Frågan är hur galaxer utvecklas över tid

 

- En student under grundutbildning vid University of Massachusetts Amherst har bidragit med ett betydande arbete för förståelsen av  tillväxten av stjärnor och svarta hål och hur detta hänger samman. Denna nya förståelse gör det möjligt för James Webb Space Telescope (JWST) att mer effektivt ställas in på att söka efter hur galaxer utvecklas över tid. Astronomer vet att galaxernas utveckling drivs av två processer: tillväxten av supermassiva svarta hål i galaxers centrum och bildandet av nya stjärnor.

Hur dessa processer är relaterade till varandra har förblivit ett mysterium och är en av de frågor som James Webb Space Telescope (JWST) kommer att försöka besvara. Studenten nämnd ovan har namnet Meredith Stone och tog examen vid UMass Amhersts astronomiprogram i maj 2022 och hjälpte redan som student forskare att bättre förstå hur det hänger samman.

"Vi vet att galaxer växer, kolliderar och förändras över tid", säger Stone, som slutförde denna forskning under ledning av Alexandra Pope, professor i astronomi vid University of Massachusetts Amherst och seniorförfattare där och skribent till en artikel nyligen publicerad i The Astrophysical Journal. – Och vi vet även att svarta håls tillväxt och stjärnbildningen spelar avgörande roller i galaxers utveckling. Vi tror att båda  är betydelsefulla tillsammans och  reglerar varandra men hittills har det varit väldigt svårt att förstå exakt hur.

En del av anledningen till att det har varit svårt att studera samspelet mellan svarta hål och stjärnor är att vi inte riktigt kan se dessa interaktioner eftersom det sker bakom enorma moln av galaktiskt stoft.

 "För galaxer där det  aktivt bildas stjärnor kan mer än 90 % av det synliga ljuset absorberas av damm", säger Pope. Damm absorberar synligt ljus då det värms upp och även om det mänskliga ögat inte kan se värme kan infraröda teleskop se den”.

"Vi använde rymdteleskopet Spitzer", säger Stone som kommer att börja sina forskarstudier i astronomi vid University of Arizona i höst, "samlat under kampanjen Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS) med syftet att se på det infraröda våglängdsområdet i mittenskalan från några av de ljusaste galaxerna som finns relativt nära jorden." I synnerhet letade Stone och hennes medförfattare efter särskilda fingeravtryck från svarta hål och stjärnbildning.

Svårigheten med dessa fingeravtryck är att de är mycket svaga och nästan omöjliga att skilja från det allmänna bruset i det infraröda spektrumet. "Vad Meredith gjorde", säger Pope, "är att kalibrera mätningarna av dessa spårämnen så de blir mer distinkta."

När teamet väl hade dessa mer distinkta observationer i handen kunde man se att att svarta håls tillväxt resulterar i stjärnbildning och dessa händelser verkar påverka varandra. Stone kunde till och med beräkna förhållandet som beskriver hur de två fenomenen har ett sammanhang.

Detta är inte bara en spännande vetenskaplig prestation, Stones arbete kan nu användas av Webb teleskopets forskare, med dettas oöverträffade tillgång till det mittersta infraröda spektrumljuset kan teleskopet användas för att se mycket närmre på fenomenen och kanske lösa de frågor som återstår. För även om Stone och hennes medförfattare inklusive UMass Amherst astronomidoktorand Jed McKinney, kvantifierade hur svarta hål och stjärnor är kopplade i en galax förklarar det inte varför de är länkade och hur.

Otroligt spännande sammankoppling är detta (min anm.) kan svarta hål inte vara endast det vi tror utan även energigivare för stjärnbildning. Men hur?

Bild NGC 6240 även känd som sjöstjärnegalaxen (ingår i stjärnbilden Ormbäraren) finns tre supermassiva svarta hål som dras närmare och närmare varandra. Bild vikipedia. Denna galax ingick i undersökningsmaterialet.

Mars Express ser på Mars egen Grand Canyon

 

De senaste bilderna från ESA:s Mars Express är tagna över två dalar som utgör en del av det mäktiga Valles Marineris canyon-systemet. Valles Marineris skär över Mars som Grand Canyon skär över USA Skillnaden är att Mars canyon är betydligt större i förhållande till USA:s.

