En 4,5 miljarder år gammal meteorit i Sahara ger ny kunskap om det tidiga solsystemet

 

I maj 2020 hittades några ovanliga stenar som innehöll grönaktiga kristaller i en del av Saharaöknen som heter  Erg Chech  i södra Algeriet.

Vid analys visade sig stenarna komma från yttre rymden och vara miljarder år gamla, kvar från solsystemets gryning.

De var bitar av en meteorit som gavs namnet Erg Chech 002 och är den äldsta vulkaniska sten som någonsin hittats efter att ha smält för länge sedan i  någon nu försvunnen gammal protoplanet.

I en ny forskningsrapport publicerad i Nature Communications analyserade Evgenii Krestianinov, doktorand vid Research School of Earth Sciences, Australien National University, beskrivs bly- och uranisotoper i ErgChech 002 och beräknas att den är cirka 4,56556 miljarder år gammal. Detta är en av de mest exakta åldrarna som någonsin beräknats av ett objekt från rymden  och resultatet förändrar också några vanliga antaganden om det tidiga solsystemet. I studien av Erg Chech 002 upptäcktes nämligen att den innehåller ett högt överflöd av bly-206 och bly-207 liksom relativt stora mängder oförstört uran-238 och uran-235.

Att mäta förhållandena mellan bly och uranisotoper i stenen var det som hjälpte till att uppskatta stenens ålder med en sådan oöverträffad noggrannhet.

Det jämfördes också beräknade ålder med tidigare publicerade aluminium-26-data för Erg Chech 002, samt data för olika andra achondrites. 

Jämförelsen med en grupp achondrites som kallas vulkaniska achondrites var särskilt intressant. Vi fann att moderkroppen till Erg Chech 002 måste ha bildats av material som innehåller tre eller fyra gånger så mycket aluminium-26 som källan till denna achondrites moderkropp.

Detta visar att aluminium-26 fördelades ganska ojämnt i molnet av damm och gas som bildade solsystemet.

Resultatet bidrar till en bättre förståelse av solsystemets tidiga utvecklingsstadier och den geologiska historien hos spirande planeter. Ytterligare studier av olika achondritesgrupper kommer utan tvekan att fortsätta att förfina vår förståelse och förbättra vår förmåga att rekonstruera vårt solsystems tidiga historia.

Bild från https://science.anu.edu.au/  på den ovan nämnda meteoriten.

QiTai-radioteleskopet (QTT) ska bli bättre än sina föregångare

 

Xinjiang Qitai 110m Radio Telescope (QTT) är ett planerat radioteleskop som byggs i Qitai-häradet i Xinjiang, Kina. När det är färdigställt vilket är planerat under innevarande år 2023, kommer det att vara världens största fullt styrbara radioteleskop. Det kraftfullaste styrbara 110-meters radioteleskopet, även känt som QiTai-radioteleskopet (QTT), började byggas av Xinjiang Astronomical Observatory (XAO), Chinese Academy of Sciences (CAS) 2017  på Qitai-platsen i XAO.

QTT kommer att vara utrustad med Ultra-Wide Band (UWB) signalmottagnings- och bearbetningssystem. För att uppgradera teleskopets prestanda ytterligare konstruerade ingenjörerna från QTT-signalmottagnings- och bearbetningsteamet i XAO ett nytt UWB-signalförvärv och bearbetningsexperimentellt system. 

UWB-systemet kan förbättra teleskopets observationskänslighet genom att öka bandbredden men det innebär stora utmaningar för signalinsamling, överföring och bearbetning. Dessutom kommer den bredare bandbredden även att innehålla fler elektromagnetiska störningssignaler vilket kommer att påverka kvaliteten på astronomiska observationer och orsaka en mättnadseffekt på systemet.

