Stenen Hypatia kan vara det första fyndet på Jorden efter en supernova

 

Hypatia är en liten sten som hittades i Egypten 1996 och som är det första kända exemplaret av en kometkärna på jorden. Detta är vad som antagits tills nu.

 Ny forskning visar istället att stenen inte är en rest av en kometkärna utan istället det första konkreta beviset  på jorden från en supernova typ Ia explosion. Dessa sällsynta supernovor är några av de mest energirika händelserna i universum. Slutsatsen att Hypatiastenen har detta ursprung visas i  n ny studie publicerad i tidskriften Icarus, av Jan Kramers, Georgy Belyanin och Hartmut Winkler med flera vid University of Johannesburg.

Sedan 2013 har Belyanin och Kramers avslöjat en serie mycket ovanliga kemiska ledtrådar i ett litet fragment av Hypatia stenen. I sin nya forskning om detta eliminerar de "kosmiska misstänkta händelser eller slag" för stenens ursprung i en noggrann vetenskapligt analyserande process.

De har pusslat ihop en tidslinje som sträcker sig tillbaka till de tidiga stadierna av bildandet av jorden, solen och de andra planeterna i vårt solsystem. Analyser av Hypatiastenen tyder på att den inte bildats på jorden eller i vårt solsystem. I studien beskriver de att den har ett ovanligt kemiskt mönster som liknar det från en supernova Ia-explosion.

Arbetet beskrivs i i en artikel som blir för mycket att redogöra för i detta . inlägg. Istället rekommenderas att följa medföljande länk  där mycket utförlig text finns plus en film av projektet. 

Bild https://phys.org/ på den omtalade stenen som inlägget ovan även utgår från och länken ovan går till.

En cirkulär ring har upptäckts runt en galax.

 

Forskare vid Western Sydney University har tillsammans med ett internationellt team av  experter upptäckt en mystisk cirkulär ring runt en granngalax som kan vara det första kända fallet av en intergalaktisk supernovarest innebärande rester av en exploderad stjärna som exploderade för ca 7000 år sedan.

 En supernovarest  som har fått namnet J0624–6948 och troligen skedde  i Stora Magellanska molnet  en satellitgalax till Vintergatan. Upptäckten är publicerad i den  tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society huvudförfattare är professor Miroslav Filipovic från universitetets School of Science här beskriver han det var en spännande upptäckt och att den väckt många obesvarade frågor.

"När vi ursprungligen upptäckte detta nästan perfekt cirkulära radioobjekt trodde vi först att det var ännu en ORC (Odd RadioCircle) men efter våra ytterligare observationer blev det klart att det här objektet sannolikt är något helt annat", säger professor Filipovic. 

Ringen som upptäcktes har signifikanta skillnader mot de fem kända ORC: erna vi känner till - ett plattare radiospektralindex, brist på en framträdande central galax som en möjlig källa och större  storlek – vilket sammantaget tyder på att det är en annan typ av objekt.

"Den mest troliga förklaringen är att objektet är en supernovarest av en exploderad stjärna som fanns i utkanten av det stora Magellanska molnet som hade genomgått en enda degenererad typ av Ia supernova som involverade explosionen av två stjärnor som kretsade kring varandra", säger professor Filipovic.

"Vi övervägde dock andra scenarier som att detta objekt kan representera en rest av superflareaktivitet )solutbrott) från en närliggande stjärna i vintergatan ( 190 ljusår från solen och i närområde till objektet). Vi vet att ett stort solutbrott skedde från denna stjärna för endast  några århundraden sedan, eller helt enkelt ett betydligt större  ORC än vi hittills upptäckt. 

"Vad vi potentiellt upptäckte är dock en unik rest av supernova som har expanderat till en sällsynt, intergalaktiskt objekt – ett objekt som vi inte förväntade oss att finna i en miljö som denna. Våra uppskattningar pekar på åldern av objektet till cirka 2200 till 7100 år, säger professor Filipovic.

J0624–6948 upptäcktes först med Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) som förvaltas av CSIRO – ett av flera nya generationers radioteleskop som nu avslöjar nya funktioner i universum.

"Dessa nya radioteleskop kan plocka upp en rad sfäriska objekt och på grund av de kombinerade effekterna av högkänslighet ge bra rumslig provtagning och bred täckning vilket berikar vår förståelse av universum." säger professor Filipovic.

