Nya slag av radiovågor kommer från en neutronstjärna

 

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den till en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner med övriga restmaterial utspridd bortom supernovan. vikipedia.

Neutronstjärnor kan avge radiovågor som sveper runt i universum. Detta om neutronstjärnan snurrar och producerar regelbundna blixtar likt en fyr gör på Jorden. Forskare känner för närvarande till cirka 3 000 sådana neutronstjärnor i Vintergatan. Men den nya upptäckten liknar ingenting som hittills setts. Teamet tror att den kan tillhöra den i teorin klassen av ultralånga magnetarer med extremt starka magnetfält. Då skulle neutronstjärnaPSR J0901-4046  vara den första som hittats och bekräfta att denna klass av neutronstjärnor finns mer än i teorin. 

 PSR J0901-4046  roterar extremt långsamt (för att vara en neutronstjärna) och fullbordar en rotation var 76: e sekund. Upptäckten gjordes med hjälp av radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika och  publicerades i tidskriften Nature Astronomy den 30 maj 2022. Studien leddes av medlemmar ur den ERC-finansierade MeerTRAP-gruppen (More Transients and Pulsars) vid University of Manchester.

PSR J0901-4046 finns i stjärnbilden Seglet och upptäcktes ursprungligen från en enda blixt eller puls med  MeerTRAP-instrumentet medan bildobservationer av den leddes av ett annat team vid ThunderKAT. 

 MeerTRAP och ThunderKAT arbetade därefter nära tillsammans för att pussla ihop upptäckten. Genom att kombinera data från de två teamen var det möjligt att bekräfta radiopulserna och få en exakt position av källan vilket möjliggjorde detaljerade och mer känsliga uppföljningsobservationer. Dr Manisha Caleb, tidigare vid University of Manchester och nu vid University of Sydney, som ledde forskningen beskrev: Otroligt nog har vi upptäckt radioemission från endast denna källa under 0,5 % av dess rotationsperiod. Det betyder att det är en slump att radiostrålen skär jorden så vi kunde upptäcka den.

Det är troligt att det finns många fler av dessa mycket långsamt snurrande neutronstjärnor i galaxen vilket har viktiga konsekvenser för hur neutronstjärnor föds och åldras. Den nyupptäckta neutronstjärnan PSR J0901-4046 uppvisar egenskaper hos pulsarer men också av magnetarer med ultralång pulsperiod och snabba radioblixtar. Medan den producerade radiostrålenergin antyder ett pulsarursprunget påminner om pulser med kaotiska subpulskomponenter medan polarisationen av pulserna påminner om magnetarer  medan spinnperioden för PSR J0901-4046 kan vara mer lik den hos en vit dvärgstjärna, en annan mindre extrem typ av stjärnrest. 

Det är för närvarande oklart hur länge denna neutronstjärna har avgett radiostrålning. PSR J0901-4046 upptäcktes i en välstuderad del av galaxen, men radioteleskop söker vanligtvis inte efter så långa korta rotationsperioder eller pulser som varar mer än några tiotals millisekunder som i detta fall.

Den känslighet som MeerKAT ger i kombination med den sofistikerade sökning som var möjlig med MeerTRAP gav en möjlighet att göra samtidiga bilder av himlen av upptäckten möjlig. beskriver Dr. Ian Heywood från ThunderKAT-teamet och University of Oxford i studien.

Att upptäcka liknande källor är observationsmässigt utmanande vilket innebär att det kan finnas en större oupptäckt population av samma slag av neutronstjärnor som väntar på att avslöjas. Det kan utifrån denna upptäckt finnas en ny klass av radiokällor, neutronstjärnor med ultralång period, vilket tyder på en möjlig koppling till utvecklingen av högmagnetiserade neutronstjärnor, ultralånga magnetarer och snabba radiostrålutbrott och PSR J0901-4046  kan vara den första upptäckten.

Bild vikipedia som visar hur en neutronstjärna är byggd upp. OBS inte att förväxla med en vit dvärgstjärna vilket blir slutstadiet för vår sol.

Venus svavelsyramoln kan innehålla DNA och RNA.

 

Ett team av kemister, biologer och planetforskare från MIT (Massachusetts Institute of Technology Cambridge, USA), Nanoplanet Consulting, Harvard University och University of Alberta har med genom laboratorieexperiment funnit att förhållandena i Venus moln möjligen kan innehålla liv. I rapporten publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences beskriver gruppen de experiment de genomförde i sitt laboratorium resultatet.

