Kometen C/2022 E3 på återbesök efter 50000 år

 

C/2022 E3 (ZTF) är en komet med en mycket lång bana som upptäcktes genom Zwicky Transient Facility (en astronomisk kartläggning av himlen med ett brett fält med hjälp av en ny kamera fäst vid Samuel Oschin-teleskopet vid Palomarobservatoriet i Kalifornien, USA.) den 2 mars 2022. Kometen kommer att nå sitt perihelium (finnas som närmst solen)  den 12 januari 2023 på ett avstånd av 1,11 AU (166 miljoner km) och kommer som närmst jorden den 1 februari 2023 på ett avstånd av 0,28 AU (42 miljoner km). Kometen väntas bli ljusare än den skenbara magnituden 6 och blir därmed synlig med blotta ögat.

Kometen består av is och damm och avger en grönaktig aura och beräknas ha en diameter på cirka en kilometer, säger Nicolas Biver, astrofysiker vid Parisobservatoriet.

Det gör att den är betydligt mindre än NEOWISE, den senaste kometen som syntes med blotta ögonen och som passerade jorden i mars 2020 och tidigare Hale–Bopp, som svepte förbi 1997. Hale–Bopp hade en storlek av 60 km i diameter men kom ej så nära jorden som  C/2022 E3 kommer att göra.

Då C/2022 E3 kommer närmare jorden än ovan kometer gör att den kan ses utan teleskop enligt Biver.

För norra halvklotet föreslår Biver för intresserade att se  den under sista veckan i januari mellan konstellationerna Ursa Minor (Lilla Björn för min del kallar jag den Lilla Karlavagnen) och Ursa Major (Stora Björn för min del kallar jag den Stora Karlavagnen).

Thomas Prince, fysikprofessor vid California Institute of Technology som arbetar vid Zwicky Transient Facility, säger att ytterligare ett tillfälle att lokalisera kometen i skyn  den 10 februari, då den passerar nära Mars.

Kometen har tillbringat större delen av sin existens minst 2500 gånger mer avlägset från solen än vad Jorden har, sade Prince.

Biver säger att kometen tros ha kommit från Oorts moln, en stor sfär som omger solsystemet och är platsen för isiga kometer och asteroider.

Senast kometen passerade i jordens närområde var under Senpaleolitikum en tid då neandertalare fortfarande strövade runt jorden. 50000 år tillbaks i tiden.

Nästa besök i det inre solsystemet av kometen väntas ske om ytterligare 50 000 år.

Men Biver tillägger att det finns en möjlighet att kometen efter nuvarande besök kommer att "permanent kastas ut från solsystemet".

Bland de teleskop som kommer att se på kometen är James Webb Space Telescope. Teleskopet kommer inte att ta bilder utan studera kometens sammansättning med sina instrument för detta (troligen menas för spektralanalys (min anm.)), säger Biver.

Bild vikipedia Negativbild på kometen från 22. December 2022.

BlueWalker 3, är en enorm och ljusstark kommunikationssatellit som kan störa många.

 

BlueWalker-3 är så stor att den liksom James Webb Space Telescope fälldes upp  från nyttolastkåpan efter uppskjutningen. Den reflekterande antennen sträcker sig över 8 x 8 meter. Nästa generations BlueBird-satelliter förväntas bli ännu större.

En mörk natt utanför städers ljus man se stjärnorna på samma sätt som våra förfäder gjorde för århundraden sedan. Men natthimlen förorenas numera i snabb takt även utanför städernas ljus. Sedan Sputnik 1 1957 har tusentals satelliter och bitar av rymdskrot från dessa rört sig i  omloppsbana runt Jorden. I början gav det många UFO-rapporter men numera vet folk att det troligen är reliker av satelliter eller aktiva satelliter som rör sig då man ser en ljuspunkt i rörelse  däruppe,

Satelliter som korsar  natthimlen är spännande att se på då de som ljuspunkter rör sig över  natthimlen. Men med tillkomsten av satellitkonstellationer - som innehåller hundratals eller tusentals satelliter kan det bli för mycket och kan ses som föroreningar av nattskyn.

