositet på 103 solluminoniteter, vilket innebär att denna källa är100 miljoner gånger ljusstarkare än masers  därav prefixet mega. De har upptäckts långt ut i universum.

En kraftfull radiovågslaser,  "megamaser", har observerats av MeerKAT-teleskopet i Sydafrika.

Den rekordstora megamasern  finns cirka fem miljarder ljusår från jorden är den mest avlägsna megamaser som  upptäckts.

Ljuset från den har färdats 58000 miljarder kilometer innan ljuset nådde jorden.

Upptäckten gjordes av ett internationellt team av astronomer under ledning av Dr Marcin Glowacki som tidigare arbetat vid Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy och University of the Western Cape i Sydafrika.

Dr Glowacki, är numera baserad vid Curtin University-noden vid International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) i västra Australien. Han säger att megamasers vanligtvis skapas när två galaxer våldsamt kolliderar.

"Då galaxer kolliderar blir gasen i dessa extremt tät och kan då utlösa koncentrerade ljusstrålar  skjuts ut", säger han. (en megamaser har då uppstått)

"Detta är den första hydroxyl-megamaser som observeras av MeerKAT och den mest avlägsna från oss vi sett genom ett teleskop hittills. 

Det är imponerande att vi under bara en enda natt av observationer hittat en rekordstor megamaser. Det visar hur bra teleskopet är."

Objektet fick namnet "Nkalakatha" ett isiZulu-ord som betyder "stor boss".

Dr Glowacki säger även att megamasern upptäcktes redan den första natten av en undersökning som omfattade mer än 3000 timmars observationer från  MeerKAT-teleskopet.

Teamet använder MeerKAT för att observera mindre delar av himlen extremt djupt per tagning och mäter vätehalten i galaxer från det avlägsna förflutna till nu. Kombinationen av att studera hydroxl masers och väte kommer att hjälpa astronomer att bättre förstå hur universum utvecklats över tid.

Bild vikipedia på ett område där fenomenet sker (var är okänt). En megamaser fungerar som en astronomisk laser som strålar ut mikrovågsutsläpp snarare än synligt ljus.