Ovanligt damm på månsten

 

Forskare har nyligen upptäckt att endast ett fåtal stenblock på månen har ett lager av stoft och att detta stoft har speciella reflekterande egenskaper. Till exempel reflekteras dammet på dessa stenblock solljus på ett annat sätt än på tidigare kända stenar på månen. Den nya upptäckten hjälper nu forskare att förstå de processer som bildar (at) och förändrar månskorpan. Det var sedan tidigare känt att det finns magnetiska anomalier på månens yta särskilt i närområdet av de områden som kallas ReinerGamma. Reiner Gamma är månvirvlar i marken där det finns magnetism. 

Den nuvarande kunskapen om månens magnetiska egenskaper är begränsad så de här nya stenarna kastar ljus över månens historia och dess magnetiska kärna, beskriver Ottaviano Rüsch från Institut für Planetologie. För första gången har vi undersökt växelverkan mellan stoft och bergarter i Reiner Gamma-området, närmare bestämt variationerna i dessa bergarters reflekterande egenskaper. Vi kan till exempel sluta oss till i vilken utsträckning och i vilken riktning solljuset reflekteras av dessa stora stenar.

Forskargruppen var ursprungligen intresserad av spruckna bergarter. De använde först artificiell intelligens för att söka igenom cirka en miljon bilder efter spruckna stenar - dessa bilder togs också av Lunar Reconnaissance Orbiter. Moderna databehandlingsmetoder gjorde det möjligt för oss att få helt nya insikter i globala sammanhang. Samtidigt som vi hela tiden hittar okända objekt på det här sättet till exempel de avvikande bergarter som vi undersöker i den här nya studien, beskriver Valentin Bickel från Center for Space and Habitability vid universitetet i Bern.

Sökalgoritmen identifierade cirka 130000 intressanta stenar varav hälften granskades av forskarna. Vi kände igen ett stenblock med distinkta mörka områden på bara en bild. Denna sten skilde sig mycket från alla andra eftersom den reflekterar mindre ljus än andra stenar. Vi misstänker att det beror på den speciella dammstrukturen, till exempel dammets densitet och kornstorlek, förklarar Ottaviano Rüsch.

– Normalt är måndamm väldigt poröst och reflekterar mycket ljus tillbaka i belysningsriktningen. När dammet komprimeras ökar vanligtvis den totala ljusstyrkan. Detta är inte fallet med de observerade dammtäckta stenarna", tillägger Marcel Hess från TU Dortmund University. Forskarna är fortfarande i ett tidigt skede av att förstå detta stoft och dess interaktioner med stenen. Under de kommande veckorna och månaderna vill forskarna ytterligare undersöka de processer som leder till interaktionen mellan stoft och sten och till bildandet av den speciella stoftstrukturen.

Resultaten av studien har publicerats i tidskriften "Journal of Geophysical Research – Planets och bilderna togs av NASA:s rymdfarkost Lunar Reconnaissance Orbiter, som kretsar runt månen.

Bild vikipedia Koordinater 7.5°N 59.0°V Diameter 70 km (43 mi) Eponym Reiner-kratern på månen.

Det äldsta kända svarta hål vi känner till.

 

Ett internationellt forskarlag under ledning från University of Cambridge, använde NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST) då de upptäcka det svarta hål som nu daterats existerat redan 400 miljoner år efter big bang (för mer än 13 miljarder år sedan).

Det är förvånande att massiva svarta hål av denna storlek av några miljoner gånger solens massa existerar så tidigt i universums historia. Det utmanar teorin om hur svarta hål bildas och växer. Astronomer tror att de supermassiva svarta hålen som finns i mitten av galaxer som Vintergatan tog miljarder år för att växa till sin nuvarande storlek. Men storleken på detta upptäckta svarta hål tyder på att de kan ha bildas relativt fort efter BigBang kanske de blivit stora redan då de bildades eller dragit till sig materia i en takt fem gånger högre än vad man tidigare ansett vara möjligt.

Enligt standardmodellen bildas supermassiva svarta hål från resterna av döda stjärnor som kollapsat och då efterhand fått en massa ungefär hundra gånger större än solens.

Om det nu upptäckta svarta hålet växt på ett förväntat sätt skulle det tagit ungefär en miljard år att växa till sin observerade storlek. Men universum var ännu inte en miljard år gammalt när detta svarta hål upptäcktes.

"Det är väldigt tidigt i universum att se ett så här massivt svart hål, så vi måste överväga andra sätt som det kan ha bildats på", beskriver Maiolino vid Cambridges Cavendish Laboratory och Kavli Institute for Cosmology. "Mycket tidiga galaxer var extremt gasrika, så de skulle ha varit mycket för svarta hål att kunna dra till sig mycket gas mycket snabbt."