Valles Marineris är 4000 km lång, 200 km bred och upp till 7 km djup och  nästan tio gånger längre, 20 gånger bredare och fem gånger djupare än Grand Canyon. I jämförelse skulle ett kanjonsystem av liknande storlek på jorden sträcka sig från Norges norra spets till Siciliens södra spets.

Det finns även en annan stor skillnad mellan de två: medan Grand Canyon bildades när Coloradofloden eroderade bort sten och grus tros Valles Marineris ha bildats genom att driva isär tektoniska plattor.

Bilden ovan från  https://phys.org/news/2022-07-mars-peers-grand-canyon.html visar två dalar (eller chasma)  som utgör en del av den västra delen avValles Marineris. 

Till vänster bilden (söderut på Mars) ses den  840 km långa Ius Chasma, och till höger på bilden  (norr på Mars) ses den 805 km långa Tithonium Chasma. De högupplösta bilderna visar i hög skärpa ytdetaljer som visar hur djup Tithonium Chasma är - upp till 7 km. Alpernas högsta berg Mont Blanc som är 4809 m skulle rymmas här.

På toppen av Tithonium Chasma ger en fläck av mörk sand färgkontrast i bilden. Denna  sand har troligen sitt ursprung från den närliggande vulkanregionen Tharsis.

Bredvid de på bilden mörka sanddynerna finns två ljustonade högar (en beskuren i den övre bildgränsen). Dessa "högar" är berg och stiger upp mer än 3000 meter i höjd. Dess bergsytor har eroderats kraftigt av Mars starka vindar vilket indikerar att de består av ett svagare material än det omgivande berget.

Mellan de två högarna (bergen) ser vi en serie mindre högar som visas i den andra perspektivvyn. Undersökningar gjorda med hjälp av rymdsonden Mars Express  har här visat vattenbärande sulfatmineraler i denna region. Det tyder på att dessa mindre högar kan ha bildats när vätska som en gång fyllde chasma avdunstade. Det är dock en teori som är hett debatterad.

Längst ner till höger om högen som vi ser i sin helhet (uppe till höger i den andra perspektivvyn) kan vi se parallella linjer och högar av skräp med troligt ursprung av ett nyligen inträffat jordskred. Detta syns också som ett stort lila område i topografibilden nedan. Jordskredet orsakades troligen  av en kollaps av kanjonväggen till höger och har sannolikt inträffat relativt nyligen eftersom bergväggen inte eroderats så mycket. De båda Chasmas regelbundna ytor är även de intressanta. När de tektoniska plattorna drogs isär verkar det gett effekten till taggiga trianglar bestående av sten liknande en rad hajtänder. Med tiden har dessa dock kollapsat och eroderat.

Det var lite nytt från Mars.

Radiogalax NGC 2663 sänder ut rak riktad radiostrålning

 

Ett internationellt team av astronomer rapporterade nyligen upptäckten av en  kollimerad (Rakriktad radiostrålning) radiostrålning från en närliggande radiogalax som kallas NGC 2663. Dessa strålar  spänner över mer än 1150 ljusår och kan hjälpa oss förbättra vår kunskap om den här galaxen och dess omgivning. Fyndet redogjordes den14 juli i arXiv.org.

Radiogalaxer avger enorma mängder radiovågor från sina centrum. Dess svarta hål i mitten av dessa galaxer samlar och drar till sig gas och damm vilket genererar högenergistrålar i radiovåglängder vilka då accelererar som elektriskt laddade partiklar i hög hastighet.

På ett avstånd från oss av cirka 93 miljoner ljusår är NGC 2663 (även känd som PGC 24590) en elliptisk galax med en gasformad skiva. Här finns  en kompakt central radiokälla i centrum och  tidigare i studier föreslogs att här fanns en aktiv galaktisk kärna (AGN). NGC 2663 upptäcktes 1886 och många observationer av denna galax har genomförts sedan dess. Men fortfarande, är många av dess egenskaper okända.

