Webbteleskopet har upptäckt att Neptunus har norrsken

 

Neptunus finns i det kalla, mörka, yttre av vårt solsystem (om man räknar bort Kupierbältet med sina småplaneter, asteroider  och kometer i det så kallade Oorts moln) cirka 3 miljarder mil från solen.

Neptunus har bara besökts en gång  av en rymdfarkost. Det var av Voyager 2 den 25 augusti 1989, 03:56:36 UTC 1989 sedan dess har Neptunus endast obserberats av teleskop ex  NASA:s Hubbleteleskop ett av de teleskop tagit bilder på  väder på planeten. Hubble har även upptäckt en tidigare okänd måne i omloppsbana runt planeten 2013. För första gången har NASA:s James Webb Space Telescope nu även fångat ljusstark norrskensaktivitet på Neptunus.

 Norrsken uppstår när energirika partiklar som ofta kommer från solen, fastnar i en planets magnetfält och så småningom träffar den övre atmosfären. Energin som frigörs under dessa kollisioner skapar den karakteristiska glöden i ett norrsken.

Det visade sig att det bara var möjligt att avbilda norrskensaktiviteten på Neptunus med Webbs känslighet i nära infrarött ljus", beskriver huvudförfattaren Henrik Melin verksam vid Northumbria University, som genomförde forskningen vid University of Leicester. "Det var så fantastiskt att inte bara se norrskenet, utan även detaljerna och tydligheten i detta."

Datan erhölls i juni 2023 med hjälp av Webbs Near-Infrared Spectrograph. Förutom bilden av planeten fick astronomer ett spektrum i vilket man kunde karakterisera sammansättningen och mäta temperaturen i planetens övre atmosfär (jonosfären). För första gången fann de en extremt framträdande emissionslinje som betecknar närvaron av trivätekatjonen (H3+), som kan skapas i norrsken. I Webb-bilderna av Neptunus visas det glödande norrskenet som fläckar representerade i cyan.

Observationerna med Webb gjorde också att teamet kunde mäta temperaturen i översta skiktet av Neptunus atmosfär för första gången sedan Voyager 2:s förbiflygning. Resultaten ger en antydan om varför Neptunus norrsken förblev dolda för astronomer så länge.

"Jag blev förvånad – Neptunus övre atmosfär har svalnat med flera hundra grader", säger Melin. "Faktum är att temperaturen 2023 var drygt hälften av den 1989."

Då solens 11 åriga cykel kan vara en anledning till temperaturfallet nu och då men även Neptunus banläge mellan mätningarna 1989 och 2023 kan vara lika stor förklaring varje varv runt solen tar 165 år. Vi ska komma ihåg att Neptunus bana runt solen inte bara är lång i tid utan även är oregelbunden långt  och inte rund.

Genom åren har astronomer förutspått intensiteten hos Neptunus norrsken baserat på temperaturen som uppmätts av Voyager 2. En betydligt kallare temperatur skulle resultera i mycket svagare norrsken. Denna kalla temperatur är troligen anledningen till att Neptunus norrsken har förblivit oupptäckta så länge. Den dramatiska nedkylningen tyder också på att detta område av atmosfären kan förändras kraftigt trots att planeten ligger mer än 30 gånger längre bort från solen jämfört med jorden.

Med dessa nya upptäckter hoppas astronomer nu kunna studera Neptunus med Webb under en hel solcykel, en 11-årig period av aktivitet som drivs av solens magnetfält. Resultaten kan ge insikter om ursprunget till Neptunus bisarra magnetfält och till och med att förklara varför det lutar så mycket. Teamets resultat har publicerats i Nature Astronomy.  

Under denna tid borde varken syre eller galaxer ha funnits. Men det fanns!

 

Bild https://www.almaobservatory.org  Almateleskopet i Chile fann det mest avlägsna syre i tid och rum som upptäckts hittills i universum och det i en galax som egentligen inte borde funnits.

Två olika forskarlag har upptäckt syre i galaxen JADES-GS-z14-0 under 2024. Galaxen är den avlägsnaste galaxen som någonsin upptäckts. Dess ljus tar 13,4 miljarder år att nå oss vilket innebär att  galaxens ljus når oss när universum var mindre än 300 miljoner  gammalt efter BigBang (cirka 2 % av dess nuvarande ålder). ALMA-teleskopet som finns i Chile var teleskopet som upptäckte syre här.