Tidigare forskning har visat att Venus yta i genomsnitt är cirka 462° C, alldeles för varmt för livsformer vi känner till. Planetens atmosfär är däremot mycket svalare speciellt i dess moln. Här är temperaturen 30° C till 70° C, väl inom ett intervall som kan stödja liv. Molnen består av svavelsyra och är mycket surare jordens moln. Men annorlunda livsformer kan existera i moln av detta slag, enligt forskargruppen.

De utarbetade experiment för att avgöra om RNA och /eller DNA-baser kunde existera i en sådan miljö.

Experimenten involverade exponering av nukleinsyrabaser såsom cytosin, adenin, tymin, guanin och uracil i kemiska förhållanden som liknar dem som tros finnas i de Venus svavelmoln. De gjorde sedan samma sak med pyrimidin och purinnukleinsyrabaskärnor och 2,6-diaminopurin. De testade därefter syrabasernas stabilitet med NMR (nuclear magnetic resonance) och UV-spektroskopi. De fann att om syrabaserna förblev stabila   i upp till två veckor - i förlängningen innebar detta att de kunde göra detsamma i Venus moln.

Men då får de först bildas och existensen blir endast två veckor innan de upplöses som jag tolkar det. Låter inte som att det skulle ske spontant eller vara annat än en konkret möjlighet teoretiskt.

Forskarna förstår att deras resultat kan vara förundrande för många forskare men knappast för kemister.  De noterar att det är allmänt känt att raffinering av olja innebär användning av koncentrationer av svavelsyra vilket då resulterar i produktion av organiska föreningar av vilka några är aromatiska molekyler. De föreslår därför att rymdforskare som letar efter liv i universum kan behöva utöka sina mål till att inkludera planeters atmosfärer inte bara deras ytor.

Bild vikipedia Molnstruktur av den venusianska atmosfären, synliggjord genom ultraviolett avbildning.

Satelliter som kommunicerar med ljus

 

Ett andra par av satelliter som använder ljus föratt kommunicera säkert med varandra har skjutits upp.

Satelliterna utvecklades inom ramen för ett ESA-partnerskapsprojekt med satellittillverkaren och operatören Spire Global baserad i Glasgow i Storbritannien. 

Spire Globals konstellation av satelliter tillhandahåller bland annat global väderinformation, fartygs- och flygplansrörelser med sina satelliter.

De två satelliterna kommer att använda optiska intersatellitlänkar för att skicka information mellan  och nästan omedelbart. För att uppnå detta är de utformade för att uppnå motsvarigheten till hur en laserpekare fungerar i att länka dessa två satelliter, var och en har en storlek som ett stort cornflakespaket. Avståndet mellan satelliterna är 5000 km.

Satellitparet kommer att visat förmågan  att skicka mer än 1 GB data säkert mellan de två terminalerna under ett kort kontaktfönster då de får  kontakt över jorden. Spire Global utvecklade en smidig metod för en  optisk intersatellitlänkteknik, med hjälp av successiva ljusupprepningar  i satelliterna.

De två satelliterna är lika framgångsrika som ett tidigare par satelliter som lanserades i juni 2021. Dessa har använts för att utveckla de kärnfunktioner som krävs för optiska intersatellitlänkar, såsom avancerad rymdfarkostpekning och positionskontroll tillsammans med laserstråldrift och optiska mottagare.

Satelliterna har utvecklats i samarbete med ESA och den brittiska rymdorganisationen inom Pioneer-programmet som en del av ESA:s program för avancerad forskning inom telekommunikationssystem (ARTES).

Jeroen Cappaert, Chief Technology Officer och medgrundare av Spire Global, beskriver: Vi firar nu kulmen på mer än tre års arbete med att skapa ett av de mest komplexa systemen ur både hårdvaru- och uppdragsperspektiv. Användningen av optiska länkar istället för traditionella radiofrekvenslänkar leder till högre motståndskraft mot störningar, högre säkerhet och högre effektivitet.

Craig Brown, investeringschef vid UK Space Agency, beskriver: Den framgångsrika lanseringen av dessa två Glasgow-tillverkade satelliter som en milstolpe inte bara för företaget utan på intersatellitkommunikation som får denna teknik mer effektiv. Sådan ledande teknik erbjuder en spännande möjlighet för Storbritannien  i den kommersiella rymdåldern samtidigt som man är engagerad i att minska påverkan på jorden.

