Nancy Grace Roman Space Telescope kan hitta svarta hål efter BigBang

 

När universum uppstod i en  expansion  kallad Big Bang komprimerades materia i ett litet område för att sedan expandera utåt och skapa ett allt större universum. Kosmologer har teorier om att subatomär materia i vissa regioner kan ha varit så tätt packad att materia kollapsade direkt till svarta hål. Om dessa ursprungliga svarta hål existerar   kan de gömma sig i galaxer eller mellan galaxerna likt ensamma planeter gör. Forskare har försökt uppställa de svarta hålens släktträd. De vet att vissa massiva stjärnor kommer att kollapsa in i sig själva mot slutet av sina liv och bilda svarta hål bestående av den resterande stjärnmassan. De vet att supermassiva svarta hål finns i centrum av galaxer som Vintergatan. Det finns också allt fler bevis för att svarta hål med medelstor massa finns i galaxerna.

Men hur är det med ursprungliga svarta hål? Om de existerar bildades de långt innan den första stjärnan kom till. De kan enligt teorin vara hur stora som helst och kan ha spelat en roll i galaxbildning. I kampen för att förstå hur svarta hål blir så massiva (likt de i centrum av galaxer och större) kan dessa fylla ett tomrum av kunskap. Det finns också indikationer på att de (SVARTA HÅL SOM KOM TILL VID BigBang) om de existerar, kan bestå av mörk materia.

 Ny forskningsteori visar hur NASA:s Nancy Grace Roman Space Telescope kanske kan hitta dessa ursprungliga svarta hål när det kommer i drift. Svarta hål kan gömma sig bland en mystisk population av objekt med låg massa. Objekten där de kan finnas är ex fritt flytande planeter (planeter som flyter mellan galaxerna).

I Artikeln "Rogue worlds meet the dark side: revealing terrestrial-mass primordial black holes with the Nancy Grace Roman Space Telescope" har publicerats på pre-print-servern arXiv. Huvudförfattare är William DeRocco från fysikinstitutionen vid UC Santa Cruz där beskrivs dessa teorier.

Jag anser att det är fullt möjligt att svarta hål bildades lika snabbt som stjärnor eller tidigare. Någon bra förklaring till varför svarta hål finns i centrum av galaxer är det dåligt med. Kan det innan BigBang funnits en enda sak ett mycket litet och så kompakt svart hål som dragits samman till en kritisk nivå som resulterat till BigBang och vårt universum?

Bild vikipedia Nancy Grace Roman Space Telescope planerat att sändas upp 2027 och söka av universum i infrarött ljus.

Koldioxid har upptäckts på en centaur.

 

Centaurer är små planetliknande objekt som kretsar mellan Jupiter och Neptunus och delar egenskaper med både asteroider och kometer. 

I en studie publicerad i dagarna i The Planetary Science Journal beskrivs hur NASA:s James Webb Space Telescope  har upptäckt koldioxid på en centaur. Centauren  39P/Oterma.  Även om ingen centaur har avbildats på nära håll uppvisar de på de bilder som finns vanligtvis en kombination av egenskaperna hos både kometer och asteroider. Tidigare har kolmonoxid upptäckts på två centaurer.  Men denna nya upptäckt och nu av koldioxid markerar en vändpunkt i hur forskare nu kan förstå bildningen, utvecklingen och sammansättningen av inte bara centaurer utan även av det tidiga solsystemet. 

Centaurer är viktiga att studera eftersom de är ganska välbevarade objekt från solsystemets barndom som kan ge insikt i den kemiska sammansättningen och de fysiska processerna i det tidiga solsystemet, beskriver studiens huvudförfattare, Dr. Olga Harrington Pinto, postdoktoral forskare vid Auburn University vilken genomförde forskningen medan han var doktorand vid University of Central Florida enligt universe today. 

Centaur 39P/Oterma upptäcktes den 8 april 1943 av den finske astronomen Dr. Liisi Oterma. Oterma var den första kvinnan att doktorera i astronomi i Finland, och dessutom den första kvinnliga doktorn vid matematisk-naturvetenskapliga fakulteten vid Åbo universitet. Medan 39P/Oterma länge har klassificerats som en inaktiv komet, uppvisar den för närvarande en centaurliknande bana mellan Jupiter och Saturnus, vilket innebär att den inte närmar sig solen något kometer gör. Den har en radie av cirka 2,21 till 2,49 km enligt studien. 39P/Oterma är vad vi kallar en aktiv centaur (ett mellanting mellan asteroid och komet).