Liksom alla svarta hål slukar detta unga svarta hål material från sin värdgalax för att driva sin tillväxt. Detta uråldriga svarta hål har visat sig sluka materia mycket kraftigare än liknande svarta hål denna tid.

Ovan studie rapporterades i tidskriften Nature.

Bild vikipedia Grafisk representation av universums ursprung från Big Bang.

De första galaxernas form

 

Forskare som analyserade Webbs data fann att de långsmala (surfbrädeliknande) och nålformade galaxerna var mycket vanligare när universum var 600 miljoner till 6 miljarder år gammalt. Närliggande galaxer i tid och rum är ofta tydligt definierade som spiral eller klotformade.

Det är ännu inte klart om de för oss nya galaxformerna har utvecklats vidare under hela den kosmiska tiden till de spiral och klotformer vi ser i vår tid . Framtida forskning krävs för att ta reda på hur galaxernas 3D-geometrier förändrats under mer än 13 miljarder år.

Forskare som analyserat bilder från NASA:s James Webb Space Telescope beskriver att ungefär 50 till 80 procent av galaxerna de studerat verkar vara tillplattade i två dimensioner enligt uttalande av huvudförfattaren Viraj Pandya, NASA Hubble Fellow vid Columbia University i New York.

Vilken kategori skulle vår galax Vintergatan hamna i om vi kunde vrida tillbaka klockan miljarder år? "Vår bästa gissning är att den kan ha sett mer ut som en surfbräda", beskriver medförfattaren Haowen Zhang, doktorand vid University of Arizona i Tucson. Denna hypotes är delvis baserad på nya bevis från Webb – teoretiker som har "vridit tillbaka klockan" för att uppskatta Vintergatans massa för miljarder år sedan, vilket korrelerar med formen vid den tiden.

Dessa avlägsna galaxer är också mycket mindre massiva än närliggande spiral och elliptiska galaxer – de är föregångare till mer massiva galaxer som vår egen. "I det tidiga universum hade galaxer mycket mindre tid på sig att växa", säger Kartheik Iyer, medförfattare och NASA Hubble Fellow vid Columbia University. – Att identifiera ytterligare kategorier för tidiga galaxer är spännande – det finns mycket mer att analysera nu. Vi kan nu studera hur galaxernas former relaterar till hur de ser ut och bättre projicera hur de bildades mycket mer detaljerat.

"Det här är tidiga resultat", säger medförfattaren Elizabeth McGrath, docent vid Colby College i Waterville, Maine. "Vi måste gräva djupare i data för att ta reda på vad som händer över tid, men vi är mycket nöjda över dessa tidiga trender."

Bild vikipedia NGC 1427A är ett exempel på irreguljär galax.

Bild vikipedia NGC 1427A är ett exempel på irreguljär galax.

En detaljrik bild av en mycket gammal stjärnhop

 

Bilden ovan visar den näst ljusstarkaste klotformiga stjärnhopen på natthimlen – 47 Tucanae. Bilden togs av ett forskarlag vid CurtinUniversity-noden vid International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) i västra Australien.

Forskarna upptäckte i samband med bildtagningen även en tidigare oupptäckt radiosignal i centrum av hopen. Astronom Dr Arash Bahramian, från ICRAR:s nod vid Curtin University, beskriver att stjärnhopar är uråldriga reliker från det tidiga universum. Klotformiga stjärnhopar består av  mycket gamla stjärnor som vi ser runt Vintergatan, beskriver han och tillägger att de är otroligt fullpackade av stjärnor med tiotusentals till miljontals stjärnor tillsammans i en sfär.

Bilden av 47 Tucanae visar en av de tyngsta klotformiga stjärnhoparna i Vintergatan. Här finns mer än en miljon stjärnor och dess centrum är mycket ljusstark och packad av stjärnor.  Dr Bahramian beskrev att bilden skapades efter mer än 450 timmars observationer av CSIRO:s Australia Telescope Compact Array (ATCA), på Gomeroi Country.

Det är den djupaste och känsligaste radiobilden som någonsin sammanställts av något australiskt radioteleskop.

Forskningsresultatet publicerades i The Astrophysical Journal.

Bild https://www.icrar.org/47tuc/ Det täta klotet av stjärnor som utgör den klotformiga stjärnhopen 47 Tucanae. Medverkande: NASA, ESA och Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble-samarbete.

