Hobby-Eberly Dark Energy Experiment (HETDEX)

 

Under fem år kommer Hobby-Eberly Dark Energy Experiment (HETDEX) katalogisera över en miljon galaxer som ligger 9 miljarder till 11 miljarder ljusår bort vilket kommer att ge den största kartan över universum som någonsin producerats. Kartan gör det möjligt för HETDEX-astronomer att mäta hur snabbt universum expanderade vid olika tidpunkter i sin historia.

 Förändringar i expansionshastigheten kommer att visa den roll som mörk energi haft under olika epoker. Olika förklaringar till mörk energi förutsäger olika förändringar i expansionshastigheten, så genom att tillhandahålla exakta mätningar av expansionen av universum kommer HETDEX-kartan att eliminera några av de konkurrerande teorierna.

 HETDEX kommer att producera kartan med hjälp av en uppsättning av 150 spektrografer monterade på Hobby-Eberly Telescope (HET), ett 10 meter teleskop beläget vid McDonald Observatory i västra Texas. Här konstrueras nu VIRUS - Visible Integral-Field Replicable Unit Spectrographs, varje enhet i denna kommer att vara identisk med alla andra, vilket gör det möjligt att bygga dem snabbare och kosta mindre  än om en enda mycket stor spektrograf med samma kapacitet byggts.

En spektrograf samlar spektrallinjer. En spektrallinje är en linje i ett spektrum, som härrör från emission eller absorption av ljus i små våglängdsområden. Spektrallinjer används ofta för att identifiera atomer och molekyler. Dessa "fingeravtryck" kan jämföras med tidigare insamlade "fingeravtryck" av atomer och molekyler och används  för att identifiera atom- och molekylkomponenter i stjärnor och planeter (vilka grundämnen som finns). En förskjutning av positionerna av spektrallinjen (erna) i data berättar avståndet till galaxen så att man kan skapa en 3D-karta över natthimlen.

För närvarande är instrumentet till 95 % klart och har aktivt samlat in data sedan 2016. VIRUS samlar in data nästan varje "stjärnklar" natt (när månen inte är synlig och stör) för undersökningen. HETDEX-teamet rensar, samlar in och katalogiserar insamlad data. Varje natt upptäcks tusentals potentiella avlägsna galaxer. Den svåraste uppgiften är att bestämma åldern på galaxer som kommer från vår epok och de som fanns redan för 10-11 miljarder år sedan vid och vilka som finns i vår närhet.

Teamet behöver frivilliga till hjälp för att identifiera de signaler som kommer från avlägsna galaxer. Dessa galaxer, kända som Lyman Alpha Emitters (LAEs), är kända för att starkt emittera vid ett distinkt våglängdsområde. De dyker upp som relativt svaga blippar eller prickar på en CCD-bild. De är inte lika vackra som närliggande galaxer, men dessa blippar innehåller information om en galax position, avstånd och ljusstyrka och hjälper HETDEX att kartlägga galaxkluster och ta reda på hur mörk energi påverkade materiens tillväxt i det tidiga universum. Läs mer om hur du anmäler dig här och vad arbetet innebär. 

Forskarna behöver hjälp för att identifiera och utesluta falska eller dåliga bilder från  teleskopet. Genom att göra detta kommer det att hjälpa till att identifiera de riktiga galaxerna från de falska galaxerna (ljus som inte kommer från en galax) vilket gör det möjligt för  att bedriva den mörka energiundersökningen. Sedan kan  dessa klassificeringar användas som en träningsuppsättning för maskininlärning. Gå vidare till resultatsidan för att lära dig mer om hur man använder insamlat resultat! 

Bild från https://www.zooniverse.org   med följande information [Upphovsman: NASA / WMAP Science Team]

Här finns de avlägsnaste stjärnorna i Vintergatan

 

RR Lyraestjärnor är en kategori av pulserande stjärnor som tillhör population II och är relativt gamla stjärnor. Alla RR Lyrae-stjärnor har ungefär samma absoluta magnitud och är därför viktiga som standardljus för att bestämma avstånd inom Vintergatan och dess närhet. Värdet på den absoluta magnituden är fortfarande under debatt. Värden på +0,1 till +0,9 har föreslagits. Värdet tros variera med stjärnornas metallinnehåll på så sätt att stjärnor med låg metallhalt är ljusstarkare. Mest accepterat är ett värde på +0,6±0,2 beroende på metallhalt.

