Mesom-uppdraget blir att skapa konstgjorda solförmörkelser i rymden

 

Bild wikipedia på Total solförmörkelse i Frankrike, 11 augusti 1999.

Det föreslagna MESOM-uppdraget kommer att göra det möjligt för ett internationellt forskarlag att studera förhållanden som skapar solstormar. Arbetet syftar till förbättringar i prognoserna för rymdväder på jorden.

Rymdsonden MESOM kommer att flyga på en bana som möjliggörs av gravitationskraften från jorden, solen och månen och kommer att använda månens skugga för att återskapa en total solförmörkelse i rymden en gång varje månmånad (som ska pågå i nästan 50 minuter).

Totala solförmörkelser sedda från jorden är mycket kortare och varar endast mellan 10 sekunder och 7,5 minuter.

Att skapa en längre förmörkelse i rymden  gör det möjligt för MESOM-teamet att ta högkvalitativa bilder och mätningar av solens korona, vilket ska fylla luckor i den befintliga förståelsen av de fysikaliska processer som äger rum i solens atmosfär och som ger oss rymdväder.

Rymdväder är inte en fara för människor eller djur på jorden, men solstormar och utbrott från solen, så kallade koronamassutkastningar, kan orsaka allvarliga störningar i elnät, satelliter och annan kommunikationsteknik som det moderna samhället är beroende av.

 Projektet  bygger på forskning i världsklass vid institutionen för fysik vid Aberystwyth University, inklusive design av programvara för Met Office för att förbättra deras rymdväderprognoser, mätning av hastigheten på koronamassutkastningar mer exakt och utveckling av rymdinstrument för ExoMars-uppdraget.

Genomförbarhetsstudien MESOM är ett ettårigt projekt som finansieras av den brittiska rymdstyrelsen.

Mer än en million galaxers position

 

Bild PAUcam-kameran som är installerad på William Herschel-teleskopet (WHT) i La Palma, Spanien. Upphovsman: PAUS-teamet.

Physics of the Accelerating Universe Survey (PAUS), ett internationellt samarbete mellan 14 institutioner, täckte med PAUcam-kameran en yta av 50 kvadratgrader, ungefär lika med  250 fullmånar. Genom detta kunde man då bestämma avståndet till galaxer med oöverträffad precision med hjälp av den specialdesignade PAUCam-kameran på 4,2-metersteleskopet William Herschel Telescope (WHT) i La Palma, Spanien. Detta inkluderade galaxer som finns mer än 10 miljarder ljusår bort. Professor Benjamin Joachimi vid UCL Department of Physics & Astronomy, förklarade att PAUS "kombinerar fördelarna med fotometriska och spektroskopiska kartläggningar".

Joachimi beskriver det som: "att vi vi tar bilder på alla  synliga objekt på himlen genom att sätta smala våglängdsfilter på kameran så vi vet att ljuset vi samlar in kommer från en viss del av spektrumet. Genom att använda 40 sådana filter kan vi rekonstruera en lågupplöst version av en galax spektrum.

Kartläggningen gör det möjligt  att utforska hur galaxer är kopplade till sin omgivning vilken till största delen består av mörk materia (enligt nuvarande paradigm) och att förstå hur långt bort galaxer av en viss typ och ljusstyrka finns vilket hjälper till att göra mer exakta kartläggningar är hittills gjorts.

Den nya galaxkatalogen visar mer exakta kartor för att förstå hur strukturer bildas i universum och för att studera universums expansion under påverkan av (det man kallar) mörk materia och mörk energi.

Mörk energi (enligt nuvarande paradigm) tros utgöra cirka 70 % av universum och är ansvarig för universums accelererande expansion men dess natur är fortfarande ett mysterium.

Samarbetet var under ledning från  Institute of Space Sciences (ICE-CSIC), med stöd av Spaniens ministerium för vetenskap, innovation och universitet. Data samlades in under 200 nätter mellan 2015 och 2019. Katalogen finns nu tillgänglig på PAUS:s webbplats och på webbportalen CosmoHub.