För att undvika UWB-signalfas- och amplitudfluktuationer orsakade av miljö- och temperaturförändringar i den analoga överföringslänken använder det nya systemet en högpresterande RFSoC-krets med låg effekt för att direkt sampla RF-signalen vid mottagaränden. Dessutom använder den nya signalförvärvskretsen högre kvantiseringsnoggrannhet för att öka det dynamiska området för den mottagna signalen vilket undviker mättnad orsakad av stark störning.

Forskarna syftar till att realisera realtidsbehandling av UWB-signaler av de delade UWB-signalerna i flera digitala delband för att implementera, till fjärrklustret High-Performance Computer (HPC) genom 100 Gb höghastighets digitala fiberlänkar för bearbetning.

Systemet är mer flexibelt och utbyggbart och dess kontrollprogram kan konfigurera de involverade datorresurserna enligt observationsbandbredd och beräkningskomplexitet. Dessutom är varje HPC-nod konfigurerad med NVMe SSD-kort för höghastighetsinspelning av basbandsdata för att realisera rå astronomisk informationsfångst och adaptiv RFI-eliminering.

För att verifiera systemets faktiska observationseffekt använde forskarna det på Nanshan 26-meters radioteleskop och genomförde pulsarobservationsexperiment. De fann att signal-brusförhållandet för den sammanslagna pulsaren uppenbarligen är starkare än för de som är osammanslagna enskilda delbandsdata vilket indikerar att systemet fungerar som förväntat.

Bild https://www.seeker.com/  på teleskopet.

Nu är Indiens rymdfarkost Aditya-L1 på väg mot solen.

 

Den 23 augusti landade den obemannade Chandrayaan-3 - "Mooncraft" på sanskrit på månytan vilket gör Indien till det fjärde landet efter USA, Ryssland och Kina som framgångsrikt landat på månen.

Nu har Indiens rymdorganisation skjutit upp ännu en farkost Aditya-L1, det första rymdbaserade indiska observatoriet som ska studera solen den 2 september för studier av solen. Så det händer en hel del inom denna organisation.   Aditya, som betyder "sol" på hindi, kommer att ha en halobana i en rymdregion cirka 1,5 miljoner kilometer från jorden, vilket ger farkosten en kontinuerlig skarp bild av solen.

Detta kommer att ge en bra möjlighet till att observera solaktiviteterna och dess effekt på rymdvädret i realtid, enligt ISRO (indiska rymdorganisationen).

Rymdfarkosten kommer att har med sig sju nyttolaster för att observera solens yttersta lager, fotosfären och kromosfären - bland annat genom att använda elektromagnetiska och partikelfältdetektorer.

Man hoppas förstå mer av dynamiken i solvinden.

Medan NASA och Europeiska rymdorganisationen (ESA) tidigare har skjutit upp  farkoster för att studera solen är denna den första från Indien.

Indien har ett relativt lågbudgetprogram för rymden men det har vuxit avsevärt i storlek och fart sedan de först skickade en sond för att kretsa runt månen 2008.

Experter säger att Indien kan hålla kostnaderna låga genom att kopiera och anpassa befintlig teknik och tack vare ett överflöd av högkvalificerade ingenjörer som tjänar en bråkdel av lönerna som sina utländska motsvarigheter.

Organisationen planerar även ett  uppdrag tillsammans med Japan för att skicka ytterligare en sond till månen år 2025 och ett omloppsuppdrag till Venus inom de närmaste två åren.

Bild vikipedia Aditya-L1 i lanseringskonfiguration,

Termometermolekyl" bekräftad på exoplaneten WASP-31b

 

WASP-31b är en så kallad "het Jupiter" med låg densitet som kretsar kring den metallfattiga dvärgstjärnan WASP-31. Exoplaneten upptäcktes 2010 och den ligger i stjärnbilden Kratern ungefär 1305 ljusår från oss.

Kromhydrid (CrH) är en molekyl som är relativt sällsynt och känslig för temperatur. Just därför är den användbar som "termometer av stjärnor", enligt astronomen Laura Flagg vid Cornell university eftersom den bara är riklig i ett smalt intervall det mellan 900-1700 celcius.