Astronomer har hittills upptäckt mer än 200 avlägsna variabla stjärnor som kallade RR Lyrae-stjärnor i Vintergatans stjärngloria. Den mest avlägsna av dessa stjärnor är mer än en miljon ljusår från jorden. Det är nästan halvvägs till vår granngalax Andromeda som finns cirka 2, 5 miljoner ljusår bort från oss.

De karakteristiska pulserna och ljusstyrkan hos RR Lyrae-stjärnor gör dem till utmärkta "standardljus" för att mäta galaktiska avstånd som nämnts ovan. De nya observationerna gjorde det möjligt för forskarna att spåra de yttre gränserna för Vintergatans gloria.

Studien omdefinierar vad som utgör den yttre gränsen  av Vintergatan, säger Raja GuhaThakurta, professor och ordförande för astronomi och astrofysik vid UC Santa Cruz. "Vår galax och Andromeda är båda så stora att det knappt finns något tomt utrymme mellan de två galaxerna."

GuhaThakurta säger att stjärnhalon i vår galax är mycket större än skivan som är cirka 100000 ljusår tvärs över. Vårt solsystem finns i en av galaxskivans spiralarmar. I mitten av skivan finns en central utbuktning och runt den ett halosken som innehåller de äldsta stjärnorna i galaxen och som sträcker sig hundratusentals ljusår i alla riktningar.

"Glorian är den svåraste delen att studera eftersom dess yttre gränser är så långt bort", sa GuhaThakurta. "Stjärnorna finns glest här jämfört med i skivans och utbuktningen där det är stjärntäthet. Men Glorian anses domineras av mörk materia och innehåller  det mesta av galaxens massa."

Yuting Feng är doktorand och arbetar tillsammans med GuhaThakurta vid UCSC var den som ledde den nya studien och som presenterade sina resultat i två föredrag vid American Astronomical Society-mötet i Seattle den 9 och 11 januari.

Enligt Feng hade det i  tidigare datamodelleringsstudier beräknats att stjärnglorian skulle sträcka sig ut till cirka 300 kiloparsek eller 1 miljon ljusår från det galaxens centrum. (Astronomer mäter galaktiska avstånd i kiloparsek; en kiloparsek är lika med 3260 ljusår.) De 208 RR Lyrae-stjärnor som Feng och hans kollegor upptäckte varierade i avstånd från centrum med cirka 20 till 320 kiloparsek.

"Vi kunde använda dessa variabla stjärnor som pålitliga spårämnen för att fastställa avstånden", sa Feng. "Våra observationer bekräftar de teoretiska uppskattningarna av halons storlek."

Resultaten är baserade på data från Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS). Ett forskningsprogram som använder Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) för att studera en galaxhop långt bortom Vintergatan. Undersökningen var inte utformad för att upptäcka RRLyrae-stjärnor så när så likväl verkade ske letade forskarna   upp dem ur teleskopets tidigare insamlade data.

Galaxhopen som var det egentliga målet att studera var Jungfruhopen  en stor galaxhop som inkluderar den gigantiska elliptiska galaxen M87.

"För att få en djup exponering av M87 och galaxerna runt den fångade teleskopet också förgrundsstjärnorna i detta fält så de data vi fick av RRLyrae-stjärnor är en slags biprodukt av den undersökningen", förklarade Feng.

Himlen är full av stjärnor, vissa ljusstarkare än andra. En stjärna kan se ljusstark ut eftersom den är stor och innehåller mycket energi eller finns nära oss. Det kan vara svårt att se skillnaden. Astronomer kan däremot identifiera en RR Lyrae-stjärna från dess karakteristiska upprepande pulser och sedan använda dess  ljusstyrka för att beräkna hur långt bort den är. Förfarandena är dock inte enkla. Mer avlägsna objekt, som kvasarer, kan misstolkas som RR Lyrae-stjärnor.

Studien var baserad på observationer som erhållits med MegaPrime / MegaCam, ett gemensamt projekt av CFHT och CEA / IRFU, vid Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT), som drivs av National Research Council (NRC) i Kanada, Institut National des Sciences de l'Univers vid Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Frankrike och University of Hawaii.

Bild vikipedia RR Lyrae-variablerna återfinns i ett särskilt område av Hertzsprung–Russell diagrammet.

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