Varför har Stjärnor i galaxer bortom vår mer massa? Finns inget svar.

 

Sedan 1955 har det antagits att sammansättningen av stjärnor i galaxer liknande vår vintergata består av en blandning av massiva, medelstora och lågmassestjärnor likt vår gör. Men efter observationer av 140000 galaxer över hela universum och ett brett spektrum av avancerade modeller har teamet testat om samma fördelning av stjärnor som syns i Vintergatan gäller överallt. Svaret är nej. Stjärnor i avlägsna galaxer är vanligtvis mer massiva än de i vår galax. Fyndet har stor inverkan på vad vi trodde oss veta om universum.

– Massan av stjärnor säger astronomer mycket. Om du ändrar massa ändrar du också antalet supernovor och svarta hål som uppstår ur massiva stjärnor. Som sådan innebär vårt resultat att vi måste revidera många av de saker vi en gång antog eftersom avlägsna galaxer ser helt annorlunda ut än vår egen, säger Albert Sneppen, doktorand vid Niels Bohr-institutet och huvudförfattare till studien.

Vi har bara börjat förstå skillnaden men misstänkrt nu att det inte var ett särskilt bra antagande att förvänta sig att andra galaxer skulle se ut som vår egen. Denna studie har gjort det möjligt för oss att förstå skillnaden vilket kan öppnar dörren för en djupare förståelse av galaxbildning och utveckling säger docent Charles Steinhardt, medförfattare av studien.

I studien analyserades ljusspekta  med hjälp av COSMOS-katalogen, en stor internationell databas med mer än en miljon observationer av ljus från andra galaxer. Dessa galaxer är fördelade från de närmaste till längst bort från oss i universum, från vilka ljus har färdats hela tolv miljarder år innan det kunde observeras på jorden. Enligt forskarna kommer den nya upptäckten att få ett brett spektrum av konsekvenser. Till exempel är det fortfarande olöst varför galaxer slutar bilda nya stjärnor.

"Nu när vi bättre kan avkoda stjärnornas massa kan vi se ett nytt mönster; de minst massiva galaxerna fortsätter att bilda stjärnor, medan de mer massiva galaxerna slutar bilda nya stjärnor. Det tyder på en anmärkningsvärt universell trend i galaxers avsomnande, avslutar Albert Sneppen.

Forskningen genomfördes vid Cosmic Dawn Center (DAWN), ett internationellt grundforskningscenter för astronomi som stöds av den danska nationella forskningsstiftelsen. DAWN är ett samarbete mellan Niels Bohr-institutet vid Köpenhamns universitet och DTU Space vid Danmarks Tekniska Universitet.

Vi kan lära ur detta att vi aldrig ska vara säkra på någonting (min anm.) vi kan bara tro oss vara det en begränsad tid tills nya rön med bättre och mer avancerade instrument visar något annat. Men likväl vill jag säga att det verkar konstigt att stjärnor i andra galaxer är olika i massa än i vår. Kan det vara fel i mätningsförfarandet? Jag ser ingen rimlig förklaring annars. Skulle Vintergatan vara unik? Nej jag är tveksam till detta. Kan det bero på att äldre galaxer har slut på gas för ny stjärnbildning? Kanske. Kan det finnas stöd för att äldre galaxer vi ser ljus från 12 miljarder ljusår sedan ännu inte då hade äldre stjärnor som exploderat och därför innehöll med massa? Kanske.

Bild vikipedia på vår närmsta granngalax Andromedagalaxen.

Dörren på Mars var ingen dörr.

 

Vem minns inte ansiktet på Mars yta. Fotot över en delav Cydonia-regionen tagit av Viking 1 och släppt av NASA / JPL den 25 juli 1976, se mer om det här och bild på. 

För någon vecka sedan tog Curiosity rover ett foto på Mars yta som tycktes visa en dörröppning huggen in i berget. Det är den typen av foto som på jorden kan indikera på en underjordisk bunker till exempel ett skyddsrum för luftangrepp. Vi tolkar med vår hjärna något vi ser utefter den erfarenhet vi har av objekt. Men det blir inte alltid rätt.

