James Webb teleskopet söker efter planeter i Fomalhaut-systemet

 

Fomalhaut är den klarast lysande stjärnan i stjärnbilden Södra fisken. Den har en skenbar magnitud på 1,16 och är synlig med blotta ögat. Den befinner sig på ett avstånd av ca 25 ljusår från solen.

Fomalhaut är  endast cirka 440 miljoner år gammal. Den konsumerar sitt väte i en rasande takt utifrån den takten kanske stjärnan bara existerar i ca en miljard år. Det är en kort tid i ett universum där vissa stjärnor existerar i många miljarder år (vår sol beräknas ha en existenstid av ca 10 miljarder år och i dag är den ca hälften av detta). Fomalhaut har i sitt närområde två stjärnor, stjärnan TW Piscis Austrini, av K-typ och den röda dvärgstjärnan LP 876-10 av M-typ. Tillsammans utgör de ett treenigt stjärnsystem.

I modern tid har astronomer undersökt Fomalhaut och dess komplexa skiva. Det finns något med hög densitet i skivan och astronomer har försökt identifiera  vad det är. Ett forskarlag observerade Fomalhaut-systemet med Webbteleskopets NIRCam-instrument och koronagraf och har nyligen publicerat sina resultat i artikeln "Searching for Planets Orbiting Fomalhaut with JWST/NIRCam".

2008 upptäckte astronomer  vad de ansåg som en planet i omloppsbana runt Fomalhaut och den fick namnet Fomalhaut b. År 2012 bekräftade Hubble objektet med sin Advanced Camera for Surveys planeten. Men sedan dess har det pågått en debatt om objektet.  När olika forskare undersökt bevisen på dess existens och Fomalhaut-systemet uppstod misstanken Fomalhaut b inte finns. Klumpen i stjärnskivan misstänkts istället vara ett skräpmoln. Skräpet kan ha kommit från en kollision mellan två exoplaneter och molnet är resterna. Artikeln om ämnet publicerat i Nature Astronomy där även författarna presenteras med namn. 

En av svårigheterna med att förstå systemet är allt damm där. Det gör det svårt att observera vad som finns dolt. Men Webbteleskopet byggdes för just sådana undersökningar. Det kan se genom damm mycket mer effektivt än andra teleskop med sitt skarpa infraröda seende.

Webbs styrka ligger i dess två instrument och  filter. NIRCam kan se genom damm och kan se joniserad gas, medan MIRI kan se själva dammet. Lägg till s filtren och astronomer kan "ställa in" JWST till skilda delar idet infraröda spektret.

Det är inte första gången JWST undersöker Fomalhaut. I maj 2023 använde ett forskarlag JWST:s MIRI för att undersöka den komplexa stoftmiljön runt stjärnan. De upptäckte då ett nytt mellanliggande stoftbälte som skulle kunna ha samband en osynlig planet. Forskningen tydde då på att Fomalhaut b, kunde ha sitt ursprung i detta bälte.

Den forskningen upptäckte  ett stort dammoln i den yttre ringen vilket kan vara ett tecken på ytterligare en kollision orskad av damm står det i artikeln. Sammantaget med tidigare observationer verkar Fomalhaut vara platsen för ett komplext och möjligen dynamiskt aktivt planetsystem. Svaret på om Fomalhaut b finns eller ej blir därmed inte löst.

Bild vikipedia DSS-bild av Fomalhaut, synfält 2,7×2,9 grader.

Upphovsman till NASA, ESA och Digitized Sky Survey 2. Tillåtet: Davide De Martin (ESA/Hubble)

Ny idé om hur rymdskrot kan flyttas

 

Forskare håller nu på att utveckla en så kallad elektronisk tractor beam. Den ska dock inte suga in hjälplösa rymdskeppspiloter eller användas utan kontroll. Istället ska  elektrostatisk attraktion vara arbetsmetoden för att knuffa farligt rymdskrot säkert ut ur jordens omloppsbana.

Insatserna är höga: Med den kommersiella rymdindustrin som blomstrar förutspås antalet satelliter i jordens omloppsbana öka kraftigt. Denna bonanza av nya satelliter kommer så småningom att slitas ut och förvandla rymden runt jorden till ett gigantiskt skrotupplag av skräp som kan slå in i fungerande rymdfarkoster, störta mot jorden, förorena vår atmosfär med metaller och skymma vår syn av stjärnorna från jorden. Och om det lämnas okontrollerat kan det växande problemet med rymdskrot hämma den blomstrande rymdutforskningsindustrin, varnar experter nu.