Den brittiska rymdorganisationen gav 2,9 miljoner pund till projektet som inkluderar fem satelliter och tre uppskjutningar, genom ESA:s ARTES Pioneer Programme, med syftet att stödja nya kommersiella möjligheter inom telekommunikationssektorn. Vi ser fram emot att följa nästa steg i Spire Globals resa och resultat.

Bild från https://www.esa.int/ En av de två satelliterna som använder ljus för att prata säkert med varandra.

Galaxers viktiga betydelse under det tidiga universum

 

I det unga universum var gasen mellan stjärnor och galaxer ogenomskinlig. Stjärnljus kunde inte ses från en stjärna till nästa. Vi kan inte se in i denna tid. Men 1 miljard år efter bigbang hade gasen blivit helt genomskinlig.  Det gick att se universums stjärnor likt vi kan se dem i dag.

Nya data från NASA: s James Webb Space Telescope har identifierat orsaken: Galaxernas stjärnor hade då emitterat tillräckligt med ljus för att värma och jonisera gasen runt dem vilket rensade upp joniseringens täta skymning under en tidsrymd av hundratals miljoner år.

Citerar från vikipedia för att förklara hur Webbtelekopet ser. "Teleskopet är ett IR-teleskop vilket innebär att det registrerar infraröd strålning. Det har även förmåga att uppfatta delar av det synliga ljuset. Fördelar med observationer i infrarött är att det är lättare att tränga genom regioner fyllda av rymdstoft samt att kalla objekt som bruna dvärgar och exoplaneter primärt utsänder sin strålning i infrarött. Dessutom blir det betydligt lättare att observera det unga universum eftersom de tidigaste objekten är rödförskjutna på grund av universums expansion". Slut citat.

Studien från en forskargrupp ledd av Simon Lilly från ETH Zürich i Schweiz, är de senaste insikterna om en tidsperiod som kallas återjoniseringstiden 

Forskare har länge sökt definitiva bevis för att förklara omvandlingen. De nya resultaten visar  återjoniseringsperioden. Webbteleskopet visar inte bara tydligt att dessa transparenta regioner fanns runt galaxer, vi har också mätt hur stora de var, beskriver Daichi Kashino från Nagoya University i Japan, huvudförfattaren till lagets första studier. I Webbs data ser vi då hur galaxer återjoniserar gasen runt dem.

Webbs data visar att dessa tidiga relativt små galaxer drev återjoniseringen och rensade massiva områden i rymden runt dem. Under de kommande hundra miljoner åren fortsatte dessa transparenta "bubblor" att växa sig större och större och så småningom smälta samman och få hela universum att bli transparent (och universum möjligt att se). Lillys team riktade avsiktligt in på en tid strax före slutet av återjoniseringeran då  universum inte var helt ljusgenomsläppligt och inte riktigt ogenomskinligt då det innehöll ett lapptäcke av gas i olika tillstånd.

Forskare riktade Webb i riktning mot en kvasar - ett extremt lysande aktivt supermassivt svart hål. 

Denna kvasars ljus färdades mot oss genom skilda gasfält absorberades det antingen av gas som var ogenomskinlig eller rörde sig fritt genom transparent gas. Teamets banbrytande resultat var endast möjliga genom att para ihop Webbs data med observationer från den centrala kvasaren med hjälp av  W. M. Keck-observatoriet på Hawaii och Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope och Magellan-teleskopet vid Las Campanas-observatoriet, sistnämnda i Chile. "Genom att belysa gas längs denna siktlinje ger kvasaren oss omfattande information om gasens sammansättning och tillstånd, beskrev Anna-Christina Eilers från MIT i Cambridge, Massachusetts.

Forskarna använde sedan Webb för att identifiera galaxer nära denna siktlinje och visade att galaxerna i allmänhet är omgivna av transparenta områden med cirka 2 miljoner ljusårs radie. Med andra ord bevittnade Webb galaxer i färd med att rensa utrymmet runt dem i slutet av återjoniseringstiden (och då ses i optiska telekop). För att sätta detta i perspektiv är området som dessa galaxer har rensat ungefär som utrymmet mellan Vintergatan och vår närmaste granne, Andromedagalaxen.

Fram till nu hade forskare inte hittat definitiva bevis på vad som orsakade återjoniseringen först med data från Webbteleskopet förstod man.

