Satelliter i storlek som en skokartong viktiga vid kommande månuppdrag

 

NASA: s water - scouting CubeSat 

är nu redo för en tur i månens omloppsbana. CubeSat är små satelliter som kan ses i ovan länkar och där visas att de inte är  mycket större än en skokartong. Lunar IceCubes datainsamling som just denna aktuella CubeSat kallas kommer att ha en stor inverkan för månvetenskapen. Satelliten Lunar IceCubes arbete är att lokalisera och uppskatta mängden av och sammansättningen av isavlagringar på månen för framtida exploatering av robotar eller människor. Den kommer att flyga som ett sekundärt nyttolastuppdrag med på  Artemis 1 (tidigare känt som Exploration Mission 1), den första flygningen med Space Launch System (SLS) och uppdraget är planerat att starta 2022. 

Satelliten är integrerad är en del av i det obemannade Artemis I-uppdraget som lanseras under2022. 

Lunar IceCube ska kretsa kring månen och använda en spektrometer för att undersöka månens is. Tidigare uppdrag har avslöjat is av vatten på månen Lunar IceCube kommer att ge NASA mer kunskap om månens is-dynamik.

Forskare är intresserade av absorption och frisättning av vatten från regoliten – (månens steniga och dammiga yta). Lunar IceCube ska undersöka denna process för att NASA ska kunna  kartlägga när dessa förändringar inträffar på månen.

Lunar IceCube kommer även att studera månens exosfär. Den  tunna atmosfär som omger månen. Genom att förstå dynamiken i vatten och andra ämnen på månen kommer forskare att kunna förutsäga säsongsförändringar för isen på månen som kan påverka dess användning som  resurs i framtiden.

Allt detta kommer att uppnås från en effektiv och kostnadseffektiv CubeSat som väger ca 14 kg och är av storlek som en ordinär skokartong. Lunar IceCube är en av flera CubeSats som finns med till månen ombord på Artemis I. Dessa små skokartongstora satelliter kan tillsammans med framtida Artemis-uppdrag öka vår kunskap hur vi kan leva och arbeta på månen och så småningom Mars.

En karta över månen av Johannes Hevelius från hans Selenographia (1647). Det är den första kartan som medtar även librationszonerna. Bild vikipedia.

Jordens dagslängd har mystiskt ökat

 

Atomklockor, i kombination med exakta astronomiska mätningar visar att dagens längd plötsligt ökat och ingen förstår varför.

Detta får kritiska effekter inte bara för vår tidtagning utan även exempelvis på GPS och annan teknik som numera styr våra liv.

Om vi börjar från början har det under de senaste decennierna upptäckts att jordens rotation runt sin axel det som avgör hur lång en dag är har ökat. Det har resulterat i att  dygnen blivit  kortare; i själva verket satte vi i juni 2022 rekord för den kortaste dagen under det senaste halvseklet.

Men sedan 2020 har denna förkortning avmattats och nu blir dagarna  längre igen, varför är ett mysterium.

Medan klockorna i våra telefoner visar att det finns exakt 24 timmar på ett dygn varierar den faktiska tiden det tar för jorden att slutföra en rotation runt sin axel. Dessa förändringar förändras långsamt  under perioder på miljontals år till nästan omedelbara förändringar. Jordbävningar och stormar kan tillfälligt ha en betydelse.

Det är mycket sällan ett dygn är exakt 86400 sekunder (exakt 24 timmar). Under miljontals år har jordens rotation avtagit på grund av friktionseffekten som har samband med tidvattnet vars orsak är månen. Den processen lägger till cirka 2,3 millisekunder till längden på varje dag per århundrade.

För några miljarder år sedan var ett dygn  cirka 19 timmar men sedan ca 20000 år tillbaks är ett dygn 24 timmar.