– Det är som att hitta en tonåring där man bara förväntar sig ett barn, beskriver Sander Schouws, doktorand vid Leidenobservatoriet i Nederländerna och huvudförfattare till den holländskt ledda studien. Resultaten visar att galaxen har bildats och mognat mycket snabbt vilket bidrar till den växande mängd bevis för att bildandet av galaxer skedde mycket snabbare och tidigare i universum än man tidigare trott, beskriver han.

 Syredetektionen har också gjort det möjligt för astronomer att göra avståndsmätningar till JADES-GS-z14-0 mycket mer exakta. ALMA-detektionen ger en utomordentligt exakt mätning av galaxens avstånd ner till en osäkerhet på endast 0,005 procent. Denna nivå av precision är jämförbar med att vara  inom 5 cm av en mätning på 1 km tillägger Eleonora Parlanti, doktorand vid Scuola Normale Superiore i Pisa.

– Galaxen upptäcktes ursprungligen med James Webb Space Telescope (JWST). Men det krävdes ALMA för att bekräfta och exakt bestämma dess avstånd, beskriver docent Rychard Bouwens, forskare vid Leidenobservatoriet.

Gergö Popping, astronom vid Europeiska sydobservatoriet (ESO) vid European ALMA Regional Centre, som dock inte deltog i studierna, uttalar: "Jag blev verkligen överraskad av den här tydliga upptäckten av syre i JADES-GS-z14-0. Det tyder på att galaxer  bildades fortare efter Big Bang än man tidigare trott. De här resultaten visar vilken viktig roll ALMA-teleskopet spelar för att reda ut de förhållanden under vilka de första galaxerna i vårt universum bildades.

En tanke slår mig. Kunde verkligen galaxer bildats så fort efter BigBang? De första stjärnorna som bildades var ju enbart bestående av väte och helium. Först efter dessas tid bildades fler grundämnen och denna galax är ju en mängd av stjärnor där syre hittats. Kanske här finns fler grundämnen. Är det mätfel finns galaxen betydligt närmre oss i tid och rum? Kan vi ha  missuppfattat BigBang? Kan denna och flera galaxer funnits redan innan BigBang som vi tror är början? Kan galaxer av denna ålder ha förts in i vårt universum från ett annat universum vid BigBang eller en kort tid efteråt? Vad är det vi missat?

 Resultatet av studien och upptäckten har publicerats i två artiklar. https://www.aanda.org och https://arxiv.org

Mystiskt mönster på en sten på Mars

 

Bild https://science.nasa.gov  Den här bilden som togs av NASA:s Mars Perseverance-rove ,är  en fusionsbearbetad SuperCam Remote Micro Imager (RMI) mosaik och visar en del av stenen St. Pauls Bay"som finns i det nedre Witch Hazel Hill-området i Jezero-kraterkanten på Mars. Bilden visar hundratals märkliga, sfäriskt formade föremål som utgör stenen. Perseverance tog den här bilden den 11 mars 2025, eller sol 1442 – Mars dag 1 442 av Mars 2020-uppdraget. NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP.

Då Marsbilen Perseverance anlände till Broom Point som finns på de nedre sluttningarna av Witch Hazel Hill-området av Jezero-kraterkanten här kunde man se en rad ljusa och mörka band på marken och rovern kunde slipa av och ta prover på en av de ljusa markytorna. Perseverance upptäckte då en mycket märklig textur i en närliggande sten.

Stenen har fått beteckningen "St. Pauls Bay". Den ses bestå av hundratals millimeterstora, mörkgrå sfärer. En del av dessa ses som långsträckta, elliptiska formationer medan andra  är mer kantiga. Vissa sfärer har  små nålhål.

Det är inte första gången märkliga mönster har setts på Mars. År 2004 upptäckte Mars Exploration Rover Opportunity så kallade "marsblåbär" vid Meridiani Planum, och sedan dess har Curiosity-rovern observerat olika mönster i klipporna i Yellowknife Bay vid Gale-kratern. För  några månader sedan upptäckte Perseverance popcornliknande texturer i sedimentära bergarter i Jezero-kraterns inloppskanal, Neretva Vallis.

I vart och ett av dessa fall tolkades mönstren som konkretioner, egenskaper som bildades genom interaktion med grundvatten som cirkulerar genom porutrymmen i berg. Det är dock inte alla sfärer som bildas på detta sätt. På jorden bildades likartade genom snabb nedkylning av smälta stendroppar som bildats vid ex ett vulkanutbrott eller kondensation av sten som förångats av ett meteoritnedslag. Att placera de nu upptäckta objekten i ett geologiskt sammanhang kommer att vara avgörande för att förstå deras ursprung och förstå deras betydelse för den geologiska historien i Jezerokraterkanten och bortom.