Det mest massiva svarta hål som är känt i det tidiga universum väger 10 miljarder gånger mer än solens massa. Vi kan fortfarande inte förklara hur kvasarer kunde växa sig så stora så tidigt i universums historia, skriver Eilers.

Teamets första publikationer inkluderar "EIGER I. ett stort urval av emitterande galaxer vid 5,3 < z < 6,9 och direkta bevis för lokal återjonisering av galaxer", ledd av Kashino, "EIGER II. första spektroskopiska karakteriseringen av unga stjärnor och joniserad gas associerad med stark Hβ- och [OIII]-linjeemission i galaxer vid z = 5 - 7 med JWST", ledd av Matthee, och "EIGER III. JWST/NIRCam observationer av den ultralysande högrödförskjutningskvasaren J0100+2802", ledd av Eilers och som att publicerades i The Astrophysical Journal den 12 juni 2023.

Bild från https://hmn.wiki/sv/Reionization av en Schematisk tidslinje för universum som visar återjoniseringens plats i den kosmiska historien

En vit dvärgstjärnas kristallisering till en stor diamant

 

En grupp rymdforskare vid University of Southern Queensland, University of Victoria, University of Warwick och Kavli Institute for Astrophysics and Space Research har upptäckt en vit dvärgstjärna som verkar vara i början av en kristallisering till att bli slutmålet en diamant.

Alexander Venner, Simon Blouin, Antoine Bédard och Andrew Vanderburg rapporterade sina resultat av upptäckten i en artikel för publicering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Den är tillgänglig på arXiv pre-print-servern.

Tidigare forskning har visat att då en stjärna börjar få slut på sitt bränsle kollapsar den oftast efter att den  svällt upp till en röd stjärna och sammandragits  till en vit mycket kompakt dvärgstjärna (ödet för vår sol).

Om en sådan stjärna mestadels består av metalliskt syre och kol kan dess  kärna efter mycket lång tid bli en gigantisk diamant. Sådana stjärnor skulle vara svaglysande. Forskare tror dock inte att någon stjärna ännu helt har kristalliserats till en diamant eftersom matematiska beräkningar tyder på att det skulle ta i storleksordningen en kvadriljon år. Misstänker att universum inte finns efter så många år så en stjärnas diamantomvandling sker enbart enligt teorin.

Eftersom universum endast är cirka 13, 8 miljarder år gammalt skulle sådana dvärgstjärnor bara vara i början av sina omvandlingar till en diamant. 

Den vita dvärgstjärnan som det handlar om finns ungefär 104 ljusår bort och består mestadels av metalliskt syre och ingår i ett fyrdubbelt system som kallas HD 190412.  Den vita dvärgen har fått namnet HD 190412 C.

Teamets arbete har varit inriktat på att mäta kylfördröjningen i stjärnan på grund av kristallisationsprocessen. Vita dvärgstjärnor avger värme på grund av den energi som frigörs under processen i deras inre. Processen till diamant  saktar ner kylningen av stjärnan matematiskt utifrån  hastigheten av vad en sådan stjärna innehåller. Något som även påverkar också stjärnans ljusstyrka och färg vilket forskarna i detta fall studerat. Genom att notera dess egenskaper och beräkna dess avstånd exakt kan de beräkna hur långt det gått i  processen i att stjärnan förlorar all sin värme vilket visar hur långt det kommit i sin omvandling till att bli en diamant.

En diamant i skyn vore en syn. Men tiden dit är så lång att knappast någon människa får se detta om man inte kan forcera det i mindre skala i laboratoriemiljö.

Bild https://www.wallpaperflare.com/ kan detta vara framtiden för HD 190412 C. Att kristalliseras till en diamant som ser ut som denna?

Kommer det att letas efter liv på månen?

 

Månuppdraget och landningen på månen med astronauter med Artemis 3 under 2025 kommer att vara den första månlandningen sedan Apollo 17 med människor som ska landsättas sedan december 1972. Att välja en säker och vetenskapligt intressant landningsregion för Artemis 3 är en utmaning. Men det råder ingen tvekan om att stora upptäckter ligger framför oss  och en potentiell överraskning kan vara att upptäcka liv på månen. Ny forskning tyder på att framtida besökare till månens sydpolsregion bör söka efter liv i superkalla permanent skuggade kratrar och då efter spår av organismer som kan ha sitt ursprung från jorden.

