Något dras in i vintergatans svarta hål. Men vad?

 

Sagittarius A i stjärnbilden Skytten är en ljusstark och extremt kompakt radiokälla i Vintergatans i centrum av Vintergatan  ca 26 000 ljusår från jorden och är ett svart hål.

I två decennier har forskare observerat ett långsträckt objekt som fått beteckningen X7 och som befinner sig nära det svarta hålet och försökt förstå vad detta objekt som är på väg in i det svarta hålet är. Nu, efter att ha undersökt utvecklingen av X7 med hjälp av 20 års data som samlats in av Galactic CenterOrbit Inintiative och och Keck Observatory på Hawaii föreslår astronomer från UCLA (university of Carlifornia) att det troligen är ett moln av damm och gas som kastats ut efter en kollision mellan två stjärnor.

Med tiden kan då X7 fått en den långsträckta formen genom sin dess närhet till det svarta hålet som gör att molnet dras närmare in mot det svarta hålet genom dess gravitations och tidvatteneffekt på molnet. Man förväntar sig att X7 inom de närmaste decennierna kommer att sönderfalla och gasen och dammet dras in helt i det svarta hålet och försvinna där.

Detta förväntas ske  innan det slutfört ens en bana runt hålet säger medförfattaren till studien om fenomenet Mark Morris, UCLA-professor i fysik och astronomi. Huvudförfattare till studien var Anna Ciurlo, biträdande forskare vid University of California, Los Angeles (UCLA) och studien publicerades den 21 februari i The Astrophysical Journal.

Bild vikipedia Sagittarius A* (mitten) med två inringade ljusreflektioner från en nylig explosion.

Efter 80660 år kommer kometen C/2023 A3 på nytt besök under 2024

 

C/2023 A3 är en komet utgående från Oorts-moln som upptäcktes av ATLAS observatoriet i  Sydafrika den 22 februari 2023 och i bilder från Purple Mountain Observatory i Kina den 9 januari 2023. Kometen kommer att passera perihelium (som närmst till solen) på ett avstånd av 58 miljoner km, till 36 miljoner km från solen den 28 september 2024.

C/2023 A3 närmar sig solen för första gången nu på 80660 år och kan då bli  lika ljusstark som en stjärna under hösten 2024. För närvarande finns C/2023 A3 mellan Saturnus och Jupiter. Dess hastighet mot det inre av solsystemet är 290664 km/h och kommer  enligt beräkning närma sig jorden den 13 oktober 2024.

Astronomer uppskattar att kometen kretsar kring solen  en gång vart 80 660: e år. Denna gång kommer kometen att vara som närmst solen den 28 september 2024, enligt EarthSky.com.

Allt detta beror dock på om den inte splittras utan når solen i ett stycke.

Kometer är löst sammanhållna bollar av is, sten och damm och bryts ofta upp när de närmar sig solen och värms upp. Men om kometen hänger ihop kan den bli synlig i amatörteleskop i juni 2024, enligt EarthSky. Vid perihelium (punkten då den är som närmst solen) kommer kometen att vara synlig lågt vid den östra horisonten på vissa platser från jorden.

Amatörteleskop kommer sannolikt att få sin bästa möjlighet därefter att se den i slutet av oktober då kometen rör sig genom stjärnbilden Serpens Caput   den västra delen av stjärnbilden Serpens (Ormen) och på väg in i konstellationen Ophiuchus (Ormbäraren) på kvällshimlen.

Sett från jorden kan kometen ses lika ljusstark som de ljusaste stjärnorna på himlen under sin kommande förbiflygning. C/2023 A3 blir ljusare än den gröna kometen C/2022 E3 var då den passerade jorden i januari i år. Den kometen hade en ljusstyrka på cirka 4,6 och var synlig för blotta ögat. Den nya kometen kan ha en ljusstyrka på magnitud 0,7, potentiellt med en topp på magnitud -5, liknande Venus ljusstyrka när den blir som ljusast. (Lägre siffror betyder större ljusstyrka i stjärnskalan något att lägga på minnet.)