Nya rön om vattnets historia på Månen

 

Ny forskning av postdoktor Tara Hayden vid Western University visar att den tidiga månskorpan på månens yta, berikades avsevärt med vatten för mer än 4 miljarder år sedan, tvärtemot vad man tidigare trott. Forskningsresultatet  ger spännande nya bevis för att månens tidiga skorpa innehöll mer vatten än vad man hittills trott vilket öppnar nya dörrar till studie av månens historia.

För första gången har upptäckts apatit i månens tidiga skorpa vilket är otroligt spännande – eftersom vi nu äntligen kan börja pussla ihop detta okända skede i månens historia. Vi finner att månens tidiga skorpa var rikare på vatten än vi förväntat oss, och dess flyktiga stabila isotoper avslöjar en ännu mer komplex historia än vi kände till tidigare, beskriver Hayden, (som för närvarande arbetar som kosmokemist hos den berömda planetgeologen Gordon "Oz" Osinski vid Westerns institution för geovetenskaper). 

Vår kunskap om vattnets historia på månen kommer från Apollo-färdernas prover de tog de med sig till jorden. Men dessa prover tros bara representera cirka fem procent av hela månens yta, beskriver Hayden. Tills vi får tillbaka fler markprover från de kommande Artemis-uppdragen är de enda av andra prover från månytan meteoriter från månen.

Hayden gjorde sin upptäckt av apatit vid The Open University under sina doktorandstudier när hon verifierade en sten från en samlare som en månmeteorit. Utöver identifieringen visade sig provet innehålla en viktig del av data om vatten på månen.

"Jag hade sådan tur att meteoriten inte bara kom från månen utan också innehöll kemi som är viktig för vår förståelse av månens vattenförande mineraler", beskriver Hayden.

Apatit hittas i alla typer av månstenar utom glaspärlor (som var en del av de prover apollobesättningarna tog med sig från månen) och Ferroanska anortositstenar där det senare representerar månens tidiga skorpa. Den Ferroanska anortositstengruppen är känd för att vara otroligt gammal (4,5-4,3 miljarder år gammal) och är den enda kända bergarten som har bildats direkt av månens magmaocean – då månen var nästan helt smält.

Upptäckten beskrivs i en studie som publicerades nyligen i tidskriften Nature Astronomy.

Bild vikipedia. En intressant bild som visar färgmättnaden på månens yta förstärkt rödaktig rostbrun för järn blåaktig för titanoxidmineraler.

Överraskande gammastrålning kom bortom vår galax

 

Gammastrålning eller γ-strålning är fotonstrålning så kallad joniserande strålning av fotoner.

Fermi Gamma-ray Space Telescope är ett rymdbaserat teleskop avsett för kosmisk gammaastronomi.

Astronomer som analyserat 13 års data från NASA:s rymdteleskop Fermi har upptäckt en oväntad och ännu oförklarlig händelse utanför vår galax.

Det var en helt slumpartad upptäckt, beskriver Alexander Kashlinsky, kosmolog vid University of Maryland och NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt som beskrev upptäckten vid American Astronomical Societys 243:e möte i New Orleans. Vi hittade en mycket starkare signal på en annan del av himlen, än den vi letade signaler på, beskrev han.

Intressant nog finns gammastrålningssignalen i en liknande riktning och med en nästan identisk magnitud som en annan oförklarlig egenskap, en som produceras av några av de mest energirika kosmiska partiklar som någonsin upptäckts (i form av de första atomernas ljus).

Teamet letade efter en gammastrålningsegenskap relaterad till CMB (kosmisk mikrovågsbakgrund), det äldsta ljuset i universum. Forskare säger att CMB uppstod när det heta, expanderande universum hade svalnat tillräckligt för att bilda de första atomerna, en händelse som frigjorde en explosion av ljus som för första gången kunde tränga ut kosmos. Utsträckt av den efterföljande expansionen av rymden under de senaste 13 miljarder åren, upptäcktes detta ljus först i form av svaga mikrovågor över hela himlen 1965. 

Forskarlaget ansåg att genom att lägga ihop många års data från Fermis LAT (Large Area Telescope), teleskopet som skannar hela himlen flera gånger dagligen kunde ett relaterat dipoleantennmönster upptäckas i gammastrålningen. Tack vare relativitetsteorins effekter bör gammastrålningsdipolen förstärkas med så mycket som fem gånger jämfört med de för närvarande detekterade CMB:erna.

