MAGIC teleskop observerade en stjärnexplosion

 

En nova kallas en stjärna, vanligtvis bestående av en vit dvärgstjärna  i nära kontakt med en röd jättestjärna vilken periodvis (perioder) ökar sin ljusstyrka kraftigt. 

Orsakerna varierar beroende på de två ingående stjärnorna. Alla observerade novor involverar däremot en vit dvärgstjärna i ett dubbelstjärnsystem.  Ljus på, ljus av – så  kan man beskriva novors beteende. Det system som behandlas här har beteckningen RS Ophiuchi (RS Oph) och finns i Ormbärarens stjärnbild 5000 ljusår bort från oss.

Här inträffar vart 15:e år en dramatisk explosion av ljus. Det är en nova där två  stjärnor lever i ett parasitiskt förhållande: En vit dvärgstjärna vilket innebär en liten, utbränd och oerhört tät stjärna - en tesked av dess materia väger ungefär som en medelstor bil. Stjärnan kretsar runt en röd jättestjärna som  kommer att brinna upp och även denna sjunka samman till en vit dvärgstjärna i en avlägsen framtid.. 

I detta binära stjärnsystem RS Ophiuchi flödar materiafrån den röda jätten till den vita dvärgen. Överlämnandet av materia resulterar i en ljusexplosion (nova) ungefär vart 15:e år. Den döende jättestjärnan matar den vita dvärgen med materia från sitt yttre vätelager som strömmar ner på den vita dvärgen genom gravitationen som är stark från den vita täta stjärnan. Flödet av materia fortsätter tills den vita dvärgens sammandragning av väte som det handlar om i första hand blir så stark att en reaktion sker. Temperaturen och trycket på den vita dvärgen blir övermäktigt och en gigantisk termonukleär explosion sker. Något som upprepas vart 15 år beräknat på jordår. Dvärgstjärnan förblir dock intakt och cykeln börjar igen och upprepar sig åter över tid.

Det har spekulerats i att sådana explosioner involverar stark energi. De två MAGIC-teleskopen på  Las Palmas registrerade gammastrålar med värdet 250 gigaelektronvolt (GeV) vilket är bland de högsta värde som någonsin uppmätts i en nova. Som jämförelse är detta hundra miljarder gånger mer energirikt än synligt ljus.

"Det spektakulära utbrottet av RS Ophiuchi visar även att MAGIC-teleskopens snabbt är inställbara för snabba datasvar: Det tar dessa teleskop inte mer än 30 sekunder att flytta från ett mål att mäta till ett nytt mål att mäta", säger David Green, forskare vid Max Planck Institute for Physics och en av författarna till artikeln i Nature Astronomy.

Efter explosionen spreds flera chockfronter genom stjärnvinden från den röda jätten och det interstellära rummet som omger det binära systemet ut i universum. Dessa chockvågor fungerar som ett gigantiskt kraftverk där partiklar accelereras till nära ljusets hastighet. De kombinerade mätningarna från teleskopen tyder på att gammastrålarna kommer från energirika protoner och atomkärnor av väte.

"Detta visar även att novautbrott är en av källorna till den kosmiska strålningen", säger David Green. "Utbrotten är lokala - vilket innebär att de bara bidrar till de kosmisk strålning i det nära grannskapet. De stora aktörerna för kosmisk strålning är istället supernovaresterna (supernova). Chockfronterna som skapas av stjärnexplosioner mycket våldsammare jämfört med novor av RS Ophiuchi  slag.

För att fullt ut förstå det komplicerade samspelet mellan våldsamma händelser och det interstellära mediet i Vintergatan kommer fler observationer att behövas inom MAGIC-samarbetet av vår galax och bortom denna.

Bild vikipedia på det första av två teleskop kallade Magic på Las Palmas.

Astronomer i Kina upptäckte nio litiumrika stjärnor

 

Med hjälp av Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) har astronomer från Kina upptäckt nio nya stjärnor. De nyfunna stjärnorna uppvisar ett ovanligt högt innehåll av litium. Fyndet rapporterades i en artikel publicerad 7 april i arXiv.org.

Litiumhalten i de flesta stjärnor är vanligtvis lågt men det finns vissa stjärnor som har ett högt innehåll. Astronomer antar att stjärnor med ovanligt högt litiuminnehåll bör ha fått detta utifrån. De nuvarande modellerna för en sådan innehållsökning diskuteras men ingen modell kan ännu säkert förklara hur dessa stjärnor fått ett högt litiuminnehåll.

För att bättre förstå mekanismen för litiumförhöjning krävs studier av litiumrika stjärnor. Med tanke på att det hittills endast hittats ett fåtal sådana kan en ny studie av Taisheng Yan vid University of Chinese Academy of Sciences i Peking, Kina med kollegor gjort en upptäckt av nio nya stjärnor i denna klass till ett möjligt genombrott inom detta område.