Ovan inlägg är en kort sammanfattning av en lång artikel i https://www.livescience.com om du vill fördjupa dig mer i idén  så följ länken här till vänster där artikeln kan läsas i sin helhet.

Själv undrar jag om dessa tractor beam är lösningen på rymdskrot att flytta det till en ny bana. Det finns ju likväl då därute och i vägen för framtida projekt misstänker jag. En annan lösning anser jag vore att sända skrot som på räls i en bana raka vägen in i solen där det skulle förintas. I framtiden kanske det skulle gå att bygga in ett program i uppsända projekt så de själva vid sitt uppdrags slut tog denna kurs utan mänsklig inblandning eller andra farkosters sådan.

Bild https://www.livescience.com  illustration av en konstnär som visar hur en elektrostatisk traktorstråle skulle kunna användas för att dra ut uttjänta satelliter ur sin geostationära omloppsbana runt jorden. I verkligheten skulle strålen vara osynlig. (Bildkredit: Tobias Roetsch - gtgraphics.de).

Stjärnor rör sig bort från den plats där de bildades. Hur frågar sig astronomerna.

 

Stjärnor lämnar den plats där de uppkom och sprids över galaxen. Det är en process i den galaktiska evolutionen. Teoretiska studier pekar på två eventuella orsaker till att stjärnor ger sig iväg. För det första kan stjärnor kastas ut på grund av växelverkan i unga multipla stjärnsystem. För det andra kan stjärnor få rörelseenergi vid kollaps eller interaktion mellan molekylmoln eller områden i dessa moln i stjärnans närområde.

Stjärnor med relativt tydliga banor har vanligtvis helt separerats från sin bildningsplats. Unga protostjärnor är vanligtvis djupt inbäddade i molekylmoln, vilket gör det svårt att mäta deras rörelseegenskaper. Observationsdata om stjärnor som ger sig av är mycket ofullständiga.

Nu har ett gemensamt team av forskare från National Astronomical Observatories (NAOC) vid Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai Observatory (SHAO) vid CAS och Guangzhou University, gjort an undersökning med högupplösta molekylära spektrallinjer och för första gången upptäckt en protostjärna som för en tid sedan lämnat sin bildningsplats.

De använde ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Antenna Array) för att göra observationer mot ett stort urval av unga stjärnbildningsområden. 

I det stjärnbildande området G352.63-1.07 fann de en protostjärna   med en märkbar hastighetsförändring. Här observerades i ett antal molekyllinjer, som alla indikerade att protostjärnan hade en annan hastighet än  gasmolnet där det bildades. Samtidigt följer alla molekyllinjer den täta stjärnan, vilket ger en unik möjlighet att mäta stjärnans rörelse.

Enligt molekyllinjernas spektralhastighet har protostjärnan en signifikant blåförskjutning på -2,3 km/s i förhållande till sitt modermolekylmoln. Samtidigt är stjärnan med rätta placerad vid den centrala dippen i föräldramolnet, vilket tyder på att protostjärnan varit en intern del av molnet.

Prostjärnans flykthastighet (-2,3 km/s) och rumsliga förskjutning (0,025 ljusår) visar att flykten började för mindre än 4 000 år sedan, med en kinetisk energi på upp till 1045 erg. Detta gör stjärnflykten av G352.63-1.07 till en av de yngsta och mest energirika händelserna i Vintergatans stjärnbildningsområden. 

Dessutom, även om flykthastigheten hos den centrala stjärnan är mycket lägre än hos stjärnor som kastas ut i hög hastighet och som produceras i stjärnhopar, är den faktiskt jämförbar med den genomsnittliga spridningshastigheten hos unga stjärnor. Detta tyder på att molnkollaps borde vara den viktigaste mekanismen för förklara att stjärnor  ger sig av.

I framtiden kommer forskarna att göra mer djupgående analyser av multistjärnors växelverkan och explosiv gasexpansion i G352.63-1.07.

Studien är publicerad i The Astrophysical Journal.

Bild https://www.deviantart.com/

Den variabla stjärnan RZ Piscium har en störd fragmentskiva

 

RZ Piscium är en variabel stjärna (en stjärna som varierar i ljusstyrka) av UX-typ Orionis som ligger cirka 600 ljusår bort i stjärnbilden Fiskarna, uppskattningsvis mellan 30 och 50 miljoner år gammal. Stjärnan är känd för att uppvisa skarpa oregelbundna optiska dippar under de senaste fem decennierna, vilket tyder på närvaron av en betydande gasmassa och stoft som i dess närområde. 