Vid första anblicken är bilden helt övertygande. Vid andra anblicken, kanske inte. Passagen verkar bara gå en kort bit innan det brant nedåtgående taket möter golvet.

Och efter analys av NASA kommer upplysningen att öppningen endast är cirka 45 cm hög. Men det hindrar inte att det kunnat vara en dörröppning, eventuella marsvarelser kan vara kortare än oss.

 Men då påpekar geologer att ett flertal raka frakturer i klippan på denna plats kan ses och "dörröppningen" finns där dessa råkar korsa varandra och allt som allt är det enbart en spricka i berget på någon meters djup. Det kan skymtas i förstoring att man kan se att djupet är litet.

Istället är det en feltolkning av våra hjärnor likt ansiktet på Mars, skeden på Mars, kuben på månen och alla andra saker som ses och tolkas in efter vår förförståelse på bilder från rymden som visar sig inte vara så spännande som vi trodde.

Själva är vi här på jorden duktiga på att tolka in figurer av skilda slag i moln.

Det sorgliga faktumet är att när något ses i en oskärpt eller okänd bild försöker människor att göra det som ses till ett välbekant objekt. Forskare kallar vår tendens att göra detta "pareidolia".

Bild på synvillan från Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS  publicerat  i https://phys.org/news/2022-05-nasa-mysterious-doorway-mars.html  

Dolda svarta hål är hittade

 

Forskare vid University of North Carolina i Chapel Hill med ledning av fakultetsstudentteamet Sheila Kannappan och Mugdha Polimera har hittat en tidigare förbisedd samling av massiva svarta hål i dvärggalaxer (någon eller flera i dvärggalaxer min anm.). En upptäckt som kan ge en förklaring till bakgrunden till det supermassiva svarta hålen i mitten av stora galaxer som vår egen Vintergatan.

"De svarta hålen vi har hittat är de grundläggande byggstenarna till de supermassiva svarta hål som det i Vintergatan", säger Kannappan. "Det finns mycket vi vill lära oss om dem."

Som en gigantisk spiralgalax tros Vintergatan ha byggts upp genom  sammanslagningar av ett flertal mindre dvärggalaxer. Varje dvärggalax som faller in i någon annan bildar en större galax och har troligen alltid med sig ett centralt massivt svart hål, tiotals eller hundratusentals gånger massan av vår sol. Ett svart hål som i flertalet fall kommer att dras ner  och utöka det stora svarta hål som finns i centrum av den då större galaxbildningen. Men hur ofta dvärggalaxer innehåller ett massivt svart hål är okänt vilket lämnar ett viktigt gap av hur svarta hål och galaxer utvecklas över tid. Min åsikt är att alla dvärggalaxer eller samlingar av ett visst antal stjärnor har ett centrum av ett svart hål. Frågan är dock varför dessa svarta hål finns och som jag ser det är viktiga och eller självbildande i centrum av en viss mängd stjärnor. Troligen finns frön för svarta hål överallt och blir aktiva vid en viss mängd av stjärnsamling (min anm.)

"Det här resultatet väckte mitt sinne då dessa svarta hål tidigare gömde sig för oss", sa Polimera. "Svarta hål är ett fascinerande ämne. ... Men det finns fortfarande den kvardröjande frågan: Var kommer sådana supermassiva svarta hål ifrån? Vårt arbete är ett litet steg närmare till att besvara den frågan."

Kannappan jämförde deras upptäckt av svarta hål med eldflugor. De ses bara då dess sken kan ses när gas mm dras ner mot dem.

Resultaten av denna forskningsinsats publicerades  i Astrophysical Journal den 24 maj 2022. 

Bild pxhere.com på svart hål i galaxen Messier 87 (det första som finns på bild).

Det diskuteras över vad solen egentligen består av.

 

Den beprövade metoden för att bestämma solens kemiska sammansättning med spektralanalys verkar stå i strid med en innovativ exaktare teknik för att kartlägga solens inre struktur. Det var situationen för astronomer som studerade solen nyligen tills nya beräkningar som nu har publicerats av Ekaterina Magg, Maria Bergemann och kollegor vid Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg,  löste  mysteriet.