Flagg är forskningsassistent i astronomi vid College of Arts and Sciences (A &S), och har använt denna och andra metallhydrider för att bestämma temperaturen hos mindre heta stjärnor och bruna dvärgar. I teorin, beskriver hon, kan kromhydrid vara temperaturvisare i heta Jupiter-exoplaneter vilka är jämförbara i temperatur med bruna dvärgar - om dessa speciella molekyler finns i dessas atmosfärer.

Nu har Flagg och ett team av forskare vid Cornell university med hjälp av högupplösta spektralobservationer, bekräftat  närvaron av kromhydrid i en exoplanetatmosfär den hos  WASP-31b.

Kromhydrid har inte tidigare upptäckts i någon exoplanets atmosfär så detta fynd är  första upptäckten av en metallhydrid i ett högupplöst exoplanetspektrum, beskriver forskarna.

Den definitiva upptäckten av metallhydrider i WASP-31b är ett viktigt framsteg i förståelsen av heta jätteplanetatmosfärer, beskriver Flagg, även om upptäckten inte ger ny information om den enskilda planeten.

"Kromhydridmolekyler är mycket temperaturkänsliga", skriver Flagg i studien. Vid varmare temperaturer ses bara krom. Och vid lägre temperaturer blir det andra saker som ses. Så det finns bara ett specifikt temperaturområde, av cirka 900-1700 celcius, där kromhydrid finns i överflöd.

I vårt solsystem är den enda upptäckten av denna molekyl i solfläckar, skriver Flagg.

I sin forskning använder Flagg högupplöst spektroskopi för att upptäcka och analysera exoplanetatmosfärer och jämföra det totala ljuset från system när planeten är vid sidan av sin stjärna, mot när planeten är framför sin stjärna och blockerar en del av stjärnans ljus. Vissa element blockerar mer ljus vid vissa våglängder och mindre ljus vid andra våglängder något som avslöjar vilka element som finns på planeten.

"Hög spektral upplösning innebär att vi har mycket exakt våglängdsinformation", skriver Flagg. "Vi kan få tusentals olika linjer. Vi kombinerar dem med olika statistiska metoder, med hjälp av en mall som visar en ungefärlig uppfattning om hur spektrumet ser ut – och vi jämför det med insamlad data och matchar det. Om det matchar bra finns det en signal. I det här fallet gav kromhydridspektra en signal.

Krom är sällsynt, även vid rätt temperatur så forskare behöver känsliga instrument och teleskop, beskriver Flagg.

För att analysera WASP-31b använde forskarna högupplöst spektra från en  observation i mars 2022 som en del av kartläggningen från Exoplanets with Gemini Spectroscopy från Hawaiis Maunakea, med hjälp av Gemini Remote Access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph (GRACES).

Flagg är huvudförfattare till "ExoGemS Detection of a Metal Hydride in an Exoplanet Atmosphere at High Spectral Resolution", publicerad 16 augusti i ApJ Letters. Medförfattare inkluderar: Ray Jayawardhana, Hans A. Bethe professor och professor i astronomi (A &S); Jake D. Turner, Hubble-forskare vid Cornell Center for Astrophysics &; Planetary Science; Ryan J. MacDonald, tidigare forskningsassistent vid Carl Sagan Institute och nu NASA Sagan Fellow vid University of Michigan; och Adam Langeveld, postdoktoral forskare i astronomi (A&S). Flagg, Turner och Langeveld ingår i Jayawardhanas forskargrupp.

Bild vikipedia Hot Jupiter, exoplanet WASP-31b som en konstnär ser denna planet. WASP-31b ligger i stjärnbilden Kratern ungefär 1305 ljusår från jorden.