 Men under de senaste 20000 åren har även en annan process gått i motsatt riktning och påskyndat jordens rotation. När den senaste istiden då smältande polarisar gjorde att yttrycket på jordens mantel resulterade i att denna började stadigt röra sig mot polerna vilket resulterade i en minskning av dygnslängden igen.

Precis som en balettdansös snurrar snabbare när denne för armarna mot kroppen - axeln runt vilken de snurrar - så ökar vår planets rotationshastighet när denna massa av mantel rör sig närmare jordens axel. Processen förkortar varje dag med cirka 0,6 millisekunder per århundrade.

Men det finns ett överraskande skeende när vi tar bort de rotationshastighetsfluktuationer som vi vet händer på grund av tidvatten och säsongseffekter. Trots att jorden nådde sin kortaste dag den 29 juni 2022 verkar det långsiktiga skeendet likväl ha skiftat från förkortning till förlängning av dygnet igen sedan 2020. Denna förändring saknar motstycke under de senaste 50 åren.

Orsaken till  förändringen är inte förstådd. Den kan bero på förändringar av vädersystem, La Niña-händelser exempelvis även om dessa har inträffat tidigare. Det kan vara ökad avsmältning av inlandsisarna även om de inte har avvikit enormt från sin stadiga smälthastighet de senaste åren. En del har frågat sig om det kan ha att göra med den enorma vulkanexplosionen i Tonga som sprutade ut enorma mängder vatten i atmosfären. Men det verkar inte troligt med tanke på att detta utbrott inträffade i januari 2022.

Forskare har spekulerat i att denna senaste svårförklarade förändring i planetens rotationshastighet är relaterad till ett fenomen som kallas "Chandler wobble" – vilket innebär en liten avvikelse i jordens rotationsaxel som sker i  cirka 430 dagsperioder. Observationer från radioteleskop visar även att vacklandet har minskat de senaste åren vilket visar att Chandler wobble och 430 dagsperioden kan ha ett samband (men det är en teori).

En annan eventuell möjlighet som är trolig är att inget specifikt har förändrats inuti eller runt jorden. Det kan bara vara långsiktiga tidvatteneffekter som arbetar parallellt med andra periodiska processer som ger en tillfällig förändring av jordens rotationshastighet.

Att exakt förstå jordens rotationshastighet är däremot avgörande för en mängd applikationer numera - navigationssystem som GPS kan inte fungera helt perfekt annars. Med några års mellanrum sätter tidsbevarare också in språngsekunder i våra officiella tidsskalor för att se till att tidsskalorna inte glider ur synkroniseringen med vår planets dygnsrytm och  internet vilkets applikationer (ex GPS)  annars riskerar att kollapsa över tid om vi inget gör  åt fenomenet.

Uppgifterna som ligger till grund för ovan inlägg är från https://theconversation.com/ och skribenter är Matt King Director of the ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science, University of Tasmania och

Christopher Watson Senior Lecturer, School of Geography, Planning, and Spatial Sciences, University of Tasmania Disclosure statement.

Bild pxhere.com

Sökning sker efter en meteorit i havet utanför Papua Nya Guineas kust

 

2014 slog en meteorit ner i havet strax utanför Papua Nya Guineas kust. Data som samlades in indikerade att meteoriten kunde vara ett interstellärt objekt (hur man kom fram till detta framgår inte (min anm,)). Om det stämmer är objektet det tredje interstellära objektet (något som kommer från ett annat solsystem än vårt) som är känt (efter asteroiden 'Oumuamua och komet Borisov) och det första kända som slagit ner på jorden.

Att starta en undervattensexpedition för att hitta meteoriten skulle vara en chansning på att finna något helt unikt och om det hittades och det visade sig stämma komma från ett okänt solsystem ge en enorm vetenskaplig utdelning.