BlueWalker 3, en prototyp för en satellitkonstellation den innehåller ljusstarka satelliter som förorenar vår natthimmel med stort ljussken. BlueWalker 3 är den nu största kommersiella kommunikationssatelliten i låg omloppsbana runt jorden och mycket ljusstark.

En klar natt särskilt nära skymningen, kan du se satelliter som sveper över natthimlen. Dessa satelliter ligger i låg omloppsbana runt jorden några hundra kilometer ovanför jorden och färdas i en hastighet av  nästan 8 kilometer per sekund.

Med appar och webbplatser kan man identifiera eller förutsäga ankomsten av när vissa satelliters synlighet på en bestämd plats bäst kan ses. Och det är intressant att se den internationella rymdstationen svepa förbi däruppe och inse att  ljusfläcken är en farkost med en besättning av astronauter.

Under de senaste åren har takten i satellituppskjutningar accelererat.

Ungefär 50 Starlink-satelliter skjuts upp i omloppsbana med varje Falcon 9-raket och ger initialt ett lika ljust tåg av nya satelliter. 

När Starlink-satelliterna sprider sig och flyttar till sina operativa banor är de nära gränsen för vad som kan ses med det blotta ögat. Sådana satelliter är dock tillräckligt ljusstarka för att ge spår i bilder tagna med teleskop. Dessa spår kan göra att vi missar  fenomen, såsom ex ett kort sken av en gammablixt.

Den nyligen lanserade BlueBird-prototypen, BlueWalker 3, har skapat äkta oro bland astronomer. Oron att detta objekt kommer att störa markteleskopen än mer.

Det kan ge stor negativ inverkan för astronomin. Ljusstarka satelliter gör mer skada på astronomiska bilder än svaglysande satelliter.

Dessutom sänder många av dessa satelliter på radiofrekvenser som kan störa radioastronomin.

Kanske man i framtiden kan sortera bort dessa signaler som är komna ur jordiska instrument (min anm.).

Bild från https://www.universetoday.com på hur en illustratör föreställer sig satellitkonstellationen.

Just nu finns en stor solfläck som kan innebära fara för oss här på Jorden

 

Nyligen skedde en massiv explosion på andra sidan av solen från oss sett som resulterade i en potentiell X-klassflare innebärande i detta fall en av de mest kraftfulla solfläckar solen kan producera. Solstormen som kastades ut kommer med nöd och näppe att missa jorden medan solfläcken varifrån solstormen kom kan ändras över tid och åter sända ut en laddning och då riktad mot jorden. Det nu stora utbrottet upptäcktes den 3 januari av Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)  , en rymdfarkost i omloppsbana runt jorden som är en gemensamt ägd farkost av NASA och European Space Agency (ESA). SOHO upptäckte en ljus ström av plasma  en koronamassutkastning (CME), från solens sydöstra del enligt Spaceweather.

CME kom sannolikt från en från oss dold flare på andra sidan av solen och registrerades som en C-klasshändelse innebärande den tredje högsta klassen av solfläckar. (Solflareklasser inkluderar A, B, C, M och X, där varje klass är minst 10 gånger kraftfullare än den föregående.)

De mest kraftfulla X-klassfacklorna kan bryta ut från solen med en kraft av cirka en miljard vätebomber, enligt NASA. I ovan fall var det en X-flare men misstänktes först som en möjlig X-flare. Om en X- flares träffar jorden kan det utlösa utbredda radio- och elavbrott på den sida av planeten som vetter mot solen och orsaka skador på satelliter i omloppsbana runt jorden. De resulterande norrskenen skulle vara så starka att de till och med kunde ge närliggande flygpassagerare små doser ohälsosam strålning, enligt NASA.

Forskare från National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) gjorde en datamodellerering av solstormen som om den varit en X-klassflare och fann att den  med nöd och näppe skulle missa jorden, enligt Spaceweather.com. Men det betyder inte att vi kommer att klara oss för X-flares i framtiden. När det senaste blosset utbröt förutspåddes AR3163 (namnet på just denna solfläcks utkast)  ske igen inom två dagar baserat på akustiska bilder, så kallade helioseismiska ekon, ekon som kan upptäcka avvikelser på solens yta. 