Det skedde en förmörkelse av galax NGC 6814

 

NGC 6814 är en spiralgalax i stjärnbilden Aquila (Örnen). Den finns på ett avstånd av cirka 75 miljoner ljusår från jorden, dess skenbara dimensioner är cirka 85 000 ljusår tvärsöver. NGC 6814 har en extremt ljusstark kärna.

En forskargrupp ledd av professor Wang Junxian och doktoranderna Kang Jialai från University of Science and Technology of China (USTC) vid Chinese Academy of Science (CAS) har avslöjat en otrolig, sammansatt förmörkelseabsorberare (se det 3D-animerade diagrammet i denna länk) som är anledningen till en distinkt röntgenförmörkelsehändelse av NGC 6814. Artikeln om fenomenet har publicerats med titeln "What can be learnt from a highly informative X-ray occultation event in NGC 6814? En underbar absorberare"  i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society den 23 augusti.

En röntgenförmörkelsehändelse är ett scenario där vissa skymmande moln rör sig över vår siktlinje när vi ser mot galaxen från jorden och som helt eller delvis täcker koronan vilket lämnar unika egenskaper i de observerade ljuskurvorna och dess spektra. På grund av dess lilla skenbara storlek och avstånd kunde varken koronan eller det omgivande molnet som förmörkade urskiljas. Men en röntgenförmörkelsehändelse, med riklig tidsdomäninformation, erbjuder dock en unik möjlighet att se och skildra händelsen.

Sådana förmörkelsehändelser är sällsynta och oförutsägbara här har  fem mer eller mindre fullständiga förmörkelsehändelser med tydliga in- och utgångsperioder hittills fångats. Samtidigt är tolkningen av dessa händelser utmanande då AGN (aktiv galaxkärna) är en inneboende variabel och man kan knappast kan skilja den inneboende variationen från den variation som orsakas av förmörkelseabsorptionen. Sammantaget skildrar forskargruppen hela bilden: förmörkelseabsorberaren  som ett klumpigt, flerfasigt molnkluster (vilket illustreras av det 3D-animerade diagrammet), som kan vara en del av skivans "vind", som uppkommer från den inre regionen (<1000 Rg, där Rg är gravitationsradien för det centrala supermassiva svarta hålet) på ackretionsskivan där det rör  sig med en siktlinjehastighet på ~ 10 000 km / s och en utflödeshastighet på ~ 5 000 km / s. Samtidigt visar sig koronan vara mycket liten, med en diameter mindre än 10 Rg.

Studien belyser hur röntgenockultationshändelser kan främja vår förståelse av gasen som omger SMBH och den unika möjligheten när vi analyserar sällsynta röntgenockultationshändelser.

Bild vikipedia på galaxen NGC 6814 tagen av Hubbleteleskopet.

En mängd små jetstrålar strålar ut från solen

 

Solvinden består av laddade partiklar som kallas plasma. Denna plasma flyr kontinuerligt från solen. Plasman sprider sig bort från solen och kolliderar med allt i sin väg. När solvinden kolliderar med jordens magnetfält ger det norrsken.

ESA/NASA Solar Orbiter har upptäckt en mängd små jetstrålar bestående av material som flyr från solens yttre atmosfär. Varje stråle varar mellan 20 och 100 sekunder och driver ut plasma från solen i en hastighet av cirka 100 km / s. Dessa strålar misstänks vara den eftersökta  källan till solvinden.

Forskare har vetat i årtionden att en betydande del av solvinden är förknippad med magnetiska strukturer på solen som kallas koronahål - regioner där solens magnetfält inte vänder tillbaka ner i solen utan istället sträcker sig magnetfältet långt ut i solsystemet.

Plasma kan flöda längs dessa "öppna" magnetfältlinjer, på sin väg ut i solsystemet vilket skapar solvinden. Men frågan är hur plasman uppstår?