 

"Vi upptäckte nio litiumrika stjärnor, vilka uppvisar ovanligt höga halter av litium något som tyder på att de måste ha upplevt en historia av litiumberikning. Stjärnorna som rapporteras i studien har radier mellan 0,89 och 2,51 solradier, medan deras massor sträcker sig från 0,78 till 1,6 solmassor. Temperaturerna hos dessa stjärnor mättes till ca 5000 C  förutom den hetaste stjärnan UCAC4 629-030411  som har en temperatur upp till 6500 C.

Fyra stjärnor i provet, nämligen UCAC4 440-009448, UCAC4 441-011058, UCAC4 451-011087 och UCAC4 606-009417, visade sig vara unga stjärnor. Deras litiumöverflöd är över 3,8 dex (dex används inom astronomin som mått och betyder  helt enkelt en storleksordning) vilket är ungefär tre gånger högre än det övre värdet för de unga stjärnor som rapporterades i en annan studie publicerad 2021. Med tanke på att dessa fyra och även de tre andra stjärnorna antar astronomerna att litiumet troligen en gång kom från litiumrik gas och damm i närområdet.

Men ännu är inget helt säkert om detta (min anm.).

Bild vikipedia. LAMOST teleskopet i Kina från vilket upptäckterna gjordes.

Livets uppkomst på jorden komplicerat

 

Olika slag av mikrobiologiskt liv fanns enligt en ny studie redan för   3,75 miljarder år sedan på jorden. Detta beskrivs i en ny studie ledd av UCL-forskare (university college London) vilket är betydligt tidigare än man i dag hittills accepterat.

Studien är publicerad i Science Advances och är resultatet av en analys av bland annat en knytnävstor sten från Quebec i Kanada vilken uppskattas vara mellan 3,75 och 4,28 miljarder år gammal. Sedan tidigare har gruppen rapporterat om fyndet av  små filament av kulformer och rör i stenen som verkar ha sitt ursprung från bakterier. Alla forskare var överens om att dessa strukturer - som dateras cirka 300 miljoner år tidigare än vad som är mer allmänt accepterat som det första tecknen på forntida liv bör vara av biologiskt ursprung.

Efter omfattande analys av stenen  har teamet upptäckt en mycket större och mer komplex struktur med parallella grenar på ena sidan som är nästan en centimeter långa samt hundratals förvrängda sfärer, eller ellipsoider tillsammans med rören och filament.

Forskarna säger att även om några av strukturerna kan tänkas ha skapats genom slumpmässiga kemiska reaktioner är  "trädliknande" former av parallella grenar troligtvis biologisk till sitt ursprung då ingen struktur som skapats genom kemi med dessa spår har hittats tidigare.

Teamet ger även bevis på hur bakterier fick sin energi under den tiden. De fann mineraliserade kemiska biprodukter i stenen som överensstämmer med forntida mikrobers näring som man vet levde av järn, svavel och troligen även koldioxid och där ljus genom en form av fotosyntes som inte involverar syre användes.

De nya rönen visar enligt forskarna att en mängd av mikrobiellt liv kan ha existerat på jorden redan 300 miljoner år efter att den bildades.

Dr Dominic Papineau (UCL Earth Sciences, UCL London Centre for Nanotechnology, Centre for Planetary Sciences och China University of Geosciences) sa: "Med många olika bevislinjer tyder vår studie starkt på att ett antal olika typer av bakterier fanns på jorden redan för 3,75 och 4,28 miljarder år sedan."

" Det betyder att livet kan ha börjat redan 300 miljoner år efter att jorden bildades. Geologiskt sett är detta snabbt - ungefär som en runda av solens färd runt galaxen."

– De här fynden får konsekvenser för sökandet efter utomjordiskt liv. Om livet så snabbt kan växa fram under rätt förutsättningar ökar detta chansen att liv finns på andra planeter."

I studien undersökte forskarna sten från Quebecs Nuvvuagittuq Supracrustal Belt (NSB) som Dr Papineau samlade in 2008. NSB var en gång havsbotten och här finns några av de äldsta sedimentära stenarna som är kända på jorden.

Forskargruppen skar stenen i sektioner ungefär lika tjocka som ett pappersark.

I studien ingick forskare från UCL Earth Sciences, UCL Chemical Engineering UCL London Centre for Nanotechnology och Centre for Planetary Sciences vid UCL och Birkbeck College London, samt från U.S. Geological Survey, Memorial University of Newfoundland i Kanada, Carnegie Institution for Science, University of Leeds och China University of Geoscience i Wuhan.

Forskningen fick stöd från UCL, Carnegie of Canada, Carnegie Institution for Science, China University of Geoscience i Wuhan, National Science Foundation of China, Chinese Academy of Sciences och 111-projektet i Kina.

Vi ska dock likväl ha i åtanke att även om livet snabbt fick fäste på jorden betyder det inte att liv säkert fått fäste på fler planeter (min anm.) hur gärna vi än vill tro detta. Det finns ännu inga bevis på att så skett eller att vi någonsin finner liv därute antingen det finns eller inte. Men självklart ska vi likväl söka efter det utanför jorden och det kommer människan att göra så länge den finns som art på jorden som den nyfikna natur denna är.

Bild flickr.com

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.