Det var den indiska astrofysikern Meghnad Saha 1920 som var den som relaterade styrkan hos dessa "absorptionslinjer" till stjärntemperatur och kemisk sammansättning vilket utgör grunden för våra fysiska modeller av stjärnor (spektralanalys). Cecilia Payne-Gaposchkins insikt om att stjärnor som vår sol huvudsakligen består av väte och helium, med spårmängder av tyngre kemiska grundämnen bygger på det arbetet.

De underliggande beräkningarna som relaterar till spektrala undersökningar av stjärnplasmans kemiska sammansättning och fysik har varit av avgörande betydelse för astrofysiken sedan dess. De har varit grunden för ett sekellångt framsteg i vår förståelse av universums kemiska utveckling såväl som av den fysiska strukturen och utvecklingen av stjärnor och exoplaneter. Det var därför det kom som något av en chock när nya observationsdata blev tillgängliga och gav en inblick i vår sols inre som inte passade ihop med vad spektralanalys visat.

Den moderna standardmodellen för solutveckling kalibreras med hjälp av en berömd (i solfysikkretsar) uppsättning mätningar av solatmosfärens kemiska sammansättning. Men i ett antal viktiga detaljer motsäger en rekonstruktion av vår sols inre struktur baserad på  standardmodellen en annan uppsättning mätningar: helioseismiska data, det vill säga mätningar som spårar mycket exakt de små svängningarna av solen som helhet av hur solen rytmiskt expanderar och kontraherar i karakteristiska mönster över tidsskalor mellan sekunder till timmar.

Precis som seismiska vågor ger geologer viktig information om jordens inre likt ljudet av en klocka kodar information om dess form och materialegenskaper ger helioseismologi information om solens inre. 

Noggranna helioseismiska mätningar gav resultat omsolens inre struktur som stod i strid med solstandardmodellen. Enligt helioseismologin var den så kallade konvektiva regionen i vår sol områden där materia stiger och sjunker som vatten i en kokande kastrull betydligt mer än standardmodellen förutspått. Ljudvågornas hastighet nära botten av regionen avvek även de från standardmodellens förutsägelse liksom den totala mängden av helium i solen. Vissa mätningar av solneutriner - flyktiga elementära partiklar från solens kärna är däremot svåra att upptäcka.

Astronomer hade vad de kom att kalla en "solöverflödskris", på jakt efter en förklaring  av detta överflöd fanns några förslag från det ovanliga till det rent exotiska. Man ställde sig frågorna; Har solen kanske ackumulerat någon metallfattig gas under sitt bildande? Transporteras energi av de notoriskt icke-interagerande partiklarna av mörk materia?

Den nyligen publicerade studien av Ekaterina Magg och Maria Bergemann med kollegor har lyckats lösa den frågan genom att se över de modeller av spektraluppskattningar som finns om solens kemiska sammansättning. Tidiga studier av hur stjärnornas spektra hade förlitat sig på något som kallas lokal termisk jämvikt. De hade antagit att energin lokalt i varje region av en stjärnas atmosfär över tid når en slags jämvikt. Detta skulle göra det möjligt att tilldela varje sådan region en temperatur vilket ger en avsevärd förenkling av beräkningarna.

Redan på 1950-talet hade dock astronomer insett att denna bild var  förenklad. Sedan dess har fler och fler studier införlivat så kallade icke-LTE-beräkningar, vilket släpper antagandet om lokal jämvikt. Icke-LTE-beräkningarna innehåller en detaljerad beskrivning av hur energi utbyts i systemet innebärande hur atomer som blir upphetsade av fotoner eller kolliderar absorberas eller sprids. I stjärnatmosfärer, där densiteten är alldeles för låga för att systemet ska kunna nå termisk jämvikt lönar sig den typen av uppmärksamhet av detaljer. Där ger icke-LTE-beräkningar resultat som skiljer sig markant från deras lokala jämviktsmotsvarigheter.

Maria Bergemanns grupp vid Max Planck-institutet för astronomi är en av de världsledande när det gäller att tillämpa icke-LTE-beräkningar på stjärnatmosfärer. Som en del av arbetet med sin doktorsexamen bestämde sig Ekaterina Magg sig för att mer detaljerat beräkna interaktionen mellan strålningsmaterialet i solfotosfären. Fotosfären är det yttre skiktet där det mesta av solens ljus har sitt ursprung, och även där absorptionslinjerna är präglade på solspektrumet.