Objektet kallas CNEOS 2014-01-08 och tros vara en halvmeter i diameter. Dess potentiellt interstellära ursprung påstods först av dåvarande doktoranden Amir Siraj och Harvardprofessorn Avi Loeb. Med hjälp av katalogdata av objektets bana drog Siraj och Loeb slutsatsen att det kan ha kommit bortom vårt solsystem på grund av dess ovanligt höga heliocentriska hastighet - med andra ord rörde det sig med en hastighet som tyder på att det inte var bundet av solens gravitation (något som påverkar vårt eget solsystems asteroider, och kometer och andra objekt som skapats eller har sitt ursprung här men inte påverkade ex asteroiden 'Oumuamua och komet Borisov på deras väg genom och ut ur vårt solsystem ).

Det finns dock en hake. Uppgifterna som användes för att mäta objektets nedslag med jorden kom från en spionsatellit från USA: s försvarsdepartement. En spionsatellit utformad för att övervaka jordisk militär aktivitet. De exakta mätvärdena eller felvärdena från mätningen är därför inte offentliga utan en militär bevakad hemlighet - den amerikanska militären är försiktig med att låta de exakta funktionerna hos deras satelliter bli allmän information.

Men utan dessa detaljer är stora delar av det vetenskapliga samfundet förståeligt nog ovilligt att officiellt klassificera CNEOS 2014-01-08 som ett interstellärt objekt.

Kan det likväl vara av jordiskt ursprung men av hemlig tslag som ex en krasch av en testning av en spionsatellit fån USA eller något annat land (min anm.)? I så fall skulle en expedition för att försöka finna objektet säkert inte tillåtas såvida inte det blir ett projekt av försvaret. Framtiden får utvisa om mer sker i ärendet. Den största sannolikheten är dock att det var en asteroid från vårt eget solsystem som slog ner.

Bild flickr.com som visar en del av Papua Nya Guineas kustremsa.

En explosion då en neutronstjärnas kraschade en stjärna har för första gången detekterats i millimetervåglängdljus

 

För första gången har forskare registrerat i millimetervåglängdsljus en explosion orsakad av sammanslagningen av en neutronstjärna med en annan stjärna ( en annan stjärna innebär att det inte var en sammanslagning med en annan neutronstjärna).

Det var vid Northwestern University och Radboud University i Nederländerna  teamet fanns som bekräftade denna explosion som en av de mest energirika kortvariga gammablixtar (GRB) som någonsin observerats och som lämnade efter sig en av det mest lysande efterglöd som någonsin registrerats.

Astrofysiker gjorde upptäckten med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ett internationellt observatorium som drivs av National Science Foundations National Radio Astronomy Observatory (NRAO). ALMA-observatoriet ligger i Atacamaöknen på hög höjd i Chile och består av 66 radioteleskop, vilket gör det till det största radioteleskopet i världen. Se foto  från vikipedia på  hur Alma-teleskopanläggningen såg ut 2012.

"Den här korta gammablixten var den första gången vi observerade en sådan händelse med ALMA", säger Wen-fai Fong, huvudforskare för ALMA-programmet i Northwestern. Efterglöd efter korta gammablixtrar är väldigt svåra att registrera så det var spektakulärt att se den här händelsen och dess starka sken. Efter att i många år ha observerat  skurar av kortvariga gammablixtar öppnar denna överraskande upptäckt ett nytt studieområde och motiverar oss att söka  fler av dessa med hjälp av ex ALMA säger Wen-fai Fong.

De ljusstarkaste och mest energirika explosionerna i universum är just dessa GRB:s. De kan avge mer energi på några sekunder än vår sol kommer att avge under hela sin livstid. I den nya studien undersökte astrofysiker GRB 211106A (namnet på denna gammablixt) som tillhör en GRB - underklass som kallas kortvariga gammablixtar. Dessa utbrott skapar de tyngsta elementen i universum, såsom platina och guld och dessa explosioner är resultatet av en katastrofal sammanslagning av binära stjärnsystem som innehåller minst en neutronstjärna.