Den 5 januari började den närmaste kanten av AR3163 dyka upp vid solhorisonten som förväntat. Den kom då snart att riktas direkt mot jorden och hade kapacitet att spotta ut flera X-klassfacklor, men risken för en direkt träff med jorden bedömdes och bedöms relativt låg. Jorden är dock för närvarande vid perihelium innebärande på sin närmaste punkt till solen.

Solaktiviteten kommer att fortsätta att öka när vi närmar oss toppen av solens 11-åriga solcykel som kommer att inträffa under 2025. Under december 2022 fanns det 24 aktiva solfläckar på solen vilket är det högsta antalet på över sju år, enligt Spaceweather.com 

Bild vikipedia på en närbild på en solfläck från 2006. Solfläckens storlek är ungefär 20 000 km från högerkant till vänsterkant.

Galaxer som Vintergatan fanns redan under universums första tid.

 

Nya bilder av NASA: s James Webb Space Telescope (JWST) visar för första gången spiralformade stjärnformationer som sträcker sig från galaxers centrum till det yttre av en galaxskiva. Detta vid en tidpunkt då universum enbart var 25 % av sin nuvarande ålder. Upptäckten av galaxer liknande vår Vintergata så tidigt i universums historia kräver att forskare förändrar teorin om galaxers utveckling.

Före JWST var det rymdteleskopet Hubbles bilder som var de bästa från rymden men teleskopet hade inte bildskärpa nog för att upptäcka spiralformade galaxer från universums tidigaste tid. I en Hubble-bild är en galax, med beteckningen EGS-23205 synlig som en skivformad fläck, men i motsvarande JWST-bild på samma objekt som togs i somras är det en spiralgalax.

"Jag såg dessa bilddata och sa: 'Vi släpper allt annat!'" säger Shardha Jogee, professor i astronomi vid University of Texas i Austin. "Spiralerna som inte syns i Hubble-datan dök upp i JWST-bilden och visade JWST: s enorma bildskärpa att se den underliggande strukturen i galaxer", sa hon och beskrev data från Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), ledd av UT Austin-professorn, Steven Finkelstein.

Teamet identifierade även en annan liknande galax, EGS-24268 vars ljus nått oss 11 miljarder ljusår bort. Båda galaxernas upptäckt visar att minst två spiralgalaxer existerade längre tillbaka i tiden än man tidigare vetat.

I en artikel som snart kommer att publiceras i The Astrophysical Journal Letters lyfter forskarna fram dessa två galaxer och visar exempel på fyra andra spiralgalaxer från mer än 8 miljarder år tillbaka i tiden.

"I studien arbetas det på en ny teori där ingen hade använt den här typen av data eller gjort den här typen av kvantitativ analys tidigare", säger Yuchen "Kay" Guo, doktorand vilken ledde analysen”.

Spiralformen spelar en viktig roll i galaxernas utveckling genom att gas trycks in i de centrala regionerna av galaxer vilket då ökar stjärnbildningen.

"Spiralformen löser problemet med försörjningskedjan i galaxer", sa Jogee. "Precis som vi behöver föra råmaterial från hamnen till fabriker långt in i ett land för tillverkning av nya produkter transporterar en spiral kraftfullt gas till den centrala regionen där gasen snabbt omvandlas till nya stjärnor i en takt som vanligtvis är 10 till 100 gånger snabbare än i resten av galaxen." Upptäckten av spiraler under en sådan tidig epok av universum skakar om galaxernas evolutionsscenarier på flera sätt.

Denna upptäckt av tidiga spiraler innebär att galaxutvecklingsmodeller nu tar en ny väg (tidigare ej bekräftad) via spiralformen för att produktionen av stjärnor i en galax centrala del under galaxens tidigaste existens enligt Jogee.

Själva existensen av dessa tidiga spiralformer utmanar tidigare teoretiska modeller av galaxbildning. Teamet kommer att testa olika datamodeller i sin kommande studie.

Bild vikipedia som föreställer en Konceptbild av James Webb-teleskopet (James Webb Space Telescope).

De ensamma solsystemens historia

 

Mellan stora kluster av  tusentals galaxer vandrar  ensamma stjärnor vilka troligen även de likt merparten stjärnor har planeter. Dessa stjärnor är inte gravitationellt bundna till någon galax eller stjärnhop.