Förklaringen hur dessa bildats på Jorden är med all säkerhet densamma på de som hittas på Mars enligt mig.

Inlägget är en sammanfattning av ett blogginläggskrivet av doktorand Alex Jones vid Imperial College London.

Webbteleskopet visar detaljer av ett protostellärt utflöde och en avlägsen spiralgalax.

 

Bild https://webbtelescope.org/ NASA:s James Webb Space Telescope observerade Herbig-Haro 49/50, ett utflöde från en närliggande stjärna som fortfarande håller på att bildas. Bilden ses i högupplöst kort- och mellaninfrarött ljus.

Herbig-Haro-objekt (HH-objekt) är en speciell kategori av små nebulosor (gasmoln) som ses i närmiljön av nya stjärnor. De bildas när vätgas som slungats ut från de unga stjärnorna kolliderar med moln av gas och stoft vid hastigheter av flera hundra kilometer per sekund. Objekten finns alltid närvarande i regioner med aktiv stjärnbildning och flera stycken kan ofta ses runt en enskild stjärna, riktade längs med stjärnans rotationsaxel. Herbig-Haro-objekt är övergående fenomen som varar i som mest ett par tusen år. 

HH 49/50 är ett HH-objekt beläget i Chamaeleon I-molnkomplexet vilket är ett av de närmaste aktiva stjärnbildningsområdena i Vintergatan här sker mycket stjärnbildning av samma slag som vår sol. Tidigare observationer av detta område visar att HH 49/50-utflödet rör sig bort från oss med en hastighet av100-300 kilometer per sekund och ingår i ett än större utflöde.

Webbs NIRCam- och MIRI-observationer av HH 49/50 spårade platsen som glödande vätemolekyler, kolmonoxidmolekyler och energirika stoftkorn, representerade i orange och rött, kom från i form av den protostellära jetstrålen (utflödet) i området. Webbs observationer undersöker detaljer på små rumsliga skalor som kommer att hjälpa astronomer att förstå jetstrålens egenskaper och förstå hur den påverkar det omgivande materialet.

Den bågformade  HH 49/50 liknar vågsvall från en båt på hav och pekar tillbaka på källan till utflödet. Baserat på tidigare observationer misstänker forskare källan är en protostjärna känd som Cederblad 110 IRS4. CED 110 IRS4 finns ungefär 1,5 ljusår från HH 49/50 (utanför det nedre högra hörnet av bilden) och är en klass I-protostjärna. Klass I-protostjärnor är unga objekt (tiotusentals till en miljon år gamla) som ökar i massa.

De har vanligtvis en urskiljbar skiva av material som omger dem vars materia faller ner på protostjärnan. Forskare använde nyligen Webbs NIRCam- och MIRI-observationer för att studera Cederblad 110 IRS4 och få en inventering av den isiga sammansättningen i dess omgivning.

Dessa detaljerade Webb-bilder av bågformerna i HH 49/50 kan peka ut riktningen till strålkällan men alla bågar pekar inte tillbaka i samma riktning. Till exempel finns det en ovanlig bergformation (längst upp till höger om huvudutflödet se bild) som kan vara en slumpmässig överlagring från ett annat utflöde, relaterat till den långsamma processionen från jetkällan. Alternativt kan den här funktionen vara ett resultat av att huvudutflödet bryts isär.

Galaxen som av en ses uppåt längst ut på HH 49/50 är en mycket avlägsen spiralgalax. Den har en framträdande central utbuktning representerad i blått som visar här finns äldre stjärnor. Utbuktningen visar också antydningar av "sidolober", vilket tyder på att detta kan vara en stavspiralgalax. Rödaktiga klumpar i spiralarmarna visar var varmt stoft och grupper av stjärnor håller på att bildas.

Under tusentals år framåt kommer kanten på HH 49/50 att röra sig utåt och så småningom täcka ljuset från den avlägsna galaxen.

En möjligt skrämmande framtid för Vintergatan

 

Bild https://www.ras.ac.uk  De gigantiska radiojetstrålarna  sträcker sig över sex miljoner ljusår från ett enormt supermassivt svart hål i hjärtat av spiralgalaxen J23453268−0449256. Bilden är en avbildning av det indiska radioteleskopen Giant Metrewave RadioTelescope  Kredi Bagchi och Ray et al/Giant Metrewave RadioTelescope. Typ av licens Attribution (CC BY 4.0) 

 En skrämmande inblick i ett potentiellt öde även för Vintergatan har upptäckts. En kosmisk anomali som utmanar vår förståelse av universum.

