En brun dvärgstjärna som avger radiostrålning

 

Att fördjupa vår kunskap om svala bruna dvärgar som den här kommer att hjälpa oss att förstå stjärnors utveckling, säger huvudförfattare och doktorand vid Kovi Rose vid University of Sydney.

 Astronomer vid University of Sydney har visat att en liten ljussvag stjärna är den svalaste som registrerats som producerar radiovågor.

Den "ultrasvala bruna dvärgen" som undersöktes i studien är en gasboll  med en temperatur av 425 grader Celsius men här sker ingen kärnfusion. 

Däremot är yttemperaturen hos solen den kretsar kring ett kärninferno med en temperatur av cirka 5600 grader Celcius.

Även om det inte är den kallaste bruna dvärg som  hittats är det den svalaste som analyserats med  med radioastronomi. Resultaten av studien publicerades nyligen  i The Astrophysical Journal Letters.

Huvudförfattaren och doktorand vid School of Physics, Kovi Rose, beskriver att det är mycket sällsynt att hitta svala bruna dvärgstjärnor som denna som producerar radiovågor. Det beror på att deras dynamik vanligtvis inte konstruerar de magnetfält som genererar radioutsläpp som kan detekteras från jorden.

Därför kan denna bruna dvärg  fördjupa vår kunskap om svala bruna dvärgar och hjälpa oss att förstå utvecklingen av stjärnor och hur de genererar magnetfält.

Hur den inre dynamiken är hos bruna dvärgar vilka en del producerar radiovågor är inte förstått. Medan astronomer har en bra uppfattning av hur större stjärnor som vår  sol genererar magnetfält och radiostrålning är det inte helt känt varför färre än 10 procent av bruna dvärgstjärnor producerar detta.

Den snabba rotationen av svala dvärgar tros spela en roll i att generera starka magnetfält. När magnetfältet roterar med en annan hastighet än dvärgens joniserade atmosfär kan det skapa elektriska strömflöden.

I det här fallet tror man att radiovågorna produceras av inflödet av elektroner till den bruna dvärgens  magnetiskt polära områden vilket tillsammans med rotationen av den  producerar regelbundet upprepade radioskurar.

Bruna dvärgstjärnor, så kallade eftersom de avger lite energi eller ljus, är inte tillräckligt massiva för att antända kärnfusion som större stjärnor som vår sol. Därför kallas de misslyckade stjärnbildningar.

Rose sa: "Dessa stjärnor är en slags felande länk mellan de minsta stjärnorna som bränner väte i kärnreaktioner och de största gasjätteplaneterna, som Jupiter."

Senna bruna dvärg har namnet T8 Dwarf WISE J062309.94-045624.6 och finns cirka 37 ljusår från jorden. Den upptäcktes 2011 av astronomer vid Caltech i USA.

Stjärnans radie är mellan 0,65 och 0,95% större än Jupiter. Dess massa är inte väl förstådd men är minst fyra gånger till 44 gånger mer massiv än Jupiter. Att jämför med vår sol som är 1000 gånger mer massiv än Jupiter.

Analysen av stjärnan gjordes av Mr Rose med hjälp av ny data från CSIRO ASKAP-teleskopet i västra Australien och följdes upp med observationer från Australia Telescope Compact Array nära Narrabri i NSW och MeerKAT-teleskopet i Sydafrika.

Bild Vikipedia Jämförelsebild: de flesta bruna dvärgar är något större än Jupiter (15–20%),[1] men är fortfarande upp till 80 gånger tyngre på grund av större densitet. Bilden är skalenlig, med Jupiters radie 11 gånger jordens, och solens radie är 10 gånger Jupiters.

En glänsande planet

 

Astronomer har för första gången hittat en exoplanet som kan matcha Venus sken. Exoplaneten LTT9779 b som finns 264 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Bildhuggaren. Nya detaljrika mätningar av ESA:s Cheopsteleskop visar att denna planet reflekterar hela 80 % av det ljus som lyser på den från dess sol.

Cheops högprecisionsmätningar var en målinriktad uppföljning av planeten efter första upptäckten och karakterisering av planeten under 2020, då av NASA:s Tess teleskop och markbaserade instrument där ESO:s instrument HARPS i Chile var ett av dessa.

Exoplaneten är ungefär lika stor som Neptunus vilket gör den till den största reflekterande planeten i universum vi känner till. Anledningen till dess höga reflektion är att den täcks av metallmoln. Dessa moln består mestadels av silikat vilket är samma sak som sand och glas består av - blandat med metall exempelvis titan.