Professor Enrique Gaztañaga, chef för PAU Survey vid University of Portsmouth, ICE-CSIC och Institute of Space Studies of Catalonia (IEEC), beskriver: "PAU Survey erbjuder ett banbrytande tillvägagångssätt för att skapa kosmiska kartor vilket möjliggjorts genom design och utveckling av ett nytt instrument och en dedikerad kartläggning av att samla in och analysera data på ett sätt som aldrig gjorts tidigare. Det har varit ett privilegium att samarbeta med en så begåvad och pålitlig grupp."

Katalogen beskrivs i detalj i två artiklar som publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS): en om mätning av avstånd och en annan om kalibrering av PAUS-data.

David Navarro-Gironés, doktorand vid ICE-CSIC och huvudförfattare till en av de nya artiklarna, beskriver: "Den stora fördelen med PAUS är att det möjliggör mycket exakta avståndsmätningar. Denna nivå av precision är avgörande för att studera universums struktur vilket i sin tur kräver data av ett stort antal galaxer.

Nio år efter sitt första igångsättande 2015 kan PAUS nu mäta avstånden till ett stort antal avlägsna galaxer med en relativ precisionavikelse på 0,3 procent. Teamet använder för närvarande dessa data för att förbättra kalibreringen av tidigare kosmologiska undersökningar.

Asteroiden Ceres var en gång en havsvärld som blev en isvärld

 

Bild wikipedia. Bild av Ceres tagen av Dawn, 2015.

Rymdsonden Dawn gick in i omloppsbana runt Ceres den 6 mars 2015 och tog då mer högupplösta bilder än vad som tidigare varit möjligt av Ceres. En ljuspunkt som setts på tidigare Hubble-bilder på asteroiden framträdde nu på fotona den 19 februari som två distinkta fläckar med hög reflektionsförmåga i en krater. Bedömare vid NASA beskriver att observationen är förenlig med högreflekterande material som innehåller is eller salter.

Forskare vid Purdue University och NASA:s Jet Propulsion Lab (JPL) anser nu att Ceres är ett mycket isigt objekt som en gång varit en lerig havsvärld. Upptäckten att Ceres har en smutsig isskorpa leddes av Ian Pamerleau, doktorand, och Mike Sori, biträdande professor vid Purdues  Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences.

"Vi tror att det finns mycket av is av vatten nära Ceres yta och att Ceres gradvis blir mindre isig djupare ner i dess yta", beskriver Sori. "Folk brukade tro att Ceres var mycket isig men då skulle kratrarna deformerats  med tiden likt glaciärer på jorden. Vi har visat genom våra simuleringar att is kan vara mycket starkare under förhållanden som på Ceres än vad man tidigare förutspått om man bara blandar in lite fast berg.

Forskarlagets upptäckt står i motsättning till den tidigare uppfattningen att Ceres var relativt torr miljö. Det vanliga antagandet var att Ceres bestod av mindre än 30 procent is men Sois team tror nu att ytan snarare består av 90 procent is.

"Vår tolkning är  att Ceres en gång var en 'havsvärld' likt Europa (en av Jupiters månar), med ett smutsigt, lerigt hav", beskriver Sori. "När det leriga havet med tiden frös skapades en isig skorpa med något innehåll av stenigt material som fastnade i isen."

Pamerleau beskriver att de använde datorsimuleringar i arbetet.

"Även fasta ämnen kommer att flöda över långa tidsskalor i is. Kratrarna är skålformade vilket ger hög spänning i stenen som sedan slappnas av till ett lägre spänningstillstånd, vilket resulterar i en grund skål med fast tillstånd, beskriver han.

"Så slutsatsen efter NASA:s Dawn-uppdrag blev att på grund av bristen på, grunda kratrar kan ytan inte vara så isig. Våra datorsimuleringar tar hänsyn till ett nytt sätt som is kan flöda med bara lite av föroreningar i isen vilket  gör det möjligt för en mycket isrik skorpa som knappt rör sig under miljarder år. Vi testade olika strukturer i jordskorpan i dessa simuleringar och fann att en graderad skorpa med hög ishalt nära ytan som som minskar ju längre ner i ytan man kommer är det bästa sättet att begränsa avstannande av isförflyttning i Ceres kratrar.