Centaur 39P/Oterma har utvecklat en kometsvans likt en vanlig komet. Då den är aktiv kan vi använda spektroskopi för att observera molekyler i denna svans för att få kunskap om  sammansättningen. 39P valdes som ett av våra mål eftersom den skulle vara aktiv under tiden för de föreslagna observationstiderna med James Webb teleskopet, beskriver Dr. Adam McKay biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi vid Appalachian State University och medförfattare till studien.  

Upptäckten av koldioxid på en centaur kan vara en gamechanger när det gäller att förstå sammansättningen och egenskaperna av centaurer, asteroider och kometer i hela solsystemet, tillsammans med att det kan ge bättre förståelse av bildandet och utvecklingen av solsystemet överlag.

Ovan nämnda kolmonoxid är den gas som driver kometer, Koldioxid är ett av de material en komet består av. Så centaurer kan anser jag i första hand ses som kometer fångna mellan  Jupiter och Neptunus. Likt de finns fångna i stort antal i Oorts kometmoln som omsluter solsystemet. Kometer kan i vissa fall slita sig loss och tar därefter en omloppsbana  runt solen likt ex Haleys komet i sin eviga 76 åriga omloppsbana runt solen. 

Bild vikipedia Fördelningen av asteroider i det yttre solsystemet. De orange prickarna är centaurer medan de gröna är objekt i Kuiperbältet.

Ett mycket stort och avlägset svart hål har upptäckts

 

PÅ bilden ovan finns det mest avlägsna svarta hål som någonsin upptäckts i röntgenljus, upptäckten kan förklara hur några av de första supermassiva svarta hålen i universum bildades.

Det extremt avlägsna svarta hålet finns i galaxen UHZ1 i riktning mot galaxhopen Abell 2744. Galaxhopen Abell finns cirka 3,5 miljarder ljusår från jorden. Webb-data avslöjar dock att UHZ1 är mycket längre bort än Abell 2744. Avståndet till UHZ1 är ca 13,2 miljarder ljusår en tid då universum var 3 % av sin nuvarande ålder.

Genom att använda mer än två veckors observationdata från röntgenteleskopet Chandra kunde forskarna upptäcka röntgenstrålningen från UHZ1 och ett växande supermassivt svart hål i mitten av galaxen. Röntgensignalen är extremt svag och Chandra kunde bara upptäcka den utifrån lång observation – med hjälp av fenomenet gravitationslinsning som förstärkte signalen med en faktor fyra. Upptäckten är viktig för att förstå hur vissa supermassiva svarta hål – de som innehåller upp till miljarder solmassor och befinner sig i galaxernas centrum – kunde nå kolossal massa strax efter big bang. 

Astronomerna fann starka bevis för att det nyupptäckta svarta hålet i UHZ1 uppstod  massivt. De uppskattar att dess massa är mellan 10 och 100 miljoner solar baserat på röntgenstrålningens ljusstyrka och energi. Detta massområde liknar det för alla stjärnor i galaxer miljarder ljusår bort (att det svarta hålets massa är likartat med galaxens stjärnors massa). Något som inte stämmer i yngre galaxer där svarta hål i mitten av galaxen vanligtvis bara innehåller ungefär en tiondels procent av massan hos galaxens stjärnor.

Det svarta hålets stora massa i universums unga år, plus mängden röntgenstrålning det producerar och dess ljusstyrka som upptäcktes av Webbteleskopet stämmer överens med teoretiska förutsägelser från 2017 för ett "överdimensionerat svart hål" som bildats direkt efter kollapsen av ett enormt gasmoln.

Artikeln som beskriver resultaten av studien publicerades i Nature Astronomy och ett preprint finns tillgängligt online.

Bland författarna finns Akos Bogdan (Centrum för astrofysik | Harvard & Smithsonian), Andy Goulding (Princeton University), Priyamvada Natarajan (Yale University), Orsolya Kovacs (Masaryk University, Tjeckien), Grant Tremblay (CfA), Urmila Chadayammuri (CfA), Marta Volonteri (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike), Ralph Kraft (CfA), William Forman (CfA), Chrisine Jones (CfA), Eugene Churazov (Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland) och Irina Zhuravleva (University of Chicago).

Bilden från https://chandra.harvard.edu/ innehåller det mest avlägsna svarta hål som någonsin upptäckts i röntgenstrålning, ett resultat som kan förklara hur några av de första supermassiva svarta hålen i universum bildades direkt vid bigbang. Som det rapporterades i pressmeddelandet gjordes denna upptäckt med hjälp av röntgenstrålteleskopet från NASA:s Chandra X-ray Observatory (lila) och infraröda data från NASA:s James Webb Space Telescope (rött, grönt, blått).