"Dessa sammanslagningar är även källor till gravitationsvågor vilket gör dem till de främsta kosmiska källorna som kan observeras av gravitationsvågsobservationer och i ljusvåglängder", sa Fong. "Medan denna GRB inte observerades av något gravitationsvågsobservatorium kunde vi likväl mobilisera flera observatorier för att fånga dess ljus i millimeters-, radio- och röntgenvåglängderna."

Dessa sammanslagningar av en neutronstjärna och en ordinär stjärna uppstår på grund av gravitationsvågor som tar bort energi från de binära stjärnornas bana vilket får stjärnorna att i spiralform närma sig varandra och slutligen kollidera, säger studiens huvudförfattare Tanmoy Laskar, en Excellence Fellow vid Radboud University. Explosionen åtföljs då av strålning som rör sig med nära ljusets hastighet. När något av denna strålning har riktning mot jorden observerar vi en kort puls av gammastrålning (en kortvarig GRB). En kortvarig GRB varar vanligtvis bara några tiondelar av en sekund. Efter att den avtaget letar forskare efter efterglöd ett strålningsutsläpp orsakat av jetstrålars interaktion med omgivande gas.

Då GRB är mycket kortvariga är de svåra att upptäcka. Endast ett halvt dussin kortvariga GRB har detekterats vid radiovåglängder och hittills hade ingen detekterats på millimetervåglängd. "Millimetervåglängden kan berätta om densiteten i miljön runt GRB", säger Schroeder, studieförfattare och doktorand i Fongs forskargrupp och tillägger.

"Och i kombination med röntgenstrålning kan det visa explosionens energi. Detta då emission vid millimetervåglängder kan detekteras under en längre tid än i röntgenstrålfält. Millimeteremissionen också användas till att bestämma bredden på GRB-utkastet.

"Det som gör GRB 211106A så speciell är att det inte bara är det första kortvariga GRB som vi upptäckt i denna våglängd (millimetervåglängd) utan också att millimeter- och radiodetektering gjorde att vi även kunde mäta strålens öppningsvinkel", tillägger Rouco Escorial, studieförfattare och postdoktor i CIERA.

 GRB 211106A inträffade när universum bara var 40 % av sin nuvarande ålder och ljuset var svagt. Även om NASA: s Neil Gehrels Swift Observatory upptäckte explosionen under röntgenobservation av skyn var galaxen där detta skedde omöjlig att upptäcka på den våglängden, vilket gjorde att forskare inte kunde avgöra exakt var explosionen inträffat.

NASA:s rymdteleskop Hubble upptäckte optiskt och infrarött ljus från galaxen medan ALMA upptäckte millimeterljus från efterglöden. Varje våglängd tillförde en ny dimension till forskarnas förståelse av detta GRB och i synnerhet millimetervåglängdstrålningen var avgörande för att avslöja mer om explosionen.

Forskningsresultatet kommer enligt forskarna att publiceras i ett kommande nummer av Astrophysical Journal Letters.

CEERS-93316 bildades cirka 250 miljoner år efter Bing Bang

 

Dr. Rebecca Bowler är Ernest Rutherford Fellow vid University of Manchester och medförfattare till en ny studie med syfte att med James Webb teleskopet finna en tidig eller den tidigaste galaxen som uppkom efter BigBang. En uppgift detta teleskop tar oss vidare med efter att Hubbleteleskopets och Spitzer teleskopets möjligheter är uttömda tekniskt. Något man nu går vidare med utifrån James Webbteleskopet bättre prestanda.

Denna nya studie refererar till ett dussin tidigare studier där de äldre teleskopen har mätt objekt utifrån rödförskjutning med hjälp av en blandning av markbaserade observationer och rymdteleskopet Hubble och det pensionerade teleskopet Spitzer.