Bild vikipedia på ringarna runt SN 1987A, med de utslungade massorna från supernovautbrottet i mitten av den inre ringen.

En möjlig lösning av Fermis-paradox.

 

Fermis paradox är motsättningen mellan den beräknade sannolikheten för utomjordiskt liv i universum, såsom beskrivs i Drakes ekvation och den brist på bevis för intelligent liv på andra platser än jorden som råder. Motsättningen mellan den beräknade sannolikheten av utomjordiskt liv i universum diskuteras i Drakes ekvation. 

Drakes ekvation är uttänkt av radioastronom Frank Drake 1961 med syftet att uppskatta antalet högteknologiska civilisationer i Vintergatan vid en given tidpunkt.

Några forskare en vid Carnegie Institution for Science och  en vid California Institute of Technology, har utvecklat en möjlig lösning på Fermi Paradox. I en  artikel publicerad i Journal of the Royal Society Interface föreslår dessa Michael Wong och Stuart Bartlett att anledningen till att inga utomjordingar från andra planeter har besökt oss är på grund av superlinjär skalning, vilket de hävdar leder till en singularitet.

För flera år sedan frågade fysikern Enrico Fermi en kollega varför utomjordingar från rymden inte har besökt jorden. De noterade att på grund av universums enorma storlek verkade det osannolikt att jorden ensam skulle hysa intelligent liv. Så Fermi frågade "var är de?" I denna artikel nämnd ovan har forskningsparet försökt lösa den gåtan. Jag anser dock att avståndet omöjliggör resor  och att finna eventuellt liv på andra platser är nästan omöjligt  om det inte är livsformer som en gång sänt ut radiosignaler och vi av slumpen träffar på dessa (min anm.).

I studien började de med att studera hur mänskliga civilisationer uppstått  och fallit genom historien. Därefter studerade de stora städers historia och där märkte de också att de flesta växte till en viss punkt för att sedan kollapsa. De utvecklade en hypotes som föreslog att sådant stigande och fallande  historiskt  bör inträffa även hos främmande rymdcivilisationer vilket då borde leda till ett av två scenarier.

I den första skulle civilisationen inse att de växte sig för stora och sluta resa till eller kolonisera andra världar (detta alternativt kan jag inte förstå hur det ska förstås (min anm.)). I det andra skulle de inte erkänna sin dårskap och skulle därför kollapsa. Ur vårt perspektiv skulle båda scenarierna få samma resultat - utomjordingarna skulle inte besöka oss eller ens visa bevis på deras existens. Avståndet från dem till oss skulle vara för stort.

Forskarna beskriver sin hypotes som superlinjär skalning - där en civilisation växer exponentiellt och koloniserar andra världar tills de blev oförmögna att upprätthålla energikraven för deras ständiga intrång (förstår inte detta finns ingen anledning till energibrist de skulle kunna konstruera dyson- sfärer exempelvis eller få energiupptag på de planeter de koloniserar (min anm.). Se mitt inlägg av torsdag 19 som behandlar dyson-sfärer.

Så småningom, om de inte agerar, skulle de nå en singularitet – en punkt utan återvändo, där de inte kunde rädda sin civilisation från kollaps. De noterar att om det inte vore för de stora avstånden som är inblandade skulle vi sannolikt lätt upptäcka bevis på en främmande civilisation innan dess snara kollaps eftersom den skulle avge enorma mängder energi. (svårt förstå resonemanget anser jag (min anm.). Men se på oss romarriket som var mycket avancerat slutade i dekadens och njutningslystnad vilket gjorde att dess tidigare starka soldatmakt blev förslöad. Detta utnyttjades av andra folk och romarriket kollapsade. Samma sak har skett många gånger. Riken bryts ofta ner av krig eller politiska dårar som kommer till makten utifrån att medborgare låter dem få makt genom deras löften om mer till folket av något. Människans fall är att denna aldrig är nöjd utan alltid önskar mer.

Bild vikipedia En grafisk representation av Arecibo-budskapet, mänsklighetens första försök att använda radiovågor för att aktivt kommunicera sin existens till främmande civilisationer.

Genom r-pocessen skapas en mängd element i en närliggande stjärna till vår sol.