Exoplaneten 8 Ursae Minoris b borde inte existera

 

En jätteplanet har undgått att uppslukas av sin sols uppsvällning  till förvåning för forskare runt om i världen.

Det handlar om planeten, Halla (8 Ursae Minoris b) som finns 520 ljusår från jorden och som borde ha uppslukats av sin sol då denna i slutet av sin existens  expanderade kraftigt till en röd jätte innan den nu dras samman till en vit dvärg. Ett öde vår sol också kommer att få en gång.

 Upptäckten var ett samarbete mellan mer än 40 akademiker runt om i världen – inklusive professor Bill Chaplin vid University of Birmingham, Marc Hon vid University of Hawaii och Dr Dimitri Veras vid University of Warwick,  ledande inom forskning om vita dvärgstjärnor.

8 Ursae Minoris b kretsar kring sin sol på 0,5 AE (1 AE är måttet mellan jorden och solen). Avståndet är inte ovanligt i sig, men det märkliga är att stjärnan håller på att kollapsa efter att ha svällt upp då den förbrukat  sitt bränsle. NU är den en krympande röd jättestjärna. Samma slut som vår sol får en gång. Slutet blir därefter en vit dvärgstjärna av otrolig täthet.

När en stjärna får slut med bränsle expanderar den i storlek. Ovan stjärna har  expanderat sin storlek till 0,7 ae, vilket borde uppslukat och förstört planeten. Så det är väldigt ovanligt och svårt att förklara att planeten fortfarande existerar.

Forskarna diskuterade orsakerna till varför planeten förblivit oskadd - och publicerade sina resultat i Nature.

Vi kom fram till två möjliga förklaringar, tillade Dr Dimitri Veras at  University of Warwick. Det första, mer troliga argumentet, är att stjärnan en gång ingick i ett dubbelstjärnsystem vilket släckte dess storleksökning och gjorde det möjligt för planeten klara sig. Detta då dubbelstjärnorna smälte samman vid den enas uppsvällningen och ses nu ses som en enda stjärna.

Den andra teorin, som är mindre utforskad, åberopar återigen en binär följeslagare. Den här gången gav sammanslagningen av de två stjärnorna upphov till en skiva i vilken planeten skapades – en så kallad andra generationens planet.

Marc Hon, University of Hawaii, säger: De flesta stjärnor är dubbelstjärnor, men vi förstår ännu inte helt hur planeter kan bildas runt dem. Det är troligt att många fler märkliga planetsystem kan existera på grund av påverkan från binära följeslagare.

Professor Bill Chaplin - Birminghams universitet tillade: Detta är ett utmärkt exempel på de detaljerade, tekniska studier som vi nu kan utföra tack vare senaste data, inklusive att använda värdstjärnans naturliga svängningar (asteroseismologi) som observerats av rymdteleskopet TESS för att bekräfta bortom allt tvivel att stjärnan är en röd jätte som brinner med kärnhelium.

För min del anser jag att första förklaringen ovan inte kan fungera mer än teoretiskt om ens då. Andra förklaringen anser jag vara rätt tolkning en andra generationsplanet är detta och troligen en gasplanet.

Bild https://www.birmingham.ac.uk med följande bildtext översatt till svenska. (förklaringen här är den ovan första vilken jag inte delar) Planeten Halla (8 Ursae Minoris b) kan en gång ha kretsat kring två stjärnor som växelverkat med varandra. Den slutliga sammanslagningen mellan stjärnorna gjorde det möjligt för Halla att undkomma uppslukandet och överleva runt en heliumbrinnande jättestjärna. Upphovsman: Julian Baum.

Norge har nu invigt sin norra rymdhamn Andøya

 

Norge invigde sin norra rymdhamn Andøya den 2 november 2023. En rymdhamn som behövs då den kommersiella uppskjutningskonkurrensen på den europeiska kontinenten hårdnar. Andøya är nr 4 i tillskott av rymdhamn i vårt od i Europa.

Rymdhamnen ligger i Nordmela på den norska ön Andøya innanför polcirkeln och är i slutskedet till att komma igång enligt ett pressmeddelande samma dag.

Andoya Space blir den första operativa rymdhamnen i Europa.

Utvecklingen kommer samtidigt som Europa står inför en flaskhals i uppskjutningskapacitet, med ex förseningar av Ariane 6 och grundstötning av Vega C och ett behov av strategiskt oberoende.