Mikrobiellt liv kan potentiellt överleva under de hårda förhållandena nära månens sydpol, föreslår Prabal Saxena, planetforskare vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland i en ny studie.

En av de mest intressanta sakerna som vårt team har funnit i den senaste forskningen om de områden där visst mikrobiellt liv kan överleva är att det kan finnas potentiellt liv i nischer i relativt skyddade områden på vissa luftlösa kroppar, berättade Saxena för Space.com. 

Faktum är att månens sydpol kan ha de egenskaper som kan möjliggöra överlevnad och potentiellt till och med episodisk tillväxt av visst mikrobiellt liv, beskriver Saxena och tillägger. Vi arbetar för närvarande med att förstå vilka specifika organismer som kan vara mest lämpade till att överleva i sådana regioner och vilka områden i månens polarområden av intresse som är relevanta för utforskning då de kan vara mest mottagliga  att stödja liv.

Jag anser att man både ska söka efter nuvarande liv och historiska tecken på liv som kanske en gång fanns.

I arbetet som presenterades vid en nyligen genomförd vetenskaplig workshop om de potentiella Artemis 3-landningsplatserna rapporterade Saxena och hans studiemedlemmar att månens sydpol kan innehålla betydande nischer på ytan som kan vara potentiellt beboeliga för ett antal mikroorganismer.

Bild vikipedia En astronaut hoppar på månen, vilket illustrerar att månens gravitationskraft är ungefär 1/6 av jordens.

Varför och hur objekt på Mars formationer ges sina namn

 

NASAs Perseverance-rover undersöker för närvarande berghällar längs kanten av Mars Bellelva-kratern ("Ubajara). Cirka 3700 kilometer från denna krater tog NASAs Curiosity - rover  nyligen ett prov kratern bär som ses ovan även ett smeknamn, därav citattecknen.

Båda namnen är bland tusentals som tillämpas av NASA inte bara på kratrar och kullar utan på varje stenblock, sten och stenytor de studerar. Anledningen till att vi väljer alla dessa namn är att hjälpa teamet att hålla reda på vad de hittar och var och  hitta platsen igen, beskriver Ashwin Vasavada, Curiosityuppdragets projektforskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. Men två olika namn på samma plats anser jag vara fel och kan ge svårigheter. 

Exakt hur forskarna kommer fram till  ett namn utvecklades redan för  25 år sedan då  seriefigurnamn användes flitigt.

Skillnaden mellan ett officiellt namn på Mars och ett inofficiellt namn är till synes enkelt: Officiella namn har godkänts av en grupp forskare i  International Astronomical Union (IAU). IAU sätter standarder för namngivning och lägger in namnen i Gazetteer of Planetary Nomenclature.

Till exempel blir kratrar större än 60 kilometer uppkallade efter kända forskare eller science-fiction-författare. Mindre kratrar uppkallas efter städer med en befolkning på mindre än 100000 personer. Jezero Crater, som Perseverance-rover har utforskat, delar namnet med den bosniska staden "Belva". Jezerokratern är uppkallad efter en stad i West Virginia som i sin tur är uppkallad efter Belva Lockwood en amerikansk advokat som 1879 den första kvinnliga advokaten i USA som föra talan vid USA:s högsta domstol och 1884 den första kvinnliga presidentkandidaten i USA.

Flera platser på Mars bär officiella namn, men ännu fler har inofficiella smeknamn prickade in på marskartan.

Tidiga Mars-uppdrag tog ibland en nyckfull väg med smeknamn från seriefigurnamn. "Yogi Rock", "Casper" och "Scooby-Doo" var bland de inofficiella namnen som användes av teamet bakom NASA: s första rover, Sojourner i slutet av 1990-talet.

Namngivnings-Filosofin förändrades med Spirit och Opportunity rovers, vars lag började använda mer historiska namn. Till exempel gav Opportunity-teamet en krater smeknamnet "Endurance" för att hedra skeppet som bar upptäcktsresande Ernest Shackletons ödesdigra expedition till Antarktis. Namnen på platserna där Curiosity-rovern landade hedrar science-fiction-författarna Ray Bradbury respektive Octavia E. Butler mm.

För ytterliga namn och det som finns bakom flera av platserna se här. 

Bild vikipedia på Kap Verde, Victoriakratern (Meridiani Planum) på Mars. Bilden är tagen av rovern Opportunity. Klippan är ungefär 6 meter hög