 

R-processen (rapid process) är en neutroninfångande elementsyntes som äger rum när tunga stjärnor kollapsar i en supernovaexplosion. R-processen har genom transmutation skapat hälften av alla grundämnen tyngre än järn och föreslogs existera 1956 av Hans Suess och Harold Urey. Många tunga neutronrika grundämnen så som guld och platina har skapats genom r-processen.

I vår sols närhet av Vintergatan finns en relativt ljusstark stjärna och här har astronomer kunnat identifiera det bredaste utbudet av element i en enda stjärna förutom i vårt  solsystem. Studien, som leddes av astronom Ian Roederer vid University of Michigan har här identifierat 65 grundämnen. Stjärnan, HD 222925 finns i stjärnbilden Turkanen  synlig på södra stjärnhimlen.

 "Så vitt jag vet är det ett rekord i element utanför vårt solsystem. Det som gör stjärnan unik är att den har en mycket hög relativ andel av de element som listas längs de nedre två tredjedelarna av det periodiska systemet. Vi upptäckte här även guld, säger Roederer. "Elementen här kom till av en snabb neutroninfångningsprocessen (r-pocessen). Det är vad vi försöker studera: fysiken i hur, var och när dessa element uppkommer.

 Processen kallad "r-processen", börjar med närvaron av lättare element som järn. Sedan, uppstår tyngre element snabbt - i storleksordning och under en sekund – (då  neutroner tillsätts till kärnorna i de lättare elementen). Vilket skapar tyngre grundämnen som selen, silver, tellur, platina, guld och torium element av den typ som finns i stjärnan HS 222925  och som i så många skilda slag sällan upptäcks i stjärnor enligt astronomerna. "Du behöver massor av neutroner som är fria och en mycket hög energi för att befria neutriner och lägga dem till atomkärnorna", säger Roederer. "Det finns inte så många miljöer där det kan hända eventuellt två, (kanske)."

En av dessa miljöer har nu bekräftats. Miljön där sammanslagningen av neutronstjärnor sker. Neutronstjärnor är de kollapsade kärnorna av stora stjärnor och de är de minsta men tätast kända objekten därute. Vid kollisionen mellan neutronstjärnor orsakas gravitationsvågor som kan upptäcktas av oss.  2017 upptäckte astronomer första gången gravitationsvågor från sammanslagna neutronstjärnor.

Ett annat teoretiskt sätt  som r-processen kan inträffa på är efter den explosiva fasen av massiva stjärnor.

Ett instrument på rymdteleskopet Hubble som kan samla ultraviolett spektra användes vid detta arbete. Detta instrument var nyckeln för astronomerna för insamlandet av ljus i den ultravioletta delen av ljusspektrumet – det svaga ljus som kommer från en stjärna som HD 222925.

Utöver Hubbleteleskopets instrument använde de även ett av Magellanteleskopen – ett konsortium där U-M är partner – vid Las Campanas-observatoriet i Chile finns för att kunna samla in ljus från ex HD-222925 i den optiska delen av ljusspektrumet. Fyrtiotvå av de identifierade elementen är tunga element som listas längs botten av det periodiska systemet av grundämnen.

Att identifiera dessa element i en enda stjärna kommer nu att hjälpa astronomer att förstå vad som kallas "snabb neutroninfångningsprocess",  (r-pocessen) eller ett av de viktigaste sätten på vilka tunga element i universum skapats. Deras resultat publicerades på arXiv och har accepterats för publicering i The Astrophysical Journal Supplement-serien.

Bild på hur det kan se ut därute vid stjärnan. Bild från https://www.techeblog.com/gold-standard-star-milky-way-galaxy-hd-222925/

En röntgenexplosion inträffade på en vit dvärgstjärna

 

"Det var till viss del en lycklig slump", säger Ole König från astronomiska institutet vid FAU i Dr. Karl Remeis-observatoriet i Bamberg vilket är den som publicerade en artikel om denna observation i tidskriften Nature, tillsammans med professor Dr. Jörn Wilms och en forskargrupp från Max Planck-institutet för utomjordisk fysik vid universitetet i Tübingen, Universitat Politécnica de Catalunya i Barcelona och Leibniz-institutet för astrofysik Potsdam.

 "Dessa röntgenblixtar som varar endast några timmar är nästan omöjliga att förutsäga och  observationsinstrumentet måste riktas direkt mot explosionen vid exakt rätt tidpunkt", säger astrofysikern. Det handlar om slump och tur att hamna på rätt plats och i rätt tid för att lyckas upptäcka dessa explosioner (min anm,).