Nyligen har en grupp astronomer under ledning av Velibor Velović vid Western Sydney University i Australien utfört en studie av flera våglängder av strålning från NGC 2663 från radiofrekvenser till röntgenstrålar, för att kasta mer ljus över galaxens natur. Observationerna visade att NGC 2663 är en stor, massiv elliptisk galax med en stjärnmassa av cirka 580 miljarder solmassor. Dessutom upptäcktes två motsatt riktade radiostrålningsfält  som sträcker sig över 43 bågminuter över himlen vilket motsvarar cirka 1 150 ljusår. Detta gör NGC 2663 till en av de största radiogalaxerna (i projicerad vinkelstorlek) i det närliggande universum. För mer utförligt hur undersökningen gick till följ denna länk 

Bild vikipedia som visar en radiogalax. I detta fall radiogalaxen Centaurus A. En gigantisk elliptisk galax i stjärnbilden Kentauren. Det är den från oss räknat  närmaste aktiva radiogalaxen. Centaurus A  finns på ett beräknat avstånd från oss av 113050000  ljusår. Enligt beräkningar från Hubbleteleskopets insamlade data tros den  innehålla 2000 klotformiga stjärnhopar, varav många ljusare och tyngre än de ungefär 150 klotformiga stjärnhoparna i vintergatan. Bilden ger en bild av en radiogalax. Ovan nämnda NGC 2663 finns ingen bra bild på. Men både den och Centaurus A är elliptiska galaxer och har därmed en likheter.

Asteroiden Aletais nedslag är unikt genom sin rekordstora spridning av material

 

Meteoroider är små objekt av utomjordiskt material som kommer in i jordens atmosfär och skapar strimmor av ljus som kallas meteorer. Om de inte brinner upp i atmosfären utan istället exploderar i många mindre objekt och landar på jorden kallas de meteoriter och sprids över stora områden över jorden. Sådana nedslagsplatser är vanligtvis dussintals kilometer långt. Eftersom meteoritfall kan leverera stora mängder kinetisk energi och därför är potentiellt farliga är det av största vikt att studera dess fysikaliska egenskaper, banor, hastighet och  ingångsvinkel när den är på väg.

Aletai-meteoriten som beräknats ha kraschat med jorden för 65 miljoner år sedan var ursprungligen en järnmeteorit vars 74 ton har återfunnits i Aletai-regionen i Xinjiang-provinsen i Kina. Den totala längden på det av Aletai bitarna strödda fältet är 430 kilometer vilket är det störst kända utspridningsfältet av en meteorits delar man känner till. För att förstå hur denna nedslagshändelse genererade en så utbredd fördelning av meteoritfragment kombinerade Ye Li och kollegor från Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences, analyser av meteoritens petrologi och geokemi  med radionuklidanalyser och numerisk modellering med syftet att uppskatta djupet från vilket dessa fragment fanns i meteoroiden.

Detta ledde till uppskattningar av meteoroidens massa samt dess hastighet och ingångsvinkel. 

Resultaten av detta arbete indikerar att Aletai-meteoroiden huvudsakligen består av mineralet kamacit (Fe-Ni-legering) och hade en flack inträdesvinkel i jordens atmosfär. Den numeriska modelleringen av dess bana, baserat på massa, hastighet och ingångsvinkel indikerar att ett beteende som liknar stenhoppning skedde och då gav upphov till det ovanligt stora spridningsfältet.

Stenhoppningsbanor kan resultera i att en meteoroids energi försvinner i atmosfären på grund av att materian är i atmosfären under längre tid istället för att energin i full kraft slår ner i mer brant vinkel och snabbare når marken. Stenhoppningsbanor i atmosfären gör att rörelseenergin till stor del försvinner här

 (man kan som jag (min anm.) se stenhoppning i atmosfären som liknande så kallat kasta smörgås i en sjö med en sten den hoppar fram på ytan) https://sv.wikipedia.org/wiki/Kasta_sm%C3%B6rg%C3%A5s

 vilket gör meteoritdelarna potentiellt mindre farliga vid nedslaget. Detta resultat av analysen kan hjälpa till att avgöra om andra stora fält av meteoritnedslag är ett resultat av liknande dynamik i jordens atmosfär.

Bild från https://phys.org/news/2022-07-unique-stone-skipping-like-trajectory-asteroid-aletai.html

 över Karta över platserna där Aletai-meteoriten spreds vid nedslaget i Xiaodonggou-o i Kina.

Den äldst kända meteoriten från Mars och dess ursprung.

 

Black Beaty eller Northwest Africa 7034 som den även kallas är en meteorit med ursprung Mars. Den är 4,48 miljarder år gammal och visar likheter med Mars mycket gamla skorpa…", säger huvudförfattaren till studien  om detta Anthony Lagain planetforskare vid Curtin University i Perth, Australien i ett uttalande nyligen.