Man kan se planeten som en het värld liggande nära sin sol med kraftiga metallrika moln bestående av metall som flyter uppåt och regnar ner som titandroppar, beskriver James Jenkins (astronom vid Diego Portales University och CATA (Santiago, Chile) medförfattare till en vetenskaplig artikel som beskriver den nya forskningen, publicerad i tidskriften Astronomy &; Astrophysics.

Den fraktion av ljus som ett objekt reflekterar kallas dess "albedo" (reflexionsförmåga jordens är ca 0,3 i denna skala). De flesta planeter har ett lågt albedo, antingen för att de har en atmosfär som absorberar mycket av inkommande ljus eller för att deras yta är mörk eller har en kuperad terräng. Undantagen är frusna isvärldar eller planeter som Venus med ett reflekterande molnlager. 

LTT9779 b:s höga albedo kom som en överraskning eftersom planetens solsida mot sin sol uppskattas vara runt 2000 °C. Varje temperatur över 100° C är för varm för att moln av vatten ska bildas. Temperaturen i planetens atmosfär bör i detta falla till och med vara för varm för att moln av metall eller glas ska finnas.

Det var ett mysterium tills vi insåg att vi borde tänka på denna molnbildning på samma sätt som om kondens som bildas i ett badrum efter en varm dusch, konstaterar Vivien Parmentier, forskare vid observatoriet i Côte d'Azur (Frankrike) och medförfattare till forskningsrapporten. Vivien förklarar: För att ånga upp ett badrum kan du antingen kyla luften tills vattenångan kondenserar eller så kan du hålla varmvattnet rinnande tills moln bildas eftersom luften blir så mättad av ånga att den helt enkelt inte kan hålla ångan kvar längre utan den kondenseras på väggar mm. På samma sätt kan LTT9779 b bilda metallmoln trots hettan eftersom atmosfären är övermättad med silikat och metallånga. Att vara glänsande är inte det enda överraskande med LTT9779 b. Dess storlek och temperatur gör den till även till en så kallad "ultrahet Neptunus", inga andra planeter än detta slag  av  storlek och massa har visat sig kretsa så nära sina solar.

Planeten har en radie som är 4,7 gånger större än jordens. Ett år på LTT9779 b är 19 timmar. Alla tidigare upptäckta planeter som kretsar kring sin stjärna på mindre än en jordisk dag är antingen "heta jupitrar" - gasjättar med en radie som är minst tio gånger större än jordens - eller steniga planeter mindre än två jordradier.

Huvudförfattaren till studien Sergio Hoyer från Marseille Astrophysics Laboratory kommenterar: Vi tror att dessa metallmoln gör att planeten kan bestå i den heta miljön. Molnen reflekterar ljus och hindrar planetens atmosfär från att bli för varm och avdunsta. Samtidigt får planetens metallinnehåll i atmosfären dess atmosfär tung och gör att denna svårare kan avdunsta ut i rymden.

Bild från https://www.esa.int/ varifrån uppslaget till detta inlägg även kommer. Där Cheops visar hur exoplanet LTT9779 b fungerar som en spegel

Floder som en gång forsat på två platser därute förutom på Jorden

 

En ny teknik utvecklad av MIT-geologer gör det möjligt för forskare att se hur floder en gång flöt på Mars och hur de för närvarande flyter på Titan. Metoden använder satellitobservationer för att uppskatta hur snabbt floder flyttar vätska och sediment nedströms.

Genom att tillämpa den nya tekniken beräknade MIT-teamet hur hög flödeshastighet och hur djupa floderna var i vissa regioner på Mars för mer än 1 miljard år sedan. De gjorde även liknande uppskattningar av de aktiva floderna på Titan även om månens tjocka atmosfär och avstånd från jorden gör det svårare att utforska Titan än Mars.

Det spännande med Titan är att där flödar floder än i dag. Med den nya tekniken har vi en metod att göra förutsägelser för en plats där vi inte kommer att få mer data på länge, beskriver Taylor Perron, Cecil och Ida Green Professor vid MIT: s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS). Mars ger oss en tidsmaskin, för att undersöka floderna som sedan länge sinat och få en känsla av hur de var då de aktivt flödade. 

Perron och hans kollegor har publicerat sina resultat nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences. Perrons MIT-medförfattare är huvudförfattare Samuel Birch, Paul Corlies och Jason Söderblom, med Rose Palermo och Andrew Ashton från Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Gary Parker från University of Illinois i Urbana-Champaign och medarbetare från University of California i Los Angeles, Yale University och Cornell University.