Instrumentet som användes var röntgenteleskopet eROSITA som just nu finns en och en halv miljon kilometer från jorden och där kartlägger skyn av röntgenstrålar. Något det gjort sedan 2019. Den 7 juli 2020 mätte eROSITA en extremt stark röntgenstrålning i ett område av himlen som enbart 4 timmar tidigare bara hade sänt ut svag röntgenstrålning.

När  eROSITA åter undersökte samma position på himlen fyra timmar senare hade strålningen  försvunnit. Av detta följer att röntgenblixten som helt hade överexponerat detektorns sökfält måste ha varat i mindre än åtta timmar.

"Vi letade efter starka blossande objekt i eROSITA-data", säger Riccardo Arcodia, som är en del av eROSITA-teamet vid Max Planck-institutet för utomjordisk fysik (MPE), "och denna flare var så intensiv att vi först diskuterade om det ens skett (tankar på fel på instrumentet eller felmätning kom men det visade sig att inga mätfel gjorts). Vi insåg direkt att vi hade snubblat över en unik händelse."

 

Röntgenexplosioner som denna hade förutspåtts i teoretisk fysik för mer än 30 år sedan men hade aldrig observerats inte förrän nu. Dessa klotformade röntgenstrålutsläpp av tillfälligt slag  förekommer från ytan av stjärnor som ursprungligen var jämförbara i storlek med solen innan de använt det mesta av sitt bränsle av väte och senare helium djupt inne i sina kärnor. De var nu "vita dvärgar" i storlek som jorden men med en massa som kan liknas av vår sols.

Dessa vita dvärgar är så heta att de lyser i vitt sken. Där av namnet vit dvärg strålningen från dem är så svag att de är svåra att upptäcka från jorden. Såvida inte den vita dvärgen åtföljs av en stjärna som fortfarande brinner, det vill säga när den vita dvärgens enorma gravitationskraft drar väte från skalet på den medföljande stjärnan. Detta är inte helt ovanligt.

– Med tiden kan  vätet som dragits från grannstjärnan samlas till ett några meter tjockt lager på ytan av den vita dvärgen, säger FAU:s astrofysiker Jörn Wilms. I detta lager genererar den enorma gravitationskraften ett enormt tryck. Så stort att det får stjärnan att återuppstå under en kort stund. I en då kedjereaktion sker en enorm explosion under vilken väteskiktet blåses av. Röntgenstrålningen från en explosion som denna är det som träffade detektorerna i eROSITA den 7 juli 2020 och producerade en överexponerad bild.

Bild från vikipedia av en  eROSITA all-sky undersökningsbild som visar hur en bild av detta instrument ser ut. För bild på inläggets handling se medföljande länk ovan.

Sökning efter Dyson-sfärer (avancerade civilisationers energianvändning) fortsätter.

 

En Dyson-sfär är en i teorin en megastruktur som omfattar en stjärna vilkens energi fångas in av en civilisation i användningssyfte. Konceptet är ett tankeexperiment som försöker förklara hur en rymdfarande civilisation skulle få sina energibehov tillfredsställda när dessa behov överstiger vad som kan produceras utifrån hemplanetens resurser. Eftersom bara en liten bråkdel av en stjärnas energiutsläpp når ytan på en planet skulle byggnadsstrukturer runt en stjärna för att fånga upp solenergin göra det möjligt för en civilisation att få mycket mer energi. 

Sökande efter Dyson-sfärer i form av ringar eller svärmar är fortfarande något astronomer letar efter. Om det finns några DSR (Dyson-sfärer) kommer de så småningom att hittas och personen eller forskargruppen som finner den kommer att gå till historien som de eller den som gjort en av de mest betydelsefulla upptäckterna i mänsklighetens historia (kanske även nobelpriset hägrar då).

Bäst verkar det enligt teorin vara att söka efter detta vid vita dvärgstjärnor. Detta åtminstone i en teori som läggs fram i en ny artikel i månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society (2022). DoI: 10.1093/mnras/stac1113  av Benjamin Zuckerman, en nu pensionerad professor i astrofysik vid UCLA (University of California).