Forskarna kombinerade 13 års Fermi LAT-observationer av gammastrålning över cirka 3 miljarder elektronvolt (GeV); Som jämförelse har synligt ljus energier mellan cirka 2 och 3 elektronvolt. De tog bort alla upplösta och identifierade källor och skalade bort Vintergatans centralplan för att analysera den extragalaktiska gammastrålningsbakgrunden.

"Vi hittade en gammastråldipol,  dess topp ligger på den södra himlen, långt från CMB:s, och dess magnitud är 10 gånger större än vad vi skulle förvänta oss genom vår rörelse med jorden", beskriver medförfattaren Chris Shrader, astrofysiker vid Catholic University of America i Washington och vid Goddard. "Även om det inte var vad vi letade efter misstänker vi att det kan vara relaterat till det vi sökte. Forskarna tror att  de två fenomenen är kopplade till varandra – att ännu oidentifierade källor producerar både gammastrålning och partiklar. För att lösa denna kosmiska fråga måste astronomer antingen lokalisera dessa mystiska källor eller föreslå alternativa förklaringar till båda egenskaperna. Något man hoppas kunna i framtiden.

En artikel som beskriver ovan fynd publicerades onsdagen den 10 januari i The Astrophysical Journal Letters.

Bild vikipedia NASA:s guide till elektromagnetiskt spektrum som visar överlappning av frekvens mellan röntgen- och gammastrålar.

Möjligen driver diamantregn Neptunus och Uranus magnetfält

 

Diamanter kan bildas i det nedre av atmosfären i planeter som Neptunus och Uranus och färdas nedåt och resultera isjättarnas magnetfält, enligt ny forskning från ett internationellt team av forskare inklusive Carnegies Alexander Goncharov och Eric Edmund. SLAC National Accelerator Laboratory-teamets resultatet kom till genom att de använde den europeiska XFEL-anläggningen för att försöka lösa långvariga meningsskiljaktigheter om temperatur- och tryckförhållandena under vilka diamanter bildas av kortlivade kolväten som de som förväntas finnas i dessa isiga kroppars atmosfär.

Även om vi inte direkt kan undersöka fysiken och kemin som förekommer i planeters inre, kan sofistikerade laboratorietekniker visa hur planetariska byggstenar beter sig och omorganiserar sig under de extrema förhållanden som finns inuti dessa planeter", beskriver Edmund.

Laboratorieteknik och teoretisk datamodellering har gett forskare en ungefärlig uppfattning om den process genom vilken diamanter bildas från kortlivade kolvätemolekyler i isiga planeters inre. Olika laboratorietekniker har dock gett varierande resultat vilket gör det svårt att fastställa på vilket djup i atmosfären detta fenomen uppstår.

Denna långvariga oenighet visas mellan experiment där man komprimerar kolväten för att få dem till extrema tryckförhållanden och experiment som skapar dessa förhållanden genom att träffa prover med höghastighetsprojektiler som efterliknar ett meteoritnedslag.

Forskarteamet, som leddes av SLAC:s Mungo Frost, använde en röntgenlaser vid XFEL-anläggningen i Tyskland för att träffa ett komprimerat prov av polystyren med ultrakorta röntgenblixtar, vilket gav en slags "guldlocksmetod" som löser upp spänningen mellan de två tidigare metoderna. Världens största röntgenlaser på FuXFEL genererar ultrakorta blixtar 27000 gånger per sekund.

"Genom detta internationella samarbete har vi gjort stora framsteg vid European XFEL och fått anmärkningsvärda nya insikter om isiga planeter", beskriver Frost i ett uttalande.

De fann att diamantbildning observeras under tryck som sträcker sig från 188 000 till 266 000 atmosfärer (eller 19 till 27 gigapascal) och över 2200 Celcius.

Det innebär att diamanter bildas på grundare djup än man tidigare trott på isjätteplaneter. Eftersom det är tätare än det omgivande materialet sjunker det djupare – ett fenomen som ibland kallas "diamantregn" – vilket ger en extra värmekälla, vilket kan driva en konvektion i islagret och bidra till dessa planeters komplexa magnetfält. Dessutom innebär denna process med relativt ytlig diamantbildning från kolväten och att detta kan inträffa även på mindre isiga kroppar, ex mini-Neptunus", beskriver Goncharov.

 Studien är publicerad i Nature Astronomy.

Bild https://www.spacedaily.com/ med texten översatt På isjätteplaneter bildas diamanter på grundare djup än man tidigare trott. Eftersom det är tätare än det omgivande materialet sjunker det djupare – ett fenomen som ibland kallas "diamantregn" – vilket ger en extra värmekälla, vilket kan driva konvektion i islagret och bidra till dessa planeters komplexa magnetfält.