Mycket är ännu okänt om C/2023 A3 inklusive dess storlek. I en meddelandekedja för astronomer har postdoktor Qicheng Zhang vid University of Pennsylvania sammanfattat den kommande händelsen och kallar C/2023 A3 för den mest lovande kometen på flera år att ses med blotta ögat. Men tillade att att dessa förhoppningar kan grusas. "C/2023 A3: s överlevnad, även om den ser  lovande ut är inte garanterad vid denna tidpunkt", skrev Zhang.

Jag anser dock att den bör klara resan runt solen i sitt nuvarande skick med små förändringar. Den har dock varit i närområdet tidigare och den finns ännu. Men ingen vet hur stor den var vid förra passagen.

Bild vikipedia av kometen C/2023 A3 (Tsuchinshan–ATLAS) från 2023-02-24 taget av ett fjärrteleskop av en amatörastronom.

Vad grumlar och äventyrar prestandan hos små, tunna metallmembran som filtrerar solljus därute?

 

Forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) och Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) har undersökt vad som grumlar och därmed äventyrar prestandan hos vissa små, tunna metallmembran som filtrerar solljus när det kommer in i detektorer som övervakar solens ultravioletta (UV) strålar på en satellit.

Dessa detektorer bör fungera klanderfritt då deras uppgift bland annat är att varna oss för förestående solstormar - utbrott av strålning från solens yta - som kan nå jorden och riskerar att  störa datakommunikation och GPS-avläsningar.

Förra året motbevisade teamet den hittills rådande teorin: att denna grumling berodde på en ansamling av kol på ytan av filtren från organiska källor (damm i rymden) som träffade satelliten.

NIST-forskare har nu gjort experiment och modellering i datorer för att förklara varför aluminiumfilter på vissa mot solen vända satelliter har fått grumlade detektorer över tid. Kanske man även skulle försöka förstå varför inte alla satelliters med aluminiumfilter fått det. Kan det vara skillnad på aluminium och aluminium vid tillverkningen ex. Alternativt att de satelliter som klarat sig inte haft oturen att att  träffas av dammoln?

I den nya NIST-modellen  som kan förklara fenomenet frigörs vattenånga från termiska filter nära instrumenten. Något om det sker kan vara förklaringen. Se denna medföljande fil där en film ingår som visar denna teori.

Arbetet med att lösa gåtan har förbättrats jämfört med tidigare där man inte  tog hänsyn till effekten av UV-strålning och därför förutspådde mycket mindre oxidtillväxt. För att lösa problemet föreslår nu NIST-teamet att framtida metall i aluminiummembran  består av ett lager kol för att stoppa rörelsen av aluminiumjoner och även utrustas med rör som blockerar inkommande vattenånga. Med detta har man stoppat båda troligheterna till grumling.

I en serie av tre nya artiklar, har  teamen från NIST och LASP beskrivit ett starkt argument för vad de tror är den verkliga boven: oxidation orsakad av vatten, som tillsammans med UV-ljus från solen producerar ett tjockt lager aluminiumoxid - mycket tjockare än man tidigare trott möjligt och som blockerar inkommande solstrålar.

Vi får hoppas de kan få ordning på filtren snart för att kunna hålla noggrann koll på vad som sänds ut från solen.

Bild vikipedia på solen med sina fläckar. Bilden är från 7 juni 1992.

Hubbleteleskopets film då Dart träffade månen Dimorphos visar på överraskande händelseförlopp

 

Dimorphos är en asteroidmåne som kretsar runt asteroiden 65803 Didymos i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. DART var en rymdsond som den 26 september 2022 enligt plan kraschade in i asteroidmånen Dimorphos . Detta gjordes för att bedöma den framtida potentialen att avleda en asteroids bana på eventuell kollisionskurs med Jorden. Uppdraget blev lyckat, månen ändrade sin bana.

NASA: s rymdteleskop Hubble tog en serie bilder av händelsen.