"Regionen vi identifierar som källan till detta unika marsmeteoritprov utgör ett fönster till planeternas tidigaste miljö, inklusive jordens en miljö som jorden förlorat på grund av plattektonik och erosion."

För att identifiera meteoritens urspungsplats matade forskare in bilder 94 miljoner bildtagningar  (obs bilder inte enskilda kratrar) av  marskratrar av Mars Reconnaissance Orbiters kontextkamera i en maskininlärningsalgoritm. AI korsrefererade kratrarnas storlek och fördelning med materialegenskaperna hos meteoriten - som har några av de högsta koncentrationerna av kalium och torium av någon marsmeteorit som hittats på jorden och är även en av de mest magnetiska. Detta begränsade listan över möjliga kratrar till 19 kända varav en stod ut eftersom den nära matchar kronologin för Mars och meteoritens egenskaper.

Black Beauty kom till jorden tack vare två asteroidnedslag. Den första smällde in i Mars och bildade den 25 mil breda (40 kilometer) Khujirt-kratern för ungefär 1,5 miljarder år sedan  och slet våldsamt ut Black Beauty och andra stenar från Mars-skorpan och skickade dem högt upp i atmosfären innan de regnade tillbaka ner på Mars yta igen. Men efter 5 till 10 miljoner år skedde ett nytt asteroidnedslag och denna gång flög Black Beauty ut i rymden i riktning mot jorden och lämnade Karratha-kratern som bildats vid detta andra nedslag  inuti Khujirt-kratern.

Resultaten tyder på att Khujirt-kratern en gång var en del av Mars urskorpa  som bildades strax efter att dess magmahav kyldes och stelnade. Då plattektonik förstörde jordens urskorpa och månens ursprungliga skorpa är begravd under tusentals meter månstoft får denna krater på Mars  att vara spännande för forskare som vill studera hur planeterna  i vårt solsystem  bildades.

Algoritmen kunde lokalisera utkastningsplatserna även för andra marsmeteoriter. Forskarna säger att de också vill anpassa sin algoritm för att utföra liknande sökningar över månen och Merkurius.

"Detta kommer att bidra till  ny kunskap om deras geologiska historia och svara på frågor som kommer att hjälpa framtida undersökningar av solsystemet som  för Artemis-programmet för att skicka människor till månen i slutet av decenniet eller BepiColombo-uppdraget, i omloppsbana runt Merkurius 2025 ", säger medförfattare Gretchen Benedix, en planetforskare vid Curtin University i ett uttalande.

Meteoriten Black Beaty eller som dess officiella namn är Northwest Africa 7034  tros ha krossats i nedslaget på  jorden för ungefär 5 miljoner år sedan. En del av denna hittades i Saharaöknen 2011 daterades då till knappt 4,5 miljarder år gammal - vilket gör den till den äldsta marsmeteoriten som någonsin hittats på jorden.

Forskarna publicerade sina resultat 12 juli 2022 i tidskriften Nature Communications.

Bild vikipedia på Black Beauty.

Nytt slag av teleskop ska kunna spåra gravitationskällor

 

Ett nytt teleskop, som består av två identiska instrument ska monteras upp på motsatta sidor av Jorden. Detta kommer att möjliggöra spårning av källor till gravitationsvågor som når oss från rymden.

Gravitational-wave Optical Transient Observer (GOTO), ledd av University of Warwick, är projektets namn som signalerar en ny era av gravitationsvågsvetenskap. Utplacerad över två antipodala platser för att helt täcka himlen, kommer GOTO att detektera himlen efter optiska ledtrådar om de våldsamma kosmiska händelserna som skapar krusningar i rymdens hölje. Följ denna länk för att få mer info om GOTO på deras hemsida och  mer kunskap om projektet. 

GOTO kom till när Storbritanniens University of Warwick och Australiens Monash University ville ta itu med skillnaden mellan gravitationsvågdetektorer och elektromagnetiska signaler. Nu har detta internationella samarbete 10 partners, varav sex i Storbritannien. GOTO har fått 3,2 miljoner pund i finansiering från Science and Technology Facilities Council (STFC) för syftet att distribuera den fullskaliga anläggningen.