Den färdigbyggda rymdhamnen är planerad att hysa flera uppskjutningsramper. Den tyska raketutvecklaren Isar Aerospace har exklusiv tillgång till den första uppskjutningsplatsen, byggd enligt Isars specifikationer. Denna infrastruktur inkluderar en startplatta, nyttolastintegreringsanläggningar och ett kontrollcenter. Öppnandet av rymdhamnen markerar en viktig milstolpe för Norge och den europeiska rymdindustrin och vårt partnerskap med Isar Aerospace, beskriver Ingun Berget, VD för Andøya Spaceport.

Hamnen gör det möjligt att ha de första satellituppskjutningarna någonsin från europeisk mark.

När lanseringen kommer att ske är inte klart. Isar  ger ingen tidslinje för testning och en första testflygning. Tidigare avtal tyder dock på en lansering vid Andøya under 2025. Även om Andoya, Kiruna och andra rymdhamnar på den europeiska kontinenten kan vara en viktig språngbräda i den övergripande omvandlingen av det europeiska uppskjutningslandskapet kommer framgången för dessa rymdhamnar på lång sikt att bero på flera egenskaper, påtalar Matija Renčelj, forskningschef vid European Space Policy Institute.

Det handlar bland annat om tillgången till bärraketer deras tillförlitlighet och efterfrågan på deras tjänster samt den nivå av konkurrens inom Europa som sker på lång sikt.

Om man tittar på den bredare europeiska utvecklingen verkar Kourou spaceport ( i franska Guyana Sydamerika dör europeiska ESA är involverad) öppna upp för nya initiativ, Storbritannien och Sverige har också gjort framsteg under den senaste perioden och initiativ i andra europeiska länder intensifieras.

Med tanke på framväxten av flera rymdhamnsinitiativ kommer enskilda europeiska rymdhamnar att behöva hitta en nisch för att motivera driftskostnaderna som kan vara mer av strategisk karaktär, än rent kommersiell för att upprätthålla  lönsamhet på lång sikt.

Isars tyska konkurrent RFA arbetar också mot sin första lansering. Det kommer att ske från SaxaVord Spaceport, som ligger på Shetlandsöarna i Storbritannien, mellan Skottland och Norge. Den brittiska rymdorganisationen tillhandahöll nyligen finansiering för att hjälpa till att förbereda en flygningen planerad till 2024.

Samtidigt pågår bygget av rymdhamnen Sutherland på det skotska fastlandet. Spaceport Cornwall i sydvästra England var värd för ett uppskjutningsförsök i omloppsbana i januari i år, men uppskjutningen av Virgin Orbit misslyckades. Virgin Orbit ansökte om konkurs några månader senare.

EU:s institutionella uppskjutningar och andra uppskjutningar sker från Kourou i Franska Guyana på Sydamerikas Atlantkust.

Bild vikipedia Andøya Space center.

Japansk farkost ska sändas upp mot asteroid 3200 Phaeton under 2025

 

Många av Geminidernas meteoriter härstammar från asteroiden 3200 Phaeton. Asteroiden som kan tolkas som både komet och asteroid.

Uppdraget Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) skulle ha startat nästa år, men byrån har nu bekräftat att uppsändningen kommer att försenas till 2025 på grund av problem med utvecklingen av Epsilon S-raketen, rapporterade Kyodo News den 27 oktober. 

3200 Phaethon är en asteroid som uppvisar egenskaper som liknar både asteroider och kometer. Den är en ovanlig källa till ett meteorregn och också ett mål av stort vetenskapligt intresse. Den är källan till Geminiderna, som regnar ner på jordens atmosfär varje år i december. 3200 Phaethon är 5 kilometer i diameter. Den kom relativt nära jorden 2017. 

Rymdfarkosten DESTINY+ kommer att skjutas upp från Uchinoura Space Center (USC). Den 480 kilo tunga rymdfarkosten kommer därefter att gå in i en första elliptisk omloppsbana runt jorden. Den ska ha fyra jonmotorer för sin resa genom rymden när den separeras från bärraketen. Med hjälp av en runda runt månen får den acceleration ut mot Phaethon . Farkosten  har tunnfilmslätta solpaneler.

DESTINY+ kommer att göra en förbiflygning av Phaethon och  med hjälp av teleskop- och multibandskameror kartlägga asteroidens yta. Förbiflygningen blir på ett avstånd av 500 km med en hastighet på cirka 119 000 km/h och förväntades ske 2029, JAXA har inte gett något nytt datum för närmandet efter att förseningen av uppskjutningen tillkännagavs.