" Det är fantastiskt att ha hittat en så avlägsen galaxkandidat redan nu med Webb med tanke på att detta bara är den första uppsättningen av data från teleskopet", säger Callum Donnan, doktorand vid University of Edinburgh, och huvudförfattare till studien.  Det är viktigt att notera att för att vara säker på rödförskjutningen kommer galaxen att behöva uppföljande observationer med spektroskopi. Det är därför vi kallar det för en galaxkandidat."

Studien fastställde att objektet CEERS-93316 inte kunde vara en stjärna med låg massa eller en fri aktiv galaktisk kärna baserat på bilddata från NIRCam (Near Infrared Camera) som är JWST: s primära instrument i upptäckten. Då CEERS-93316 bara kan vara 250 miljoner år gammal är målet för kosmologer att försöka ta reda på vad som händer i så unga galaxer  så snart efter Big Bang.

"Efter Big Bang gick universum in i en period som kallas de mörka åldrarna, en tid innan några stjärnor kom till", säger Dr. Bowler och tillägger "Observationerna av denna galax skjuter observationer tillbaka den tiden då vi tror att de första galaxerna bildades. Vi har redan hittat fler galaxer i det mycket tidiga universum än vad datorsimuleringar förutspått, så det finns helt klart många öppna frågor om hur och när de första stjärnorna och galaxerna bildades. Med tanke på detta otroliga fynd i bara den första uppsättningen data från JWST är det spännande att tänka på hur mycket detta rymdteleskop kan se, upptäcka och om det kan se själva Big Bang.

"I princip kan JWST upptäcka galaxer vid rödförskjutningar större än 20, mindre än 200 miljoner år efter Big Bang", förklarar Bowler. – Dessa galaxer kommer sannolikt att vara extremt svåra att finna men upptäckten av CERRS 93316 ger oss hopp om att de kan finnas." 

(skulle galaxer hittas i tiden av endast 20 miljoner år efter BigBang är det svårt att förklara hur de kunnat bildas så snabbt om man inte omformulerar vad BigBang var eller vad som hände då (min anm.).

"Det mest avlägsna fenomen som observerats är den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) " efterglöden "av Big Bang", förklarar Donnan. "Ljuset från CMB ses ca 400 000 år efter Big Bang och har observerats av olika instrument genom åren - framför allt av Planck-satellitens utrustning (vars uppgift är att undersöka den kosmiska bakgrundsstrålningen) Detta observatorium  sköts upp 2009. 

Webb kommer inte att kunna se så långt tillbaka i tiden men det kan undersöka de tidigaste stadierna av galaxbildning.

Medan Donnan och Bowler båda säger att det just nu inte finns några ytterligare observationer planerade av CEERS-93316 är de hoppfulla om att det kommer att bli möjligt i framtiden.

Bild  https://www.universetoday.com  Frimärksstora bilder av CEERS-93316 från deras respektive JWST NIRCam -filter (nära infraröd kamera) (F115W, F150W, F200W, F277W, F356W och F444W). (Upphovsman: Donnan et al. (2022))

James Webbteleskopets höga bildskärpa av Cartwheel Galaxy

 

Cartwheel-galaxen är en linsformad ringgalax cirka 500 miljoner ljusår bort från oss och ses i stjärnbilden Skulptören. Galaxen var en gång en spiralgalax lik Vintergatan innan den enligt teorin frontalkrockade med en mindre galax  cirka 200-300 miljoner år före den tid vi ser galaxen idag (innebär för ca 700 miljoner år sedan).

 Då den mindre galaxen passerade genom Cartwheel-galaxen orsakade kollisionen en kraftfull gravitationsvåg som expanderade genom galaxen likt en stens effekt  i sanden då den kastas ner i en sandbädd. Chockvågen fortplantade sig i hög hastighet och svepte upp och komprimerade gas och damm vilket skapade kaos bland stjärnorna runt galaxens centrum. Centrum i sig blev dock intakt.

Detta förklarar den blåaktiga ring av gas vi ser runt galaxens centrum. Galaxen har därefter börjat återta sin ursprungliga form som spiralgalax med galaxarmar från centrum.