I denna studie spårade de alla kemiska element som är relevanta för de nuvarande modellerna av hur stjärnor utvecklats över tid och tillämpade flera oberoende metoder för att beskriva interaktionerna mellan solens atomer och dess strålningsfält för att vara säkra på att resultatet var konsekvent. För att beskriva de konvektiva regionerna i vår sol använde de befintliga simuleringar som tar hänsyn till både plasmans rörelse och strålningens fysik. konstaterade Magg.

De nya beräkningarna visade att förhållandet mellan överflödet av dessa avgörande kemiska element och styrkan hos motsvarande spektrallinjer skilde sig avsevärt från vad tidigare forskare hade sagt. Följaktligen är de kemiska överflöd som följer av det observerade solspektrumet något annorlunda än vad som anges i tidigare analyser. 

"Vi fann att enligt vår analys innehåller solen 26 % mer element tyngre än helium än tidigare studier visat", förklarar Magg. I astronomi kallas sådana element tyngre än helium "metaller". Endast i storleksordningen en tusendels procent av alla atomkärnor i solen är metaller. Det är ett  mycket litet antal som nu har förändrats till 26 % högre av sitt tidigare värde. Magg tillägger: "Värdet för syreöverflödet var nästan 15 % högre än i tidigare studier." De nya värdena är dock i god överensstämmelse med den kemiska sammansättningen i primitiva meteoriter ("CI-kondriter") som tros representera den kemiska sammansättningen av det mycket tidiga solsystemet.

När dessa nya värden används som indata för nuvarande modeller av solstruktur och evolution, försvinner den förbryllande skillnaden mellan resultaten av dessa modeller och helioseismiska mätningar vilket visas av Maggs och Bergemanns och dennes kollegors djupgående analys av hur spektrallinjer produceras.

Maria Bergemann säger: "De nya solmodellerna baserade på vår nya kemiska sammansättning är mer realistiska än någonsin tidigare: de producerar en modell av solen som överensstämmer med all information vi har om solens nuvarande struktur - ljudvågor, neutriner, ljusstyrka och solens radie - utan behov av icke-standardiserad, exotisk fysik i solens inre."

Som en extra bonus är de nya modellerna lätta att applicera även på andra stjärnor än solen.

Bild Solen som den såg ut 2013 i synligt ljus och solfilter med solfläckar och randfördunkling. Bild vikipedia.

En osynlig spegelvärld kan integrera med vår värld anas ur dess gravationseffekt på vår.

 

Enligt ny forskning kan en osynlig "spegelvärld" av partiklar som interagerar med vår värld och dess partiklar ske via gravitation och vara nyckeln till att lösa ett stort pussel i kosmologin idag - Hubble-konstantproblemet. 

Hubble-konstanten är universums nuvarande expansionshastighet. Förutsägelser för denna hastighet utifrån kosmologins standardmodell ger en betydligt långsammare hastighet än den i våra mest exakta lokala mätningar. Denna skillnad har många kosmologer försökt lösa genom att ändra vår nuvarande kosmologiska modell för verkligheten. Utmaningen är att göra det utan att förstöra överensstämmelsen mellan standardmodellförutsägelser och kosmologiska fenomen ex den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Att avgöra om ett sådant kosmologiskt scenario, en spegelvärld, existerar är en fråga som forskare, bland annat Francis-Yan Cyr-Racine, biträdande professor vid Institutionen för fysik och astronomi vid University of New Mexico, Fei Ge och Lloyd Knox vid University of California, Davis arbetar på att svara på.

Enligt NASA är kosmologi den vetenskapliga studien av universums storskaliga egenskaper som helhet  är det viktigt att försöka förstå kosmos och expansionshastigheten av kosmos ingår i detta. Kosmologer studerar begrepp som mörk materia och mörk energi och frågan om det finns ett universum eller många, så kallade multiuniversum (det jag kallar oräkneliga i tid och rum ex kan ett finnas i tid någon sekund före eller efter oss (min anm.).