DART-experimentet gav också nya insikter om planetkollisioner som kan ha varit vanliga i det tidiga solsystemet.

En film togs av Hubble (se länk)  av efterdyningarna av DART: s kollision vilken visar överraskande och anmärkningsvärda skeenden timme för timme när damm och bitar av skräp kastades ut i rymden efter kraschen. DART kraschade ner på asteroiden i en hastighet av över 2000km/h och över 1 000 ton damm och sten åkte  iväg ut i rymden från asteroidmånen.

Hubble-filmen erbjuder ovärderliga nya ledtrådar till hur skräpet spreds i ett komplext mönster dagarna efter händelsen. Mängden damm mm var mycket större än vad som kunde registreras av LICIACube cubesat, som flög förbi den binära asteroiden minuter efter DART: s nedslag."

DART-nedslaget gjordes i ett binärt asteroidsystem (asteroid, asteroidmåne). Vi har aldrig sett ett objekt kollidera med en asteroid i ett binärt asteroidsystem tidigare i realtid. Jag tycker det är fantastiskt. Det händer mycket grejer här. Det kommer att ta lite tid att räkna ut hur och vad som sker, sa  Jian-Yang Li vid Planetary Science Institute i Tucson, Arizona. Studien av efterdyningarna leddes av Li tillsammans med 63 andra DART-teammedlemmar och studien publicerades den 1 mars i tidskriften Nature.

Filmen se länk ovan visar tre överlappande stadier av nedslagets efterdyningar: bildandet av en kon sker, en spiralvirvel av skräp som fångas upp längs asteroidens bana  ses och svansen av skräp som svepte bakom asteroidmånen genom solljusets tryck ses.

Hubble-filmen börjar 1,3 timme före kraschen. Både Didymos och Dimorphos finns inom den centrala ljuspunkt som ses. Ett ljus som  inte Hubbleteleskopet kan särskilja till de två asteroiderna som två ljus. De tunna, raka spikarna som skjuter ut från mitten (och ses i senare bilder) är sken från Hubbles optik. Den första ögonblicksbilden kom 2 timmar efter händelsen till jorden (ljuset tar tid att komma tillbaks till jorden på grund av avståndet) . Här ses skräp ut från asteroiden med en hastighet av ca 6 km/h (tillräckligt snabbt för att undkomma asteroidens gravitationskraft, så det inte faller tillbaka ner på asteroiden). Utkasten ses som en  ihålig kon med långa trådar.

Cirka 17 timmar efter kollisionen förändrades skräpmönstret. Den dynamiska interaktionen inom det binära systemet började förvränga konformen på skräpet. De mest framträdande strukturerna blev då roterande former liknande hjul med ekrar. Det här är verkligen unikt för just den här händelsen", säger Li. "När jag först såg dessa bilder kunde jag inte tro på dessa mönster. Jag tänkte att bilden kanske var utsmetad eller något."

Hubble fångar sedan skräpet som därefter sveps tillbaka in i en kometliknande svansform av solljusets tryck på de små dammpartiklarna. Svansen sträcker sig ut i ett skräptåg där de lättaste partiklarna färdas snabbast och längst bort från asteroiden. Mysteriet förvärras senare när Hubble registrerar att svansen är uppdelad till två under några dagar.

En mängd andra teleskop på jorden och i rymden där  bland annat NASA: s James Webb Space Telescope och rymdsonden Lucy  observerade  DARTs påverkan då den kraschat på asteroidmånen.  Resultatet efter kraschen blev positivt. Månen ändrade sin bana något och har nu en något förändrad bana runt går nu vidare runt Didymos.

Bild vikipedia på Dimorphos

Det tidiga joniserade universums epok

 

Astronomer har fastställt att så kallade "läckande" galaxer kan ha utlöst den sista stora transformationsepoken i universum. Det som joniserade den neutrala interstellära gasen. Jonisering innebär att en eller flera elektroner i en atom tas bort så att atomen får en positiv laddning.