James Webb Space Telescope har nu sett genom tid och enorma mängder damm och fångat en ny bild av Cartwheel Galaxy och avslöjar den snurrande färgringen i oöverträffad bildskärpa, enligt NASA och European Space Agency. Denna bild ses ovan.

Webbs förmåga att se i infrarött ljus gjorde det möjligt att se genom den "enorma mängden hett damm" som döljer Cartwheel Galaxy, sägs i ett uttalande från NASA och ESA.

Insynen avslöjade nya detaljer av stjärnbildning i galaxen liksom beteendet hos det stora svarta hålet i dess centrum. Det upptäcktes även regioner rika på kolväten och andra kemikalier liksom damm som liknar damm på jorden.

Bakom galaxen lyser två mindre galaxer starkt och bakom dessa skymtas än fler galaxer.

Observationerna visar att Cartwheel Galaxy fortfarande befinner sig i "ett mycket övergående skede", enligt NASA och ESA varifrån man även tillägger;

"Medan Webb ger oss en ögonblicksbild av Cartwheels nuvarande tillstånd, ger den också insikt i vad som hände med denna galax tidigare och hur den kommer att utvecklas i framtiden." 

Obs med detta menas att den en gång åter blir en spiralgalax (min anm.).

Bild på ovan galax taget av Webbteleskopet. Bild från vikipedia.

Många meteorer faller över Nya Zeeland, frågan är varför en del var gröna.

 

På Nya Zeeland exploderade en större meteor över havet nära Wellington den 7 juli 2022 vilket resulterade i en ljudboom som kunde höras över hela Sydön och ett mindre eldklot syntes två veckor senare över Canterbury.

Fireballs Aotearoa är namnet på ett samarbete mellan astronomer och medborgarforskare som syftar till att hitta och samla in nyligen nedfallna meteoriter. En av de vanligaste frågorna om nedslag handlar om varför en del har ljusgrön färg och om det är samma gröna slag av sken som ses vid norrsken.

Gröna eldklot har rapporterats och filmats i Nya Zeeland regelbundet. Ljusa meteorer är ofta försignalen till ankomsten av en bit av en asteroid, som kan vara mellan några centimeter till en meter i diameter när den kraschar genom atmosfären.

Några av dessa asteroider innehåller nickel och järn och dessa går in i atmosfären med en hastighet upp till 60 km per sekund. Detta ger snabbt en stor mängd värme och det då förångade järnet och nickeln utstrålar då grönt ljus. Norrskenets gröna sken orsakas däremot av syrejoner i den övre atmosfären, skapade av kollisioner mellan syremolekyler i atmosfären och partiklar från solen.

En meteor kan också lysa på sin väg, men bara om den är extremt snabb. Mycket snabba meteorer värms upp i den tunna atmosfären på en höjd av 100 km samma område i atmosfären där  norrsken bildas. Om du vill se ett grönt norrskensliknande ljus från en meteor se då upp mot meteorregnet  Perseiderna 

Meteorregnet som nu har börjat komma och har sin höjdpunkt runt den 13 augusti på södra halvklotet men kan än bättre ses på norra stjärnhimlen den 12 augusti.

Perseiderna anländer i en hastighet av cirka 60 km per sekund och är extremt snabba bitar av kometen Swift-Tuttle . Vissa av dessa meteorer ger en vacker, glödande och tydliga grön streck bakom sig på sin väg in i atmosfären.

När Canterbury-meteoren slog ner den 22 juli vred de nyckfulla vindarna i den övre atmosfären det glödande spåret efter den vilket resulterade i ett ljusgult sken. Detta orsakades av att natriumatomer kontinuerligt ger energi i en katalytisk reaktion som involverar ozon.

Bild vikipedia Ett exempel på en ljus, grönt fenomen av kanske samma slag som nu ses på Nya Zeeland. En grön meteor.