Astronomer undrar sedan länge hur dessa stjärnor blev isolerade och inte har fångats in av någon galax eller blivit kvar i den stjärnhop de bildades i.  Flera konkurrerande teorier försöker förklara detta. Kastades de ut från en galax efter sammanslagning mellan två galaxer eller var de någon av de första stjärnorna som bildades i ett gasmoln och efteråt tog en egen riktning eller stannade kvar medan gasmolnet flyttade på sig? Slumpen är tveksam som förklaring då det finns många ensamma solsystem mellan galaxerna.

En nyligen genomförd undersökning i det infraröda fältet från NASA: s Hubble Space Telescope kastar nytt ljus över mysteriet. De nya Hubble-observationerna tyder på att dessa stjärnor har vandrat runt i miljarder år och inte är en produkt av nyare dynamisk aktivitet (stjärnbildning) i en galaxhop.

Undersökningen omfattade 10 galaxhopar så långt bort som nästan 10 miljarder ljusår. Dessa mätningar gjordes från rymden eftersom det svaga ljuset från dessa ensamma stjärnor ses 10000 gånger svagare i ljusstyrka sett från teleskop på Jorden.

Undersökningen visar att styrkan i ljuset i förhållande till det totala ljuset i stjärnklustret i närområdet  förblir konstant över miljarder år tillbaka i tiden. "Det betyder att dessa stjärnor var ensamma redan  i de tidiga stadierna av stjärnklustrets bildande", säger James Jee vid Yonsei University i Seoul, Sydkorea. Hans rapport om fenomenet publicerades den 5 januari i Tidningen Nature.

– Vi vet inte exakt varför de blev ensamstjärnor. Nuvarande teorier kan inte förklara våra resultat, men på något sätt producerades de i stora mängder i det tidiga universum, säger Jee. "Under sina tidiga formativa år kan galaxer ha varit ganska små och de förlorade stjärnor ganska lätt på grund av ett svagare gravitationsgrepp." (se min kursivering ovan på en möjlig förklaring.

"Om vi förstår ursprunget till dessa stjärnor kommer det att hjälpa oss att förstå hur galaxhopar bildas och det kan fungera även i sökandet efter  mörk materia som omsluter klustret", säger Hyungjin Joo från Yonsei University, 

Mörk materia är universums osynliga byggnadsställning, som håller samman galaxer och galaxhopar (enligt dagens accepterade teori min anm.).

Om stjärnorna kom till under klustrets tidigaste tid skulle de spridits över hela klustret. Detta skulle göra det möjligt för astronomer att använda de ensamma stjärnorna för att kartlägga den mörka materiens utbredning i stjärnhopen.

Tekniken som används i undersökningen är ny och kompletterar den traditionella metoden för kartläggning av mörk materia genom att mäta hur hela klustret förvränger ljus från bakgrundsobjekt på grund av ett fenomen som kallas gravitationslinsning. 

Ljuset från dessa ensamma stjärnor upptäcktes först i Coma-galaxhopen  under 1951 av Fritz Zwicky, som rapporterade att en av hans mest intressanta upptäckter var att observera svagt lysande intergalaktisk materia i galaxhopen. Eftersom Coma-hopen, som innehåller minst 1 000 galaxer, är en av de närmaste klustren till jorden (330 miljoner ljusår bort), kunde Zwicky upptäcka spökljuset även med ett 18-tums teleskop. Han tänkte sig däremot inte att det var ensamma solsystem han såg. 

NASA: s James Webb Space Telescopes infrarödinstrument är mycket känsligt och kommer att utvidga sökandet efter ljus från dessa stjärnor djupare in i universum och det bör hjälpa till att lösa mysteriet med dess ensamhet. Mysteriet är hur de blev ensamma vandrare och vidare undersökning kan även ge ny kunskap om det som kallas mörk materia,

Bild vikipedia på Comagalaxklustert

Bättre utrustning behövs i sökandet efter liv på andra planeter

 

Inlägget grundas på en artikel från https://phys.org/ varifrån innehållet hänvisas till Felix Würsten, ETH Zurich

Ett lovande tillvägagångssätt för  är att analysera exoplaneters atmosfär är att studera absorptionslinjerna i dess sols optiska spektrum då kan forskare avgöra vilka molekyler som finns i exoplanetens atmosfär åtminstone då det gäller större planeter.