Nu har Cyr-Racine, Ge och Knox upptäckt en tidigare ej uppmärksammad matematisk egenskap i kosmologiska modeller som i princip skulle kunna möjliggöra en snabbare expansionshastighet samtidigt som den knappast ändrar de mest exakt testade förutsägelserna i den kosmologiska standardmodellen.

De fann att en enhetlig skalning av gravitationshastigheten för fritt fall och fotonelektronspridningshastighet lämnar de flesta dimensionslösa kosmologiska observerbara data nästan oföränderliga. Detta resultat öppnar för ett nytt tillvägagångssätt att förena kosmisk mikrovågsbakgrund och storskaliga strukturobservationer med höga värden av Hubble-konstanten: Att finna en kosmologisk modell där skalningstransformationen kan realiseras utan att bryta mot några mätningar av kvantitet som inte skyddas av symmetri. Arbetet har öppnat en ny väg för att lösa det som har visat sig vara ett utmanande problem. Ytterligare modellbyggande kan ge överensstämmelse med de två begränsningarna som ännu inte uppfyllts: de härledda ursprungliga överflöden av deuterium (tungt väte) och helium.

Om universum på något sätt utnyttjar denna symmetri leds forskarna till en extremt intressant slutsats: slutsatsen att det finns ett spegeluniversum som är mycket likt vårt men osynligt för oss utom genom dess gravitations påverkan på vår värld. (Otroligt spännande då det kan betyda att det finns en spegelexistens av oss alla och att vi är en spegelexistens av vårt andra jag där (min anm.)

En sådan "spegelvärld" mörk sektor skulle möjliggöra en effektiv skalning av gravitationshastigheten för fritt fall samtidigt som den exakt uppmätta genomsnittliga fotondensiteten fortfarande ligger fast. Förutom att söka efter saknade ingredienser i vår nuvarande kosmologiska modell undrar forskare också om denna Hubble-konstants avvikelse delvis eller helt kan vara  orsakad av mätfel. Även om det fortfarande är en möjlighet är det viktigt att notera att avvikelsen har blivit mer och mer betydande efterhand som datainsamling av allt högre kvalitet har inkluderats i analyserna. Något som tyder på att mätfel troligast inte är förklaringen. 

Något som än mer kan visa att vi har en spegelvärld av vårt universum osynligt och svårfångat därute (kanske till och med omöjligt att få kontakt med). 

För Ufo fantasten kan tankar säkert uppstå att det är därifrån vi ibland ser sken av främmande farkoster som kommer och plötsligt försvinner. Kanske de där även ser våra farkoster ibland. Men aldrig likt vi här aldrig kan förklara vad de är eller var de kommer från (min anm.).

Forskningen och artikeln jag utgått från i detta inlägg https://scitechdaily.com/ghostly-unseen-mirror-world-might-be-cause-of-cosmic-controversy-with-hubble-constant/

kommer från följande referens: "Symmetry of Cosmological Observables, a Mirror World Dark Sector, and the Hubble Constant" av Francis-Yan Cyr-Racine, Fei Ge och Lloyd Knox, 18 maj 2022, Physical Review Letters DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.201301   OBS det som står i kursiv stil är dock mina egna funderingar.

Bild flickr.com

Kan mörk materia slås då dvärggalaxer kolliderar

 

Ett team astrofysiker med anslutning till flera institutioner i USA, en i Tyskland och en i Kanada har det  utvecklats en ny teori med syfte att förklara förekomsten av dvärggalaxer där mörk materia saknas. I en artikel publicerad i tidskriften Nature föreslår forskare att anledningen till brisen på mörk materia kan bero på en tidigare kollision som resulterat i att två dvärggalaxer sammanslagits. Något som upptäckts vara en möjlig händelse för att förklara bristen. Något som resulterat i brist av mörk materia i vissa dvärggalaxer. 

Eun-jin Shin och Ji-hoon Kim vid Seoul National University har publicerat en News & Views-artikel i samma tidskriftsnummer som nämns ovan där forskarnas arbete beskrivs.

2018 var året då forskare för första gången upptäckte en dvärggalax som tycktes sakna mörk materia (den hade ingen detekterbar gravitationskraft som visade att någon mörk materia var inblandad). 2019 upptäckte ett annat team ytterligare en dvärggalax av samma slag därefter har forskare försökt förklara fenomenet.