 Zuckermans teori fokuserar på scanning av vita dvärgar i sökande efter avvikande infraröda signaturer som kan indikera på en konstgjord konstruktion som omger dem. Valet av vita dvärgar beror på att de förutom att vara vanliga är i sluttillståndet för stjärnor som vår sol. Vår sol blir en gång även den en vit dvärg.

Livscykeln för en sol som vår blir då bränslet sinar att först expandera till en röd jätte vilken slukar de planeter som finns i dess expansionsväg för att sedan skrumpna ihop till en vit dvärg av mycket stor massa. Därefter kommer den under några miljarder år i detta stadium att svalna och sluta som en svart dvärg (detta enligt teorin ännu har inga svarta dvärgar upptäckts men kanske universum är för ungt ännu för att någon vit dvärg ska ha uppnått denna fas (min anm.)).

Vita dvärgar avger termisk strålning upp till nära 2000 C som potentiellt kan absorberas och användas för att driva en DSR. Men som Dr. Zuckerman påpekar, skulle det solsystems civilisation som använder detta behöva ha utvecklat en teknisk civilisation innan något sådant objekt byggs runt den eftersom en civilisation som kan skapa en DSR förmodligen inte är intresserad av att bygga en runt någon annan vit dvärg än den de kommer från utifrån avståndet att hämta energi. Själv förstår jag inte var denna civilisation ska finnas under tiden deras sol expanderar till en röd jätte (min anm.).

Zuckermans tidigare arbete pekar på möjligheten att om det finns tekniskt avancerade civilisationer i Vintergatan, skulle åtminstone några av dem ha upplevt att deras sol blivit en vit dvärg. Om de efter denna katastrofala händelse byggt en DSR runt sin nu stabilare stjärna borde vi kunna se detta med hjälp av våra nya infraröda teleskop. Hur som helst är mer avancerade infraröda teleskop, som James Webbs teleskop snart är igång fullt ut och då blir möjligheten att finna dem om de finns större.

Men jag tvivlar på dess existens åtminstone utifrån ovan teori. Om vi finns när vår sol blir en röd jätte och det oberoende av hur avancerad vår teknik då är skulle vi utplånas om vi då stannade kvar på Jorden. Tiden är även miljarder  av år mellan expansionen till röd jätte och krympningen till vit dvärgstjärna. Jag kan inte se att resonemanget håller. Annat hade det varit om en civilisation av oerhört teknisk avancerad kunskap byggde upp en Dyson sfär runt en närliggande vit dvärg och använde denna energi. Alternativt lyckades tämja energin runt sin sol av slaget gul stjärna som vår sol.(mina funderingar).

Bild vikipedia 3D-rendering av en Dyson-sfär med stora, kretsande paneler.

Se skärpan från James Webb teleskopet

 

Bilden ovan visar på den otroliga skärpförbättringen som James Webbteleskopet ger i förhållande till dagens teleskop.

Bild och text från https://www.spacedaily.com/reports/MIRIs_sharper_view_hints_at_new_possibilities_for_science_999.html

När JamesWebbteleskopet blir helt redo att påbörja vetenskapliga observationer kommer studier som dessa med MIRI att bidra till att ge astronomer nya insikter om födelsen av stjärnor och protoplanetära system.

James Webb Space Teleskopet har fyra vetenskapliga instrument vilket visar observatoriets fulla synfält. Här en bild, med fokus på Webbs Mid-Infrared Instrument, eller MIRI.

MIRI-testbilden (vid 7,7 mikron) visar en del av det stora Magellanska molnet. En mindre dvärggalax i Vintergatan. Bilden visar ett tätt stjärnområde i testbilden ovan vars syfte var att testa Webbteleskopets prestanda.

Man ser den otroliga skillnaden på skärpan mellan bilderna ovan. Det blir mycket spännande att följa James Webb teleskopet när bilder kommer från detta och säkert nya upptäckter som förvånar oss alla (min anm.).

 

Bilden av MIRI-bilden jämförs med en tidigare bild av samma mål som tagits med NASAs Spitzer Space Telescope's Infrared Array Camera (vid 8,0 mikron). Det numera pensionerade Spitzerteleskopet var det första observatoriet som gav högupplösta bilder utifrån det korta och den mellersta infraröda strålningsfältet i universum. James Webbteleskopet har en betydligt större primärspegel och förbättrade detektorer vilket gör det möjligt  att se den infraröda himlen med förbättrad skärpa vilket möjliggör nya upptäckter.