Förutom att söka efter tecken på metan, koldioxid, syre eller vattenånga är det intressant att identifiera kombinationer av dessa ämnen.

– Både metan och syre finns i jordens atmosfär, säger Sascha Quanz, professor Exoplanets and Habitability at ETH Zurich. "Detta är en kemisk obalans som inte skulle existera utan levande organismer." Med andra ord måste liv ha orsakat denna obalans. Upptäckten av en sådan obalans i atmosfären i en jordliknande exoplanets atmosfär skulle vara en stark indikator på närvaron av liv på planeten.

Helst skulle det naturligtvis vara än bättre om vi kunde ta direkta bilder av exoplaneter snarare än att observera dem indirekt när de passerar framför sin sol. Det är dock lättare sagt än gjort eftersom exoplaneter nästan helt döljs av sina moderstjärnors bländande sken. För att ta itu med detta problem har Quanz i samarbete med andra forskare utvecklat ett instrument som kallas Extremely Large Telescope. Detta teleskop byggs just nu i Chiles Atacamaöken och när teleskopets 39 meter långa spegel väl är i drift kommer det att kraftigt förbättra astronomernas förmåga att kika djupare ut i rymden.

" Med Extremely Large Telescope (ELT)  kommer vi då för första gången att kunna ta direkta bilder av en jordliknande planet som kretsar kring en sol eftersom det här nya instrumentet kommer att blockera ljuset från dess sol", säger Quanz.

 Men frågan är vart  forskare ska rikta sökandet efter liv? Vilka signaler ska de leta efter? Några ledtrådar finns i fysiska modeller, till exempel de som utvecklats av Judit Szulágyi, biträdande professor i beräkningsastrofysik Inst. f. Teilchen-​ und Astrophysik vid ETH Zürich och hennes team. Dessa modeller kan användas för att rekonstruera hur planeter bildas över tid från den ursprungliga, protoplanetära skivan av stoft och gas som virvlar runt en nybildad stjärna och modellerna hjälper också till att avgöra vilka objekt som är värda en närmare inspektion via teleskop.

Szulágyi bygger datamodeller som tar hänsyn till en hel rad faktorer inklusive gravitationskrafter, magnetism, gasers rörelse och hur stjärnljus interagerar med skivmaterial. Genom att beräkna otaliga olika kombinationer av dessa parametrar kan vi få en uppfattning om mångfalden av planeter som är intressanta att undersöka och var dessa kan finnas i universum.

Men erfarenheten visar gång på gång att naturen ofta innehåller mer än vad modellerna förutspår. Till exempel överraskades vetenskapliga samfundet av upptäckten att jätteplaneter av Jupiters storlek kunde kretsa mycket nära sin sol. Forskare var även fascinerade av förekomsten av så kallade superjordar, steniga likt jorden men ungefär en och en halv gånger större.

Szulágyi erkänner att hennes modeller regelbundet visar sig vara felaktiga och kräver omräkningar men är likväl optimistisk: "Det driver oss ständigt att ompröva våra idéer om hur planeter bildas." En av de viktigaste frågorna Szulágyi hoppas kunna besvara med sina modeller gäller vattnets ursprung.

– Livet på jorden kräver vatten, säger hon. "Därav vårt intresse för platser som visar tecken på vatten."

Objekt som innehåller vatten hittas även inom vårt eget solsystem, och astronomer är angelägna om att ta reda på mer om dem under de kommande åren. Det inkluderar Jupiters måne Europa, som sannolikt har ett hav under sin tjocka isiga skorpa, och Saturnus måne Enceladus, där forskare har observerat fontäner av ispartiklar som bryter upp från ytan, mm.

Bild vikimedia på hur ett stjärnskepp med stjärnbesökare kan se ut.

En teori om hur gravitationsvågor kan se ut i ett svart hål.

 

Svarta hål är ännu inte förstådda inom vetenskapen. Delvis beroende på att ekvationerna för allmän relativitet som används för att förstå dem inte stämmer när man studerar svarta håls ultratäta centrum. Astronomer har nu beskrivit hur detta kanske kan förklaras om man använder gravitationsvågors rörelse för att "se" in i sammanslagna svarta hål och lära sig vad som sker där.