I denna nya rapport utvidgade forskarna studierna från andra team som indikerar bevis på att mörk och normal materia separerar i stor skala när kluster av galaxer kolliderar. Forskarna föreslår att något liknande hänt här. Med resultatet att  dvärggalaxen som då bildades fick mörk materia brist.

 De noterar att det finns flera andra likartade dvärggalaxer med brist på detta. De är bildade genom sammanslagning av två (eller fler) mindre dvärggalaxer och just detta slag av dvärggalax som då bildas saknar mörk materia. Det innebär som jag tolkar det att en dvärggalax som inte krockat med en annan dvärggalax fortfarande innehåller mörk materia (min anm.). Men som vanligt vill jag ändå tillägga att jag anser att mörk materia är vanlig materia som är i en konsistens vi ännu inte förstår.

Bild vikipedia på IC 10, en av dvärggalaxerna i Lokala galaxhopen som finns i riktning mot stjärnbilden Cassiopia. En vacker bild av en dvärggalax.

Hubbleteleskopets nya data om universums expansion.

 

Nasas Hubble Space Telescope har slutfört ett nästan 30-årigt arbete vilket har kalibrerat mer än 40 markörer av rymd och tid för syftet att hjälpa forskare att exakt mäta universums expansionshastighet.

Sökandet av universums expansionstakt började på 1920-talet med mätningar av astronomerna Edwin P. Hubble och Georges Lemaître. 1998 ledde fortsatta mätningar till  det som fick namnet "mörk energi", en mystisk kraft som påskyndade universums expansion. Under de senaste årens insamlade av ny data från Hubbleteleskopet och andra teleskop fann astronomer en skillnad mellan expansionshastigheten som uppmätts i nuvarande universum jämfört med hur hastigheten var strax efter bigbang som matematiskt räknats ut till ett annat värde.

Orsaken till skillnaden är  inte förstådd. Hubble-datan omfattar en mängd mätningar av skilda kosmiska objekt som fungerar som avståndsmarkörer vilkas resultat stöder  att något konstigt pågår som vi inte förstår eventuellt kan vi ha fått kontakt med en för oss okänd fysik.

Nobelpristagaren Adam Riess vid Space Telescope Science Institute (STScI) och Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland leder ett vetenskapligt samarbete som undersöker universums expansionstakt, Projektet heter SHOES, (Supernova, H0) vilket är ekvationen för tillståndet för mörk energi. "Det här är vad Hubble-rymdteleskopet byggdes till att göra, att med hjälp av de bästa teknikerna undersöka universums expansionstakt. Detta är sannolikt Hubbles magnum opus  eftersom det skulle ta ytterligare 30 år av Hubble att fördubbla detta resultat av datamängd, säger Riess.

Riess arbete ska offentliggöras i ett specialnummer av The Astrophysical Journal där det ska publiceras en rapport om att slutföra den största och sannolikt den sista stora uppdateringen av Hubbles lag.  

De nya resultaten mer än fördubblar det tidigare urvalet av kosmiska avståndsmarkörer. Riess team analyserade även alla tidigare data. Hela datasetet innehåller nu över 1000 Hubbledata.

Det finns mycket vi ännu inte  förstår av universum och expansionshastighetens skillnader över tid och rum av universum är en. För mer om just detta arbete följ denna länk från Hubbleteleskopets hemsida. 

Ett än mer och förbättrat insamlande av data om detta kommer i ett senare skede att göras av James Webb teleskopet.

Jag (min anm.) anser att det inte är konstigt om expansionshastigheten var lägre efter BigBang än den är nu. Visst den är större nu och accelererar fortfarande men kan inte det förklaras av att det som startade i ett ingenting inte får motstånd av något som gravitation eller annat utan en fart i en tomhet som plötsligt finns ökar per automatik en rörelse som sker. Det mystiska som vi inte kan förstå är egentligen vad expandrar universum i? Är det samma sak som att fråga om inget fanns men något otroligt lite uppstod som plötsligt blev BigBang varifrån hände eller uppstod detta eller är den frågan ett moment 22?

Bild pixabay.com