Sori är en planetforskare vars fokus är planetarisk geofysik. Hans team tar upp frågor om planeternas inre, sambanden mellan planeternas inre och ytor och hur dessa frågor kan lösas med rymdfarkosters utforskande. Hans arbete spänner över många fasta kroppar i solsystemet, från månen och Mars till isiga objekt i det yttre solsystemet.

Ceres är det största objektet i asteroidbältet och en dvärgplanet.

Forskarna har publicerat sina resultat i Nature Astronomy. Duon tillsammans med Jennifer Scully, forskare vid JPL. 

Gåtan med Ceres ljuspunkter fascinerade en hel värld och många förklaringar på dessa gavs under 2015. Ex utomjordiska rymdstationer under ytan där energi från el lyste upp. I dag vet vi att det inte var utomjordingar som hade en station där. 

Forskare arbetar med att ta fram raketer som drivs av alla slag av metaller.

 

Bild https://commons.wikimedia.org/  cigarrformat UFO.

Forskare har börjat testa bränsle till raketer som lovar betydligt snabbare hastighet än som är möjligt i dag.

Det är astroingenjörer från University of Southampton som nu testar ett nytt framdrivningssystem som kan driva rymdskepp med hjälp av vilken typ av metall som helst som bränsle.

De säger att detta innebär att farkoster utrustade med denna teknik skulle kunna flyga hur länge som helst genom att fylla på tankarna med mineraler som skördas från asteroider eller avlägsna månar.

Den ledande forskaren Dr Minkwan Kim, från University of Southampton, har fått i uppdrag att testa framdrivningssystemet i laboratoriemiljö för att mäta dess kraft. Han beskriver att tekniken kan hjälpa rymdskepp och sonder att resa till regioner i universum som tidigare ansetts oåtkomliga.

Dr Kim tillade: "Rymdfarkoster i dag har begränsade mängder bränsle på grund av de enorma kostnader och den energi som krävs för att skjuta upp dem i rymden. Men de här nya raketerna kan drivas av vilken metall som helst som kan brinna, till exempel järn, aluminium eller koppar.

"När rymdfarkosten väl är klar kan den landa på en komet eller måne, som är rik på smältbara mineral och skörda vad den behöver innan den ger sig iväg med en full tank.

Forskare från Southampton arbetar tillsammans med det brittiska rymdföretaget Magdrive på framdrivningssystemets förverkligande. Potentialen hos tekniken, som kallas Super Magdrive, är så stor att den nyligen fick 1 miljon pund av den brittiska regeringen för att förverkligas.

Dr Kim beskriver det som att "Systemet kan hjälpa oss att utforska nya planeter, söka efter nytt liv och ta oss dit ingen människa har varit förut – vilket möjliggör oändliga upptäckter."

Tiden och avståndet kan bli ett problem då stjärnfärder tar tusentals år. Farkosten kan kanske styra mot stjärnorna men när den väl kommer fram kanske Jorden sedan länge kollapsat till en död planet eller mänskligheten krigat sig ner till grottmänniskastadiet. Farkosterna bör enligt mig istället koncentreras på att undersöka asteroidbältets objekt och även Kuiperbältet.

Många novor i jetstrålens utkant i galaxen M87

 

Bild https://hubblesite.org/ Black Hole Jet and Accompanying Erupting Nova (Artist's Concept)

M87 är en gigantisk elliptisk galax i stjärnbilden Jungfrun. Den är ungefär 10 miljarder år gammal och den största galaxen i Virgohopen,(en galaxhop) och en av de största kända galaxerna i universum. M87 finns ungefär 55 miljoner ljusår bort från oss.

Astronomer har med hjälp av NASA:s rymdteleskop Hubble upptäckt att den blåslampliknande jetstrålen från ett supermassivt svart hål i kärnan av M87 gör att stjärnor att produceras längs dess bana. Stjärnorna,  här är novor (En nova är en stjärna, vanligtvis en vit dvärgstjärna i nära kontakt med en röd jättestjärna, som under en period ökar sin ljusstyrka kraftig)  är inte fångade inuti jetstrålen, utan verkar befinna sig i ett oroligt område i dess utkant. 