Bild vikipedia Time lapse på dess färd tagen genom ett teleskop i Riga, Lettland (10 december 2017)

Jurassic worlds kan vara vanligare därute än människovärdar

 

De senaste 540 miljoner åren av jordens utveckling den så kallade fanerozoiska eonen med dess kemiska signaturer av liv i vår atmosfär som utgångspunkt dinosauriernas tid letar forskare efter liknande mönster därute.

Om man finner dessa signaturer i atmosfären på en exoplanet skulle en utveckling likt jordens kunna ha skett här. Men inget skulle däremot visa att även här en meteorit skulle slagit ner och gett plats för en däggdjursutveckling som på jorden. Här kanske dinosauriernas tid fortsatt.

Två viktiga biosignaturpar - syre och metan samt ozon och metan - var aktivare på jorden för ungefär 100 miljoner till 300 miljoner år sedan, när syrehalterna var betydligt högre. Modellerna simulerade transmissionsspektra, eller ljusfingeravtryck (vad man söker efter)  som genereras av en atmosfär som absorberar vissa färger av stjärnljus och låter andra filtreras igenom, information som forskare använder för att bestämma atmosfärers sammansättning.

Den moderna jordens ljusfingeravtryck har varit vår mall för att identifiera potentiellt livsvänliga planeter.  Det fanns en tid då detta fingeravtryck var ännu mer uttalat och bättre på att visa tecken på liv, beskriver Lisa Kaltenegger, chef för Carl Sagan Institute (CSI) och docent i astronomi vid College of Arts and Sciences (A&S). Det ger oss hopp om att det kan vara lite lättare att hitta tecken på liv – till och med stort, komplext liv – på andra ställen i kosmos och vi hittar dessa så kallade "fingeravtryck".

Kaltenegger medförfattare till studien "Oxygen Bounty for Earth-like Exoplanets: Spectra of Earth Through the Phanerozoic", publicerad den 2 november i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. Första författare är Rebecca Payne, forskningsassistent vid CSI och vid institutionen för astronomi (A&S) vilkentog initiativ  till de nya förslagen av sökmodeller som beskriver en kritisk epok  med ursprunget till landväxter, däggdjur och dinosaurier. Under den perioden varierade syrehalten i atmosfären från under 10 % till så högt som 35 % innan den stabiliserades på dagens nivå på 21 %.

Med hjälp av uppskattningar från två etablerade klimatmodeller (GEOCARB och COPSE) simulerade forskarna jordens atmosfäriska sammansättning och som  visade transmissionsspektra på över 500 miljoner år långa steg i fanerozoikum. Vart och ett av stegen visar betydande förändringar i takt med att en komplex biosfär diversifieras, skogar förökar sig och biosfärer på land blomstrar vilket påverkar blandningen av syre och andra gaser i atmosfären.

Fanerozoikum är  de senaste 12 procenten av jordens historia men den omfattar nästan hela den tid då livet var mer komplext än mikrober och svampdjur, beskriver Payne, astrobiolog och geolog.

Även om liknande evolutionära processer kan ha skett på exoplaneter som på jorden, beskriver Payne och Kaltenegger och deras modeller fyller i den saknade pusselbiten om hur en fanerozoisk jord skulle se ut i ett teleskop utifrån, och skapar nya mallar för beboeliga planeter med varierande atmosfäriska syrenivåer.

Hittills har omkring 40 steniga exoplaneter upptäckts i beboeliga zoner där hav kan existera, beskriver Kaltenegger. Att analysera en exoplanets atmosfär är möjlighet numera tack vare NASA:s James Webb Space Telescope. Men, man måste veta vad de ska leta efter. Modeller för att finna planeter som är i Fanerozoiska era är extremt lovande mål för att hitta liv i kosmos.

Det gör det också möjligt för forskare att överväga möjligheten - rent teoretisk - att om en beboelig exoplanet upptäcks kan denna ha en atmosfär med 30 procent syre, kanske livet där då inte är begränsat till mikrober, utan kan inkludera varelser så stora och varierade som megalosaurus eller mikroraptorer varelser som en gång strövade omkring på jorden. Stor syrehalt kan  göra att stora varelser uppkommer.

Dinosaurier eller inte, modellerna bekräftar att från ett stort avstånd skulle en sådan planets ljusfingeravtryck sticka ut mer än en modern jords.

"Förhoppningsvis kommer vi att hitta några planeter som råkar ha mer syre än jorden just nu,  beskriver Kaltenegger. Och vem vet, kanske finns dinosaurier som väntar på att bli hittade.

Men skulle människan kunnat ta över jorden om dinosaurernas tid inte försvunnit? Ingen vet men däggdjuren var säkert föda åt reptiler och ödlor av den storleken och vi är däggdjur.

Bild pikist.com