Tidigare observationer har visat att RZ Piscium har  en cirkumstellär fragmentskiva och följs av en röd dvärgstjärna (med en massa på cirka 0,12 solmassor) med en beräknad separation (avståndet mellan objekten) på 22 AE (1 AE är avståndet solen-jorden). Skivan kretsar kring RZ Piscium men sekundärstjärnan (den röda dvärgstjärnan) har troligen en betydande inverkan på själva skivan, såsom att avkorta skivans ytterkant och kraftigt röra om i materian i skivan. 

Ett team av astronomer under ledning av Kate Su vid Steward Observatory i Tucson, Arizona bestämde sig för att ta en närmare titt på fragmentskivan runt RZ Piscium, i hopp om att kasta mer ljus över dess innehåll och egenskaper. De analyserade fleråriga övervakningsdata från Spitzerteleskopet  och WISE för att undersöka främst den kort- (veckovis) och långsiktiga (månadsvis till årliga) infraröda variabiliteten hos skivan. 

Vi visar i studien fleråriga infraröda övervakningsdata från Spitzer och WISE för att spåra aktiviteterna för produktion / förstörelse av inre skräp i RZ Psc. Millimeterobservationer tillsammans med SED-modellering [spektral energifördelning] ger en bra bedömning av de övergripande skivegenskaperna, förklarade forskarna.

Studien visade att RZ Piscium har en mycket störd skiva nära kanten med en inre radie på 0,1 AE och en yttre radie på 12 AE. Skivan har en uppskattad stoftmassa mellan 0,0064 och 0,04 jordmassor och kolmonoxidmassa på mindre än 0,00001 jordmassor, vilket ger ett mycket lågt förhållande mellan gas och stoft.

Därför tyder resultaten på att RZ Piscium har en gasfattig fragmentskiva och har utvecklats ur det gasrika protoplanetära skivstadiet. Observationerna avslöjade också att skräputsläppet i skivan varierar från vecka till vecka, och den längsta perioden utan en stor gradförändring är cirka två veckor. Upptäckten beskrevs i en artikel som publicerades den 18 oktober på pre-print-servern arXiv.

Bild vikipedia Stoft och partiklar som kretsar kring en stjärna (konstnärs tolkning).

Det antas att civilisationer sprids snabbt i universum

 

Sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI) har alltid varit osäkert. Med bara en beboelig planet (jorden) och en enda teknologiskt avancerad civilisation (mänskligheten) som exempel, är forskare fortfarande begränsade till att skapa teorier över var andra intelligenta livsformer kan finnas (och vad de kan ha för sig) utifrån jordens förållanden. 

Sextio år efter bildandet av Fermis berömda paradox ("Var är alla?") är svaret fortfarande obesvarat. På den positiva sidan ger detta oss många möjligheter att ställa hypoteser om möjliga platser, aktiviteter och teknosignaturer som framtida astronomer kan testa. 

En möjlighet är att civilisationernas tillväxt begränsas av fysikens lagar (ex avstånd och civilisationers existens i tid) och de planetariska miljöernas bärkraft (hur länge en planet kan ha liv). I en nyligen genomförd studie tittade ett team från University of the Philippines Los Banos bortom traditionell perkolationsteori för att överväga hur civilisationer kan växa i tre olika typer av universum (statiskt, mörkt energidominerat och materiedominerat). Resultat tyder på att intelligent liv, beroende på ramverket, har en begränsad tid på sig att befolka universum och sannolikt då gör det exponentiellt. 

Studien genomfördes av Allan L. Alinea och Cedrix Jake C. Jadrin, biträdande professor i fysik och lärare vid Institute of Mathematical Sciences and Physics vid University of the Philippines Los Banos. Förstaupplagan av deras artikel, "Percolation of 'Civilization' in a Homogeneous Isotropic Universe", finns på nätet. För sin studie övervägde teamet hur traditionell perkolationsteori kan tolkas i termer av en logistisk tillväxtfunktion (LGF), där en befolknings tillväxttakt per capita blir mindre när populationsstorleken närmar sig ett maximum som åläggs av gränsen för lokala resurser.

Inlägget är en förkortad sammanställning av en längre artikel i https://www.universetoday.com/ jag rekommenderar dig att följa länken ovan om du är intresserad av mer inom ämnet.

Bild https://www.pikist.com/

Astronomer har upptäckt en nästan helt mörk galax

 

Genom att analysera optiska bilder tagna inom  IAC Stripe 82 Legacy Project  har ett internationellt team av astronomer av en slump upptäckt en tidigare okänd mycket ljussvag  galax. Galaxen, kallad "Nube" har en mycket låg ljusstyrka men är lika massiv som Lilla Magellanska molnet. Det var ett team av astronomer under ledning av Mireia Montes vid universitetet i La Laguna, Spanien som upptäckte  Nube.