För miljarder år sedan var universum mycket mindre och mycket varmare än idag. Det var litet och varmt och i ett tillstånd av plasma, där elektroner var separerade från atomkärnor. Men då universum var ungefär 380000 år gammalt svalnade det till en temperatur som möjliggjorde att elektroner kunde rekombineras till atomkärnor och bilda en soppa av neutrala atomer.

Observationer av dagens universum visar att all materia i universum i dag består till nära 100 % av som vi vet neutrala atomer (i annat fall hade universum bestått av antimateria positiva atomer). Istället för att återjoniseras till ett plasma av positiva atomer förblev atomerna vid återjoniseringen neutrala atomer.   Astronomer kallar denna händelse epoken för återjonisering och misstänker att det hände inom de första hundra miljoner åren efter Big Bang. Men de är inte säkra på hur detta transformerande skedde.

En av de stora debatterna i modern kosmologi är källan till återjonisering. En hypotes är att kvasarer är svaret. Kvasarer är de ultraljusa kärnor som omger supermassiva svarta hål som pumpar ut enorma mängder högenergistrålning. Denna strålning  översvämmar universum och omvandlar universum från neutralt till joniserat men fortsatt neutralt uppbyggt universum med de atomer allt vi vet är uppbyggt av. Men problemet med denna hypotes är att kvasarer är relativt sällsynta och därför har svårt att täcka universums volym. 

Men vissa forskare anser att kvasarer var mycket vanliga under universums första tid. Man misstog dessa först som för tidiga galaxer. Men dessa röda punkter som man antar är kvasarer och upptäcktes av  Webbteleskopet kanske likväl inte räcker till för återjoniseringen. Dock ska vi ha i minnet att universum var mindre då än nu i volym.

En annan hypotes är att unga galaxer rika på stjärnbildning är ansvariga. I detta scenario är processen jonisering av den neutrala gasen mer spridd över hela universum. Varje enskild galax kan bara jonisera gasen i sin närhet, men eftersom det finns så många galaxer är det möjligt att återjonisera hela universum. Men det enda sättet att göra detta är om tillräckligt med högenergistrålning läcker ut ur galaxer och in i det omgivande mediet.

Kanske man ska ta hänsyn till att varje galax har ett svart hål som i tidens början kan ha varit en kvasar istället.

Ett team av astronomer har använt James Webb Space Telescope för att undersöka denna hypotes (obs kursiv text är mina funderingar). Astronomer kan inte studera strålningen som kommer ut från galaxerna direkt eftersom den strålningen absorberas av miljarder ljusår av materia mellan oss och dessa galaxer. Så istället fick de leta efter andra ledtrådar. Med hjälp av James Webbs förmåga att studera avlägsna galaxer kunde de mäta hur kompakta galaxerna såg ut och hur rik på stjärnbildning de var. De kunde sedan jämföra dessa galaxer med liknande galaxer i dagens universum för att skapa en uppskattning av mängden strålning som läckte ut från dem.

De uppskattar att galaxerna i det tidiga universum i genomsnitt läckte ungefär 12 % av sina tillgängliga högenergifotoner. Detta är precis tillräckligt för att potentiellt återjonisera kosmos på relativt kort tid.

Om denna teori stämmer i verkligheten får vi kanske veta i framtiden. Teoretiskt stämmer den bra.

Studien publiceras i tidskriften Astronomy & Astrophysics. Inlägget ovan är en diskussion och beskrivning av mig som utgår från en artikel i https://phys.org/ av  Paul M. Sutter, Universe Today.

Bild vikimedia Universums utveckling från bigbang till nutid.

 

Landare med batterier som klarar av Venus yta ska nu konstrueras

 

Venus yta har en temperatur  av cirka 480 C och dess  atmosfär består mest av koldioxid och något  kväve och sträcker sig ca 2,5 mil upp från ytan. Atmosfären är mycket kraftig och molnig det är omöjligt att se ner på Venus  yta från rymden.