I Einsteins allmänna relativitetsteori är svarta hål objekt så starkt sammanpressade att inte ens ljus kan reflekteras eller ses utifrån då det kommit in i dessa beroende på den starka gravitation som råder där. Ett svart hål har i sin omkrets den så kallade händelsehorisonten - om du passerar över den tröskeln kommer du aldrig att komma därifrån. Relativitetsteorin förutspår också att centrum i svarta hål har oändligt hög densitet, så kallade singulariteter.

Närvaron av singulariteter innebär att ekvationerna som används i den allmänna relativitetsteorin  bryts ner till  oändligheter (kan jämföras med talet pi som inte heller har någon lösning. Något som visar att den allmänna relativitetsteorin är ofullständig. Det bör finnas en mer grundläggande teori troligen kopplad till kvantfysiken i subatomära skalor som korrekt (enligt teorin) kan beskriva vad som händer i centrum av ett svart hål. Vi har ännu ingen fullständig kvantteori om gravitation, men flera förslag på  teorier.

Till exempel finns strängteorin som förutsäger att alla partiklar i universum består av extremt små vibrerande strängar. Det finns också loopkvantgravitation, som säger att rymdtiden i sig är gjord av små, odelbara bitar som kan liknas vid pixlar på en datorskärm.

Båda dessa tillvägagångssätt kan ersätta den traditionella singulariteten i centrum av ett svart hål med något annat. Men när du ersätter singulariteten eliminerar du vanligtvis också händelsehorisonten. Det beror på att händelsehorisonten orsakas av singularitetens oändliga gravitationskraft. Utan singulariteten är gravitationskraften enbart otroligt stark men inte oändlig och då kan du alltid fly från närområdet av ett svart hål så länge du flyr med tillräcklig hastighet. Kanske inte så dum teori.

I vissa varianter av strängteori ersätts singularitets- och händelsehorisonterna av sammanflätade nätverk av trassliga knutar av rummet och tiden. I loopkvantgravitation blir singulariteten en extremt liten, extremt tät klump av exotisk materia. I andra modeller ses det svarta hålet istället som ett tunt skal av materia, eller av klumpar av  typer av spekulativa partiklar.

De närmaste kända svarta hålen från oss finns tusentals ljusår bort vilket gör det svårt att testa skilda teorier. Men ibland skickar svarta hål oss viktig information att arbeta vidare med för förståelse speciellt när två svarta hål sammanslås. När så sker släpps det ut mängder av gravitationsvågor som krusningar i rumtiden som kan detekteras med känsliga instrument på jorden exempelvis av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)  och VIRGO.

Nyckeln till förståelse är  däremot inte gravitationsvågorna som avges under själva sammanslagningen utan de som släpps ut direkt efter denna enligt en artikel i www.livescience.com. När sammanslagningen är klar och två svarta hål blivit ett enda vibrerar den nya sammanslagna massan av en intensiv mängd energi. Denna fas har en distinkt gravitationsvågsignatur.

Genom att studera dessa signaturer kanske forskare en dag kan förstå vilken teori om svarta hål som håller och vilka som inte gör det. Varje modell för svarta hål förutsäger skillnader i gravitationsvågor som avges under denna fas som härrör från skillnader i det svarta hålets inre struktur. Med olika svarta hålstrukturer kommer olika typer av gravitationsvågor att släppas ut och då förfalska eller eller bevisa en teori.

Astronomer hoppas att nästa generation av gravitationsvågsdetektorer blir tillräckligt känsliga för att upptäcka dessa förutspådda små förändringar av signatur vid sammanslagningar av svarta hål. Om de blir så kommer det att radikalt förändra vår uppfattning om svarta hål och ta oss framåt när det gäller att reda ut det vi idag inte förstår om svarta hål.

Inlägget ovan utgår från Paul M. Sutters som är forskningsprofessor i astrofysik vid SUNY Stony Brook vars artikel publicerad i https://www.livescience.com/  och i https://www.space.com 

Bild från space.com på en illustration av två sammanslagna svarta hål. (Bildkredit: Mark Myers, ARC Center of Excellence för gravitationsvågupptäckt (OzGrav))