Galaxer har svagare  ljusstyrka än 26 mag/bågsekund2 är allmänt kända som "nästan mörka galaxer". Nube finns cirka 350 miljoner ljusår bort och har en effektiv ljusstyrka på cirka 26,75 mag/bågsekund2. Galaxen antas vara 10 miljarder år gammal och dess metallicitet uppmättes till -1,1.

När det gäller andra grundläggande parametrar för Nube fann man i studien att den är mycket utsträckt, med en halvmassradie på 22 500 ljusår. Galaxen har en stjärnmassa på cirka 390 miljoner solmassor och dess totala halomassa uppskattas till 26 miljarder solmassor. Dessa resultat pekar på en ytdensitet av cirka 0,9 solmassor/parsek2.

Baserat på resultaten drog författarna till artikeln slutsatsen att Nube är den mest massiva och utsträckta galaxen av sitt slag som upptäckts hittills . Galaxen visade sig vara 10 gånger ljussvagare och dess radie tre gånger större än typiska ultradiffusa galaxer (UDG) med liknande stjärnmassor. I allmänhet är UDG:er galaxer med extremt låg densitet och storlekar jämförbara med Vintergatan, men de har endast cirka 1 % så många stjärnor som Vintergatan.

Med hänsyn till Nubes egenskaper diskuterade forskarna galaxens ursprung och natur. De undersökte om dessa egenskaper är ett resultat av galaxens ursprungliga bildande eller om dessa beror på en senare evolutionär process orsakad av miljön där den finns.

Upptäckten beskrevs i en artikel  publicerad den 18 oktober på pre-print-servern arXiv.

Bild  https://phys.org/ En region på 100′′×100′′ runt Nube. Figuren är en sammansättning av en RGB-färgbild med HiPERCAM-banden g, r och i och en svartvit g + r-bild som bakgrund. Upphovsman: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2310.12231

Första upptäckten av tunga grundämnen från en stjärnfusion

 

Ett team av forskare som använt flera rymd- och markbaserade teleskop, inklusive NASA:s James Webb Space Telescope, NASA:s Fermi Gamma-ray Space Telescope och NASA:s Neil Gehrels Swift Observatory, föratt observera en exceptionellt ljusstark gammablixt, GRB 230307A och identifiera denna troligen neutronstjärnekollision som genererade explosionen och skapade utbrottet. Webbteleskopet upptäckte grundämnet tellur i explosionens efterdyningar.

Andra grundämnen nära tellur i det periodiska systemet – som jod, vilket behövs för mycket av livet på jorden – kommer sannolikt också att finnas bland denna kilonovas utkastade material. En kilonova är en explosion som åstadkoms av en neutronstjärna som smälter samman med antingen ett svart hål eller med en annan neutronstjärna. 

Drygt 150 år efter att Dmitri Mendelejev skrev ner det periodiska systemet är vi nu äntligen i stånd att börja fylla i de sista luckorna av förståelse av var grundämnen med hjälp av Webbteleskopets upptäckt, beskriver Andrew Levan vid Radboud University i Nederländerna och University of Warwick i Storbritannien som var huvudförfattare till studien.

Även om neutronstjärnkollisioner under lång tid i teorin så kallade "tryckkokare" ansetts skapa några av de mer sällsynta grundämnena. Grundämne som är betydligt tyngre än järn men som är svåra att förstå bakgrunden till.

Kilonovor är extremt sällsynta vilket gör det svårt att observera dessa fenomen. Korta gammablixtar som traditionellt ansetts vara de som varar mindre än två sekunder kan vara biprodukter av dessa sällsynta sammanslagningsepisoder (kilonovor). Långa gammablixtar pågå i flera minuter och är vanligtvis förknippade med en massiv stjärna som försvinner som en supernova.

Gammablixten GRB 230307A är särskilt anmärkningsvärd. Först upptäckt av Fermi Gamma-ray Space Telescope  i mars är den näst ljusstarkaste gammablixten som observerats under över 50 års observationer, cirka 1 000 gånger ljusare än en typisk gammablixt som Fermi observerar. Den varade i 200 sekunder, vilket placerar den i kategorin långvariga gammablixtar trots dess ursprung. 

Gammablixten verkar komma från två neutronstjärnor som smälter samman, beskriver Eric Burns, medförfattare till artikeln och medlem av Fermi-teamet vid Louisiana State University.

Studien har publicerats i tidskriften Natur.

Bild vikipedia. En bild av GRB 230307A den röda pricken på den övre delen till vänster är gammablixten. Galaxen på den nedre delen av bilden är där neutronstjärnkollisionen skedde och gammablixten uppstod.