Fyndet förbryllar forskare. – Vi vet inte vad som händer, men det är ett väldigt spännande resultat, beskriver Alec Lessing vid Stanford University, huvudförfattare till studien som är publicerad The Astrophysical Journal. Det betyder att det är något som saknas i vår förståelse av hur jetstrålar från svarta hål interagerar med sin omgivning, beskriver han.

En nova får ett utbrott i ett dubbelstjärnesystem där en åldrande, uppsvälld (då stjärnan sväller upp till en röd jättestjärna), normal stjärna släpper ut väte  på en utbränd vit dvärgstjärna. När dvärgen har samlat på sig ett milsdjupt ytskikt av väte exploderar lagret. Den vita dvärgen förstörs inte av novautbrottet, som kastar ut dess ytskikt och sedan återgår till att suga upp bränsle från sin följeslagare igen och novautbrottscykeln börjar om igen.

Hubble upptäckte dubbelt så många novor som exploderade nära jetstrålen som någon annanstans i galaxen under den undersökta tidsperioden. Jetstrålen skjuts upp av ett centralt svart hål med en massa på 6,5 miljarder solmassor omgivet av en skiva av virvlande materia. Det svarta hålet, som är fyllt av infallande materia, skickar iväg en 3 000 ljusår lång plasmastråle som far genom rymden med nästan ljusets hastighet.

Upptäckten av dubbelt så många novor nära jetstrålen innebär att det finns dubbelt så många novabildande dubbelstjärnsystem nära jetstrålen eller att dessa system bryter ut dubbelt så ofta som liknande system på andra håll i galaxen.

"Det är något jetstrålen gör med stjärnsystemen som vandrar in i det omgivande grannskapet. Kanske plöjer jetplanet på något sätt vätebränsle på de vita dvärgarna, vilket gör att de får utbrott oftare, beskriver Lessing. – Men det är inte klart att det är en fysisk knuff. Det kan vara effekten av trycket från ljuset som kommer från jetstrålen. När det  levereras vätgas snabbare sker utbrott snabbare. Något kan  fördubbla massöverföringshastigheten till de vita dvärgarna då de kommer nära jetstrålen.

En annan idé som forskarna övervägde är att jetstrålen värmer upp den vita dvärgens följeslagare (den röda jättestjärnan) vilket får den att svämma över ytterligare och dumpa mer väte på dvärgstjärnan. Forskarna beräknade dock att denna uppvärmning inte alls är tillräckligt stor för att få denna effekt.

– Vi är inte de första som har sagt att det ser ut som att det pågår mer aktivitet runt M87-planet, bekriver Michael Shara, en av forskarna vid American Museum of Natural History i New York City. Men Hubble har visat denna ökade aktivitet med långt fler exempel och statistisk signifikans än vi någonsin fått tidigare.

Strax efter Hubbleteleskopets uppskjutning 1990 använde astronomer den första generationens Faint Object Camera (FOC) för att se in i centrum av M87 och det svarta hålet där. De noterade att ovanliga saker hände här. Hubble såg astronomernas blåaktiga "transienta händelser" som kunde vara ett bevis på att novor poppade upp i närheten. Men FOC:s syn var så snäv att Hubble-astronomerna inte kunde titta bort från jetstrålen för att jämföra med område som låg nära jetstrålen. I över två decennier förblev resultaten mystiskt lockande.

Övertygande bevis för jetstrålens inflytande på stjärnorna i galaxen samlades in under ett nio månader långt intervall av Hubble-observationer med nyare kameror med bredare vy för att räkna utbrotten från novorna. Detta var en utmaning för teleskopets observationsschema eftersom det krävde att M87 återbesöktes exakt var femte dag för att få en ny bild. Genom att lägga ihop alla M87-bilder fick man de djupaste bilderna av M87 som någonsin tagits.

Hubble fann 94 novor i den tredjedel av M87 som dess kamera kunde omfatta. "Jetstrålen var inte det enda vi tittade på – vi tittade på hela det inre av galaxen. När man väl hade sett på alla kända novor ovanpå M87 behövde man ingen statistik för att övertyga sig själv om att det finns ett överskott av novor längs jetstrålen.