"Det är verkligen uppmuntrande ur ett internationellt samarbetsperspektiv att Storbritannien är villigt att stödja detta projekt med nya teleskop som nu ska byggas i Australien", säger docent Duncan Galloway, från Monash University School of Physics and Astronomy.

"Den nya webbplatsen (GOTO)  ger oss en enorm förbättring av vår möjlighet att observera motsvarigheterna l gravitationsvågsdetekteringar  och elektromagnetiska signaler. Att upptäcka de optiska motsvarigheterna snabbt är en nyckelfaktor för hur mycket vi kan lära av gravitationsvågsdetekteringar.

Den första sådana händelsen, GW170817 identifierades på 11 timmar; men med vårt GOTO - nätverk utbyggt kan tiden för en  identifikation förkortas till  några minuter säger Galloway.

Ytterligare ett avancerat verktyg är därmed på väg enligt ovan för att öka vår förståelse av verkligheten (min anm.).

Bild pxhere.com ut i det okända vad finns och vad sker  därute?

Att skapa gravitation i en månbas

 

Att bo och arbeta i rymden under längre perioder innebär problem av skilda slag. Ett är strålningen därute något som jordens skyddande magnetosfär till stor del skyddar oss för när vi håller oss på Jorden.

Om vi ska vara en längre tid i rymden eller ha forskningsstationer på månen eller Mars behöver vi utarbeta något slag av självförsörjning eftersom mån- eller marsbaser är för långt borta för att vi där man förlita oss på regelbundna återförsörjningssändelser från jorden något som den internationella rymdstationen (ISS) får i dag. Utöver det måste vi lösa problemet med muskelförtvining hos mån- eller marspersonal annars kan ingen under en längre tid vara på månen och ingen resa till Mars.

En låg gravitation är särskilt pressande för långsiktiga uppdrag och livsmiljöer bortom jorden. Om mänsklighetens framtid  ska innefatta rymdstationer måste vi i förväg utforma lösningar på detta. Strålningsrisken kan lösas med skyddsrum men gravitationen är mer svårlöst. Det är tråkigt att Venus inte är möjlig att besöka eller ha stationer på då det där är ungefär samma gravitation som på jorden.

En populär idé är att skapa roterande livsmiljöer i rymden som simulerar artificiell gravitation, som en Pinwheel Station eller O'Neill Cylinder 

 Ett annat förslag från ett team japanska forskare visar något djärvare: en roterande livsmiljö på månen. Den 5 juli meddelade representanter från Kyoto University och Kajima Corporation (ett av de äldsta och största byggföretagen i Japan) att de skulle samarbeta för att genomföra en studie om detta koncept och hur det skulle kunna förverkligas att mänskligheten skulle kunna leva på månen och Mars.

Studien är ett samarbete mellan Kyoto University och Kajima Corporation (ett av Japans äldsta och största byggföretag). Tillkännagivandet gjordes under en presskonferens som sändes av Kansai TV NEWS och delades via deras YouTube-kanal. Här delade professor Yosuke Yamashiki från Kyoto University och Takuya Ohno - chefen för architectural designavdelningen vid Kajima Constructions Kansai Branch - en video där man visade deras föreslagna "artificiella gravitationsanläggning" för att bo på månen och Mars. 

Forskningen är viktig då effekterna av mikrogravitation på mänsklig fysiologi är väl dokumenterade. Tack vare många experiment som involverar långvariga vistelser ombord på ISS är det fastställt att astronauter upplever en förlust av muskelmassa och bentäthet efter en kort vistelse där. Ny forskning har också visat att förlusten av benstyrka är något astronauter aldrig helt återhämtar sig från. Andra noterade effekter inkluderar förändringar i kardiovaskulär hälsa, organfunktion, syn, psykologiska effekter och genuttryck. 

Professor Yamashiki förklarade:

"Mars och månen har mycket mindre (ytgravitation) än jorden. Jag undrar om människor så småningom kan bo på dessa platser ... Det är inte känt om däggdjur kan föröka sig och växa normalt i ett utrymme med låg gravitation som på månen".  

(idén man arbetar med se länk och där film mm ovan) är dock densamma som jordens. Mer om detta finns i medföljande länk här där även en kort film visar hur man tänker då det gäller konstgjord gravitation.

Bild vikipedia som visar En illustration av ett par O'Neill-cylindrar.