Forskare och ingenjörer från NASA och European Space Agency förbereder sig nu för tre nya uppdrag till Venus. De vill veta mycket mer om den närliggande planeten, som liknar jorden på så många sätt bland annat i storlek se bild ovan.

Videon som medföljer länken här  berör några spännande aspekter av Venus. För det första har Venus en skenande växthuseffekt. Det 25 kilometer höga höljet av atmosfär bestående mestadels av koldioxid består även av moln av svavelsyra.

Nyckeln till det batteri som behövs till en landare som ska landa på Venus yta och inte urladdas på kort tid antas ska drivas av en form av nytt slag av smält salt med låg urladdning. Detta material har tillräckligt hög effektivitet och kan lagras och underhållas enkelt på jorden, då saltets höga smältpunkt innebär att det kommer att förbli fast samtidigt som det behåller sin energipotential i många år innan det används.

Ett stort problem med de  saltbatterier som finns idag är deras höga självurladdningshastighet, orsakade av interna elektrokemiska reaktioner, vilket begränsar ett normalt termiskt batteri med en smält saltelektrolyt till bara några timmars användning på Venus. Enligt NASA utvecklade ATB nyligen en 17-cells batteriprototyp som kunde begränsa de batteridränerande interna reaktionerna för att avsevärt förlänga batteriets livslängd.

Detta gjorde det möjligt för ATB:s batteri att ladda ur mellan 19 volt och 25 volt i 118 dagar, nästan dubbelt så mycket som LLISSE:s driftbehov, innan korrosionen nådde den positiva ledningen på batteriet."Den här senaste demonstrationen av batteriteknik, med förbättrad arkitektur och elektrokemi med låg självurladdning, är en enorm prestation som många kanske inte trodde var möjlig", säger Kevin Wepasnick, en ATB-projektingenjör, i ett NASA-uttalande.

Det kommer fortfarande att dröja innan NASA kan känna sig säkra på att det nya batteriet kommer att visa sig vara möjligt att använda i Venus hårda miljö, inklusive att utveckla en behållare och förpackning som tål hettan och Venus atmosfär. Men det verkar som om det största hindret LLISSE måste klara av har hanterats framgångsrikt.

Jag tror forskarvärlden löser uppgiften. Mycket nya uppfinningar som sedan kommit mänskligheten till del har kommit ur konstruktioner av rymdfarkoster och skydd av skilda slag. Något de glömmer som ör negativa till de kapital rymdforskning kostar. Det nu utvecklade batteriet kan kanske bli användbart även på jorden? Billiga (om nu detta blir det), miljövänliga  mer effektiva batterier behövs.

Bild vikipedia på storleksförhållandet mellan Venus och Jorden.

En ung stjärna i närheten av vintergatans svarta hål.

 

Sagittarius A* (Sgr A*; i stjärnbilden Skytten) är en ljusstark och extremt kompakt radiokälla i Vintergatans centrum, och en del av objektgruppen Sagittarius A. Centrum för Vintergatan  ca 26 000 ljusår från jorden. Här finns ett svart hål och i dess närhet den i inlägget nedan omtalade stjärnan.

Ett internationellt forskarlag under ledning av Dr Florian Peißker vid institut för astrofysik vid Universitetet i Köln har upptäckt en mycket ung stjärna i sin bildningsfas nära det supermassiva svarta hålet Skytten A* i vintergatans centrum. Stjärnan är endast några tiotusentals år gammal. Det speciella med stjärnan som fått beteckningen X3a är att den teoretiskt sett inte ska kunna existera så nära ett svart hål. Teamet tror därför att stjärnan  bildats i ett dammoln som kretsat omkring det svarta hålet och sedan sjönk ner till sin nuvarande bana.

Studien om fenomenet "X3: a high-mass Young Stellar Object close to the supermassive black hole Sgr A*" har nyligen publicerats i The Astrophysical Journal.