Denna prestation beror helt och hållet på Hubbles unika kapacitet. Bilder från markbaserade teleskop är inte tillräckligt skarpa för att se novor djupt inne i M87. De kan inte ge en upplösning som visar enstaka stjärnor eller stjärnutbrott nära galaxens kärna eftersom det svarta hålets omgivningar är alldeles för ljusa och bländande. Endast Hubble kan upptäcka novor mot den ljusa M87-bakgrunden.

Beräkningar visar att novor är anmärkningsvärt vanliga i universum. En nova bryter ut någonstans i M87 varje dag. Men eftersom det finns minst 100 miljarder galaxer i det synliga universum, bryter cirka 1 miljon novor ut varje sekund någonstans där ute.

Siffran ovan är hisnande man får tanke på hur stort universum är och novor är inte ensamma stjärnor som vår sol eller exoplaneter. Min misstanke över mängden novor i utkanten av jetstrålen är att kraften i jetstrålen ökar en stjärnas förbränning så den blir en röd jätte snabbare på grund av dess närhet till strålen.

Den felande länken till de första stjärnorna

 

Bild ESA  på Galaxen GS-NDG-9422

Genom att se in i det tidiga universum med NASA:s James Webb Space Telescope har astronomer hittat en galax med en udda ljussignatur som lyser starkare än galaxens stjärnor tillsammans skulle göra. Galaxen GS-NDG-9422 finns ungefär en miljard år efter bigbang och kan vara en felande länk i galaxers utveckling. Tiden mellan universums första stjärnor och galaxers bildande med stjärnor som dagens.

"Min första tanke när jag tittade på galaxens spektrum var 'något är konstigt', vilket är precis vad Webb-teleskopet var designat för att hitta: okända fenomen i det tidiga universum som ska hjälpa oss att förstå hur den kosmiska historien började", beskriver forskaren Alex Cameron vid University of Oxford.

Cameron tog kontakt med kollegan Harley Katz, som är teoretiker för att diskutera det märkliga fyndet. Genom att arbeta tillsammans fann  teamet  datormodeller av kosmiska gasmoln som värms upp av mycket heta massiva stjärnor i en sådan utsträckning att gasen lyste starkare än stjärnorna i en galax. Datamodellen blev nästan en perfekt matchning med Webbs observation.

"Det ser ut som att dessa stjärnor måste vara mycket varmare och mer massiva änr stjärnor är i det nutida universum, vilket är logiskt eftersom det tidiga universum var en mycket annorlunda miljö", beskriver Katz, vid Oxford och University of Chicago.

I dagens universum har typiska heta, massiva stjärnor en temperatur som sträcker sig mellan 40 000 till 50 000 grader Celsius. Enligt teamet har galax GS-NDG -9422 stjärnor som är varmare än 80 000 grader Celsius.

Forskargruppen misstänker att galaxen befinner sig mitt i en kort fas av intensiv stjärnbildning inuti ett moln av tät gas där det produceras ett stort antal massiva, heta stjärnor. Gasmolnet träffas av så många fotoner av ljus från stjärnorna så det lyser extremt starkt.

Förutom att det är nytt är det spännande med nebulosor (gasmoln) som lyser så starkt är det förutspått att miljön för universums första generation av stjärnor, som astronomer klassificerar som population III-stjärnor (bestående av nästan enbart väte och helium).

– Vi vet att den här galaxen inte har Population III-stjärnor, eftersom Webbs data visar för mer kemisk komplexitet. Dessa stjärnor är annorlunda än vad vi är bekanta med (från denna tid) de exotiska stjärnorna i den här galaxen kan vara en guide för att förstå hur galaxer övergick från urstjärnor till de typer av galaxer med stjärnor vi känner till av idag, beskriver Katz.

Vid det här laget är denna galax ett exempel på denna fas av galaxers utveckling, men det finns fortfarande många frågor att besvara. Är dessa förhållanden vanliga i galaxer vid den här tidsperioden, eller är de sällsynta? Vad mer kan de visa om ännu tidigare faser av galaxers utveckling? Cameron, Katz och deras forskarkollegor arbetar aktivt med att identifiera fler galaxer att lägga till denna population för att bättre förstå vad som hände i universum under den första miljarden år efter big bang.