Teamets studie växte fram efter Perron och Birchs förbryllelse över Titans floder. Bilderna som tagits av NASA: s rymdfarkoster Cassini har visat en brist på deltaområden vid mynningarna vid de flesta av månens floder i motsats till många av floderna på jorden där deltaområden är vanliga. Kan det vara så att Titans floder inte flödar starkt nog för att dra med sig sediment för att bygga upp deltan.

Av forskarnas förutsägelser om flödeshastighet fann laget att floder sannolikt flödade i minst 100 000 år vid Gale Crater och minst 1 miljon år vid Jezero Crater  på Mars tillräckligt länge för att eventuellt ha innehållet liv. De kunde också jämföra sina förutsägelser om den genomsnittliga storleken på sediment på varje flodbädd med faktiska fältmätningar av marsjord nära varje flod, tagna av NASA: s rovers.

För mer om forskningen se medföljande länk från https://www.spacedaily.com/.  

Bild vikipedia på en flod på Jorden i detta fall St. Marys River i Fort Wayne, Indiana.

Ett mystiskt, varmt, begränsat område finns under ytan på månens baksida

 

Forskare har upptäckt en avvikande värmeklump under ytan på månens baksida.

Denna mystiska värmepunkt har ett okänt ursprung. Men antar att det troligen orsakas av den naturliga strålningen från en enorm massa av granit i en storlek som är ovanlig utanför jorden. På månen skulle det då troligen orsakats av en avslocknad vulkan som inte haft utbrott de senaste 3,5 miljarder åren.

Det här är mer jordliknande än vi hade föreställt som kunde produceras på månen där det inte finns vatten- och plattektonik som bildar granit som på jorden, skriver huvudförfattaren till studien Matt Siegler vid Planetary Science Institute i Tucson, Arizona.

Siegler och hans kollega Rita Economos från Southern Methodist University upptäckte värmekällan med en ny metod där man använder mikrovågor för att mäta temperaturer under ytan med hjälp av data från de kinesiska månsatelliterna Chang'E 1 och 2. 

Utöver det använde de data från NASA: s LunarProspector och Lunar Reconnaissance Orbiters.

De fann ett område cirka 50 kilometer i diameter där temperaturen är cirka 10 grader Celsius varmare än omgivningen. I området fanns ett 20 km diameters område där ytan var rik på kisel och som tros vara en kollapsad vulkankrater. Den avslocknade vulkanen hade senast ett utbrott  för 3,5 miljarder år sedan. Men magma från dess inre finns sannolikt fortfarande under ytan och avger strålning.

Det 50 km stora område bestående av vulkanisk sten bildades då lava steg upp genom månskorpan men inte ända ut på ytan, beskriver Economos. El Capitan och Half Dome , i Yosemite i Kalifornien vilket är exempel på liknande granitstenar som har stigit uppåt ytan på jorden. Forskarna rapporterade sina resultat i tidskriften Nature den 5 juli och presenterade ytterligare detaljer den 12 juli vid Goldschmidt-konferensen i Lyon, Frankrike som handlade om geokemi.

Geologiskt är det ganska svårt att granit bildas utan vatten och plattektonik vilket är anledningen till att vi inte ser granit på andra planeter. Så om detta fynd av Siegler och kollegor bekräftas kommer det att vara oerhört viktigt hur vi ser på andra steniga objekt i solsystemet.

Bild vikipedia. Månens passage framför jorden observerad av Deep Space Climate Observatory. 

 Baksidan är endast belyst av solen. Månen vänder alltid samma sida mot oss.

För 400 000 år sedan förändrades Mars klimat.

 

Kinas Zhurong Mars Rover  har hittat bevis på att en dramatisk förändring i Mars klimat som skedde för 400 000 år sedan. Fyndet består av mörka åsar ovanpå ljusa sanddyner som krusar över sanden i Utopia Planitia, området rovern utforskar.

Forskare under ledning av Li Chunlai från National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences använde roverns instrument tillsammans med högupplösta observationer från Kinas Tianwen-1 Mars orbiter, för att se närmare på de stora sanddynerna nära den plats där Zhuronglandade i maj 2021.

Dynernas halvmåneform som har eroderat under tundratusentals år och här har bildats  långa mörka åsar tvärgående eoliska åsar ovanpå dynfälten, men i en annan vinkel än de vindblåsta sanddynerna har. Dyner observeras över hela Mars vid lägre latituder. Globala atmosfäriska cirkulationsmodeller som beskriver vindriktningen på Mars har inte kunnat förklara hur funktionerna (dynerna med tvärgående mörka åsar) bildats. Men Zhurongs undersökning av sanddynerna visade att dess halvmåneform består av ljusare material under det mörkare material som bildar dynerna.