Närområdet till ett svart hål anses i allmänhet vara en region som kännetecknas av mycket dynamiska processer bestående av hård röntgen- och UV-strålning. Därför hade forskare länge antagit att bara miljarder år gamla, stjärnor finnas i närheten av ett svart hål. 

Detta beroende på att strålningen har som jag förstått det ökat efterhand som hålen tillväxt över tid genom upptagande av materia. Av den anledningen var området mindre fientligt för miljarder år sedan och då kunde stjärnor lättare bildas i närliggande gasmoln. Men unga stjärnor motsäger detta.

 Som nu då det för för tjugo år sedan upptäcktes mycket unga stjärnor i omedelbar närhet av Sgr A*. Det är fortfarande inte klart hur dessa stjärnor kom dit eller var de bildats. Förekomsten av mycket unga stjärnor mycket nära det supermassiva svarta hålet har kallats en paradox.

Den nu upptäckta unga stjärnan X3a – som är tio gånger så stor och femton gånger så tung som vår sol – skulle kunna minska okunskapen av stjärnbildning och unga stjärnor i den omedelbara närheten av Sgr A*. X3a behövde speciella förhållanden för att bildas i omedelbar närhet av det svarta hålet. Dessa förhållanden söks nu. Huvudförfattaren till artikeln i The Astrophysical Journal Dr Florian Peißker förklarade: "Det visar sig att det finns en region på ett avstånd av några ljusår från det svarta hålet som uppfyller villkoren för stjärnbildning. Denna region består en ring av gas och damm och här är en tillräckligt kall och skyddad miljö mot destruktiv strålning. Låga temperaturer och hög densitet skapar en miljö där moln av detta slag kan resultera i att  stjärnor kan bildas.

Ovan stjärna har däremot lagt sig på en bana betydligt närmre det svarat hålet (vilket inte innebär att den bildats närmre hålet än ovan resonemang, men däremot sedan snabbt tagit fart mot hålet)  än molnet efter att den bildats för några tiotusental år sedan. Kanske den är på väg rätt in i det svarta hålet och slukas av detta i framtiden?

Dessutom bildades mycket heta klumpar bestående av sammanpressad gas och damm i närheten av X3a som sedan kunde ackumuleras av X3a. Dessa klumpar kan alltså bidraget till att X3a nått en så hög massa. Dessa klumpar är dock bara en del av X3as bildningshistoria.

Forskarna antar att följande scenario är möjligt: avskärmat från gravitationspåverkan från Sgr A* och intensiv strålning kunde ett  moln ha bildats i det yttre av gasen )närmre det svarta hålet) och dammringen runt galaxens centrum. Detta moln ska då haft en massa motsvarande cirka hundra solar och kollapsade under sin egen gravitation till en eller flera protostjärnor. Observationer har visat att det finns många av moln av detta slag som kan interagera med varandra. Det är därför troligt att ett moln faller in mot det svarta hålet då och då.

Detta scenario skulle också passa  in på X3as stjärnutvecklingsfas som är i utveckling till en mogen stjärna. Det är därför ganska troligt att gas- och stoftringen fungerar som konstruktionsplats för nya stjärnor. Dr Michal Zajaček vid Masaryk University i Brno (Tjeckien), medförfattare till studien, klargjorde: "Med sin höga massa på cirka tio gånger solmassan är X3a en jätte bland stjärnor och dessa jättar utvecklas mycket snabbt. Vi har haft turen att upptäcka den massiva stjärnan mitt i det kometformade cirkumstellära området.

Eftersom liknande stoft- och gasringar finns även i andra galaxer bör den beskrivna mekanismen gälla även där. Många galaxer kan därför hysa mycket unga stjärnor i sin centrala del. Planerade observationer med NASA: s James Webb teleskop och European Southern Observatorys Extremely Large Telescope i Chile kommer att testa denna stjärnbildningsmodell av vår galax såväl som för andra genom datasimuleringar.

Bild vikipedia av Sagittarius A*, publicerad av Event Horizon Telescope 12 maj 2022 och konturerna av det osynliga svarta hålet.