Mycket verkar bekräfta att denna galax är en felande länk mellan de allra första stjärnorna som bestod av nästan enbart väte och helium och dagens stjärnor som uppkom efter supernovor och består av järn mfl metaller .

Låg densitet och snedfördelad atmosfär- jo en sådan planet finns därute

 

Bild wikipedia Illustratörs bild av exoplaneten WASP-107b som är en super-Neptunus exoplanet som kretsar kring stjärnan WASP-107, 200 ljusår från jorden i stjärnbilden Jungfrun.

Astronomer från University of Arizona har tillsammans med en internationell grupp forskare med hjälp av Webbteleskopet observerat atmosfären i en het och unikt uppblåst exoplanet. Exoplaneten WASP-107b är lika stor som Jupiter men har endast en tiondel av Jupiters massa. Planeten har en öst-västlig asymmetri i atmosfären vilket innebär att det finns en betydande skillnad mellan väderstrecken och dess atmosfär här.

"Det här är första gången som asymmetri mellan öst och väst på en exoplanet har observerats när den passerar sin sol", beskriver studiens huvudförfattare Matthew Murphy, doktorand vid U of A Steward Observatory.

Öst-västlig asymmetri hos en exoplanets atmosfär visar på skillnader i atmosfärens egenskaper, såsom temperatur eller molnegenskaper och som här observerats mellan planetens östra och västra halvklot. Att avgöra om denna asymmetri existerar eller inte är avgörande för att förstå klimatet, atmosfärsdynamiken och vädermönstren hos exoplaneter.

Exoplaneten WASP-107b är låst till sin stjärna. Det betyder att exoplaneten alltid riktar samma sida mot sin sol den kretsar kring. Den ena halvan av den tidvattenlåsta exoplaneten är ständigt vänd mot sin sol medan den andra  alltid är vänd bort vilket resulterar i en permanent dagsida och en permanent nattsida. James Webb Space Teleskopet kunde separera signalerna från atmosfärens östra och västra sida och få en mer fokuserad syn på specifika processer som sker i exoplanetens atmosfär.

"Dessa ögonblicksbilder berättar mycket om gaserna i atmosfär, moln, atmosfärens struktur, kemin och hur allt förändras när en planet får olika mängder solljus", beskriver Murphy.

Exoplaneten WASP-107b är unik i det att den har en mycket låg densitet och relativt låg gravitation vilket resulterar i en atmosfär som är mer uppblåst än andra exoplaneters med samma massa men som inte alltid vänder samma sida mot sin sol.

– Vi har inget liknande i vårt eget solsystem. Planeten är unik bland de exoplaneter vi upptäckt. beskriver Murphy.

WASP-107b har en yttemperatur på ca 475 Celsius vilket är medeltemperatur mellan de planeter som finns i vårt solsystem och de hetaste exoplaneter vi känner till.

"Traditionellt sett fungerar våra observationstekniker inte lika bra för dessa mellanliggande planeter, så det har funnits många spännande öppna frågor som vi äntligen kan börja besvara", beskriver Murphy. – Till exempel har några av våra modeller visat att en planet som WASP-107b inte borde ha den här asymmetrin alls i sin atmosfär– så vi lär oss något nytt här, beskriver han.

Forskare har sett på exoplaneter i nästan två decennier och observationer från både markteleskop och rymdteleskop har hjälpt astronomer att dra slutsatser om hur exoplaneters atmosfär kan se ut, beskriver Thomas Beatty, medförfattare till studien och biträdande professor i astronomi vid University of Wisconsin-Madison.

"Men det här är faktiskt första gången som vi har sett den här typen av asymmetri i en atmosfär direkt imed hjälp av transmissionsspektroskopi i rymden vilket är det primära sättet på vilket vi förstår vad exoplaneters atmosfärer består av, beskriver Beatty. Resultaten har publicerats i tidskriften Nature Astronomy.

Min tanke är att asymmetrin beror på att planeten har låst bana (vänder samma sida mot sin sol hela tiden) vilket får dess atmosfär att dras från nattsidan mot dagsidan genom gravitationen från dess sol. Därav  skillnaden öst väst.