Från sin omloppsbana observerade Tianwen-1 hela 2 262 ljusa sanddyner över Mars, och baserat på antalet kratrar som har påverkats av sanddynerna uppskattar forskargruppen att de bildades för mellan 2,1 miljoner och 400 000 år sedan. Det betyder att de mörka åsarna måste ha bildats ovanpå sanddynerna under de senaste 400000 åren.

Tiden sammanfaller med början och slutet av Mars sista stora istid. Istiden började och slutade på grund av förändringar av mars lutningsvinkeln då Mars snurrar, orsakad av Milankovitch-cykler. 

Dessa cykler involverar en periodisk vandring av en planets rotationsaxel i förhållande till planet av dess bana, orsakad av de kombinerade effekter av solens, Jupiters och de andra planeternas gravitationseffekt på Mars liksom formen och precessionen i planetens bana. 

Både jorden och Mars upplever dessa cykler vilket motsvarar klimatförändringar historiskt (obs nuvarande är ingen naturlig utan beroende på våra utsläpp i naturen. Men inget säger att detta elände inte sammanfaller med en naturlig klimatförändring. Om så är det katastrof.

När det gäller Mars varierade dess rotationsvinkel (kallad dess snedhet) mellan 15 grader och 35 grader för mellan 2,1 miljoner och 400 000 år sedan och det förändrade dess klimat. Idag är Mars snedhet cirka 25 grader. För att se en förklarande film om förloppet se denna youtube film. 

Bild https://jenikirbyhistory.getarchive.net/ på Marsyta bild från en marsrover osäkert vilken.

Fysiker söker svaret på varför universum expanderar

 

Lado Samushia, docent i fysik vid College of Arts and Sciences ingår i ett samarbete där man studerar den mystiska kraften bakom universums accelererande expansion vilken av flertalet kallas mörk energi.

För ändamålet använder forskarna Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) som finns vid Kitt Peak National Observatory i Tucson, Arizona. Syftet är att kartlägga mer än 40 miljoner galaxer, kvasarer och stjärnor. Studien hanteras av US Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory. 

Forskarna släppte nyligen en första omgång data innehållande nästan två miljoner objekt som astronomer nu har möjlighet att analysera och utforska vidare. De publicerade även en uppsättning artiklar inkluderat tidigare mätningar av galaxhopar, studier av sällsynta objekt och beskrivningar av de instrumentet de använder och kartläggningsoperationer till  tidigare publicerade datautgåva.

Hanyu Zhang,  K-State doktorand i fysik under handledning av Samushia en av ledande författarna till artikeln "DESI One-Percent Survey: Exploring the Halo Occupation Distribution of Luminous Red Galaxies and Quasi-Stellar Objects with AbacusSummit."

Vårt team analyserade egenskaperna av två typer av galaxer  lysande röda galaxer och galaxer som innehåller kvasi-stellära objekt (radiokällor)  i sitt centrum. Vi såg mycket tydligt att  de lysande röda galaxerna får sin massa och genom att de drar till sig mindre  satellitgalaxer över tid  beskriver Zhang och tillägger i artikeln att dessa insikter ger värdefull belysning av fysiken som är involverad i utvecklingen av massiva galaxer.A (alternativt kan det vara satellitgalaxer som själva drar sig mot dessa galaxer)

DESI använder 5 000 robotlägesinställareställare för att flytta optiska fibrer som fångar in ljus från objekt som finns miljontals eller miljarder ljusår bort. Det är världens mest kraftfulla kartläggningsspektrograf. Den kan och kan mäta ljus från mer än 100000 galaxer under en enda natt. Ljuset visar hur långt bort ett objekt är och utifrån detta kan en kosmisk 3D-karta konstrueras.

När universum expanderar sträcks ljusets våglängd ut vilket gör ljuset rödare. Denna våglängdssträcka kallas rödförskjutning. Ju längre bort galaxen är desto större är rödförskjutningen. DESI  är specialiserat på att samla in rödförskjutningdata som sedan kan användas för att lösa någon av astrofysikens gåtor. Ex Gåtan vad mörk energi är och hur har det förändrats genom universums historia.

För att lära mer om DESI och denna forskning, se denna  länk från Berkeley Lab.  

Bild vikipedia på Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) designen i februari 2016

Det äldsta aktiva svarta hål som upptäckts ”CEERS 1019”

 

Astronomer har upptäckt det avlägsnaste aktiva supermassiva svarta hål som man hittills hittat, Det gjordes med hjälp av James Webb Space Telescope. Det finns i Galaxen, CEERS 1019, som  existerade redan drygt 570 miljoner år efter bigbang.  Detta svarta hål är mindre massivt än något annat som identifierats i det tidiga universum.