Det traditionella antagandet är att då koronan är varm kommer den att expandera och en del av den kommer att fly längs fältlinjerna. Men de nya resultaten från en blick in i ett korona hål som var beläget vid solens sydpol och de enskilda strålarna som avslöjades då utmanar antagandet att solvinden endast produceras i ett stadigt kontinuerligt flöde. Energin i samband med varje enskild stråle är dock liten. I den övre änden av korona fenomen finns solfläckar, och i den nedre änden är de så kallade nano-flares. Det finns en miljard gånger mer energi i en flare än i en nanoflare 

De små jetstrålarna som upptäckts av Solar Orbiter är ännu mindre energirika än så de består av cirka tusen gånger mindre energi än en nanoflare och kanaliserar det mesta av den energin till utdrivningen av plasma.

De allestädes närvarande av dem som det antyds av de nya observationerna tyder dock på att de är en betydande del av materialet i solvinden. Och det kan finnas ännu mindre flares, mer frekventa händelser som ger ännu mer plasma sammantaget. Framtiden får visa om det stämmer.

För närvarande kretsar Solar Orbiter runt solen nära ekvatorn. 

Bild vikipedia Solens beräknade livscykel illustrerad som en tidslinje med solens olika faser.

Neptunus mörka fläck sedd från Jorden

 

Rymdsonden Voyager 2 upptäckte en mörk fläck när den passerade förbi Neptunus 1989. En fläck som försvann några år senare. “Sedan den första upptäckten av en mörk fläck på Neptunus (fler kortlivade sådana har upptäckts senare) har jag alltid undrat vad dessa kortlivade och svårobserverade formationer är” skriver Patrick Irwin, professor vid Oxfords universitet i Storbritannien och forskningsledare för en studie som publicerades nyligen  om ämnet i Nature Astronomy.

Irwin och hans forskargrupp använde i sin forskning data från ESO:s VLT (very large telescope) för att avfärda den tidigare hypotesen att de mörka fläckarna är klara områden i moln. De nya observationerna indikerar att de istället bildas av partiklar i ett skikt under det synliga disskiktet då is- och dispartiklar blandas i Neptunus atmosfär. 

Att nå denna insikt har inte varit lätt då de mörka fläckarna inte är långvariga fenomen vilket har gjort det omöjligt för astronomerna att studera dem tillräckligt länge och ingående för att säkert säga vad de är. En möjlighet uppstod dock med NASA/ESA:s Hubbleteleskop med vilket man upptäckte ett flertal mörka fläckar i Neptunus atmosfär 2018, bland annat på planetens norra halvklot. Irwin och hans forskarkollegor började då studera fläckarna med ett instrument som är idealiskt för detta ändamål.

MUSE-instrumentet (Multi Unit Spectroscopic Explorer) som finns på VLT. Med detta kunde man dela upp det reflekterade solljuset från Neptunus i dess komponentfärger (våglängder) för att erhålla ett 3D-spektrum. Eftersom ljus i olika våglängder härrör från olika djup i Neptunus atmosfär ges ett spektrum större möjlighet att bestämma den mörka fläckens höjd i atmosfären. Spektrumet bidrog också med information om sammansättningen i de olika skikten i atmosfären och ledtrådar till varför fläcken ser mörk ut.

Observationerna ledde till ett oväntat resultat. Under arbetet upptäcktes en sällsynt ljus molntyp som bildas på stort djup och som inte har observerats tidigare med rymdteleskop, beskriver en av medförfattarna till studien, Michael Wong vid University of California, Berkeley, USA. Denna ovanliga molntyp uppträdde som en ljus fläck bredvid den större mörka fläcken och i samma atmosfärsskikt. Det är en ny tidigare okänd molntyp som är distinkt från de små ljusa “följemoln” av metanis som tidigare har setts på höga nivåer. 

Bild https://www.eso.org/ Med hjälp av ESO:s Very Large Telescope (VLT) har astronomer observerat en stor mörk fläck i Neptunus atmosfär, med en oväntad ljus fläck som följeslagare.