Man upptäckte ytterligare (mer om dessa nedan) två svarta hål vilka fanns redan för 1 och 1,1 miljarder år efter big bang. Webb identifierade ytterligare elva galaxer som fanns redan när universum var endast 470 till 675 miljoner år gammalt. Fynden inom projektet  Webbs Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey, under ledning av Steven Finkelstein vid University of Texas i Austin. CEERS är ett projekt där man kombinerar Webbs detaljerade mellaninfraröda bilder och spektraldata som samlats in av andra teleskop. 

Galaxen CEERS 1019 är inte bara anmärkningsvärd i hur länge det är sedan den fanns utan också hur relativt litet dess svarta hål väger. Det har en massa av cirka 9 miljoner solmassor vilket är mycket mindre än andra svarta hål som upptäckts i det tidiga universum. Svarta hål  innehåller vanligtvis mer än 1 miljard gånger solens massa  och de är då lättare att upptäcka eftersom de är mycket ljusare då de drar till sig materia som får att det svarta hålen att lysa strakt.

Det svarta hålet i CEERS 1019 är likt det svarta hålet i mitten av vår galax Vintergatan vilket har en massa av 4,6 miljoner gånger solens. Detta svarta hål är inte heller lika ljusstarkt som mer massiva svarta hål. Även om CEERS 1019 svarta hål   inte är stort existerade det (inget säger att det inte existerar än i dag) mycket tidigt i universums historia  och det är svårt att förklara hur det kunnat bildats så snart efter att universum uppkom.

Forskare har länge vetat att mindre svarta hål måste ha funnits tidigt i universum, men det var inte förrän Webb började arbeta man fann dem. CEERS 1019 kanske bara kan hålla detta rekord i några veckor - påståenden om andra, mer avlägsna svarta hål som identifierats av Webb granskas för närvarande av det astronomiska samfundet.

Kan det vara så att de svarta hålen var början på stjärn- och galaxbildning?  Att de fanns redan innan någon stjärna kom till.

Teamet fann att i galaxen CEERS 1019 sker stor stjärnbildning. De analyserade bilderna för att försöka finna ledtrådar till varför. Visuellt framstår CEERS 1019 som tre ljusa klumpar och inte som en enda cirkulär skiva.

Vi är inte vana vid att se så mycket struktur i bilder från dessa avstånd, beskriver CEERS teammedlem Jeyhan Kartaltepe från Rochester Institute of Technology i New York. Först med Webbteleskopet blev det möjligt. En galaxfusion kan eventuellt vara förklaringen till aktiviteten i galaxens svarta hål och den stora stjärnbildningen.

Teammedlemmen Dale Kocevski vid Colby College i Waterville, Maine, och teamet i övrigt upptäckte ytterligare ett par små svarta hål i data (nämnda ovan). Det första, inom galaxen CEERS 2782, var lättast att finna. Det finns inget damm som döljer Webbs syn till detta, så forskare kunde omedelbart avgöra när detta svarta hål existerade i universums historia - bara 1,1 miljarder år efter big bang. Det andra svarta hålet, i galaxen CEERS 746 fanns tidigare, 1 miljard år efter big bang.

Liksom det i CEERS 1019 är dessa två svarta hål lätta åtminstone jämfört med tidigare kända supermassiva svarta hål på dessa avstånd. De innehåller ungefär 10 miljoner gånger solens massa. Forskare har länge ansettt att det måste finnas svarta hål med mindre massa i det tidiga universum än i senare svarta hål. Webb är det första teleskopet som upptäcka detta så tydligt, säger Kocevski. Före Webb var alla ovan tre nämnda svarta hål för svagt lysande för att deras svarta hål skulle upptäckas. Med andra teleskop än Webb ser dessa galaxer ut som vanliga stjärnbildande galaxer inte med aktiva supermassiva svarta hål i dess centrum, beskriver Finkelstein. I dessa galaxer bildas snabbt stjärnor men de är ännu inte lika kemiskt berikade som galaxer som ligger mycket närmare oss i tid och rum. Denna uppsättning, tillsammans med andra avlägsna galaxer som vi säkert  kommer att  identifiera i framtiden kan förändra vår förståelse av stjärnbildning och galaxutveckling.

Bild vikimedia Astronomer har använt rymdteleskopet Hubble och tagit den mest omfattande bild som någonsin tagits av universum under dess utveckling – och en av de mest färgstarka. Studien kallas Ultraviolet Coverage of the Hubble Ultra Deep Field (UVUDF) -projektet.