Ett internationellt team av astronomer under ledning från CHRIST University i Bangalore i Indien har upptäckt att i spiralgalaxen 2MASX J23453268−0449256 som är tre gånger större än Vintergatan och finns nästan en miljard ljusår från jorden finns ett supermassivt svart hål som är miljarder gånger större än solens massa och från vilket utsänds kolossala radiostrålar som sträcker sig sex miljoner ljusår tvärs över.

Galaxen är en av de störst kända spiralgalaxer vi känner till och vänder upp och ner på den konventionella uppfattningen om spiralgalaxers utveckling eftersom sådana kraftfulla jetstrålar från ett svart hål nästan uteslutande finns i elliptiska galaxer inte i spiralgalaxer.

Det betyder också att Vintergatans svarta hål potentiellt skulle kunna skapa liknande energirika jetstrålar i framtiden och med den kosmiska strålningen, (gammastrålning och röntgenstrålning) skulle det ge förödelse i vårt solsystem på grund av ökad strålning och ha potentialen att orsaka ett massutdöende på jorden och övriga eventuella planeter i vintergatan som har liv.

Med hjälp av observationer från rymdteleskopet Hubble och Giant Metrewave Radio Telescope upptäcktes fenomenet. 2MASX J23453268−0449256 har behållit sin lugna natur med väldefinierade spiralarmar, en lysande kärnstång och en ostörd stjärnring fastän den hyser ett av de mest extrema svarta hål som någonsin observerats i en spiralgalax.

Något som gör gåtan än större är att galaxen är omgiven av en stor gloria av het röntgenavgivande gas vilket ger viktiga insikter i galaxens historia. Även om denna halo långsamt svalnar med tiden fungerar det svarta hålets jetstrålar som en kosmisk ugn och förhindrar att nya stjärnor att bildas trots att det finns gott om stjärnbildande material.

Kan det vara så att glorian av het röntgenstrålning från gasen i halon en gång kom ur det svarta hålet eller att den är källan till strålarna av i dag från det svarta hålet? Som jag tolkar det kan strålningen i glorian och röntgenstrålarna från det svarta hålet visa en galax med miljarder planeter och solsystem men där ingen stjärnbildning ingen förnyelse görs att inget liv på de oräkneliga planeter som finns här existerar. En steril galax.

Forskargruppen upptäckte också att J23453268−0449256 innehåller 10 gånger mer mörk materia än Vintergatan vilket ses som avgörande för stabiliteten i dess snabbt snurrande skiva.

Genom att avslöja en aldrig tidigare skådad balans mellan mörk materia, svarta håls aktivitet och galaktisk struktur öppnar studien nya gränser inom astrofysik och kosmologi.

Studien, som har publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

Med hjälp av Dark Energy Spectroscopic har utarbetats en 3 D karta över universum

 

Bild https://newscenter.lbl.gov  DESI (Dark Energy Spectroscopic) observerar himlen från Mayall-teleskopet, som visas här ovan ses Vintergatan. (Källa: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R.T. Sparks)

Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) har kartlagt miljontals himlakroppar för att vi bättre ska förstå vad mörk energi är: det som man anser som den mystiska drivkraften bakom vårt universums accelererande expansion. I dagarna släppte DESI-samarbetet en ny insamling av data som är tillgänglig för alla över hela världen.

Datasetet är det största i sitt slag som släppts och innehåller information om 18,7 miljoner objekt (ca 4 miljoner stjärnor, 13,1 miljoner galaxer och 1,6 miljoner kvasarer (extremt ljusstarka men avlägsna objekt som drivs av supermassiva svarta hål).

Projektets huvuduppgift är att förstå mer om mörk energi. Men DESI:s Data Release 1 (DR1) kan även ge upptäckter inom andra områden av astrofysiken, såsom utvecklingen av galaxer och svarta hål, den mörka materians natur och Vintergatans struktur.

DR1(Data Release 1 ) gav DESI-samarbetet ledtrådars om gör  att vi kanske måste ompröva vår standardmodell om kosmologi", beskriver Stephen Bailey, forskaren som leder datahantering för DESI och arbetar vid det amerikanska energidepartementets Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab).

Dessa datamängder är också värdefulla för resten av astronomisamfundet som kan testa en enorm mängd idéer med denna data och vi är spända på att se bredden av forskning som kommer att komma ut ur samarbetet, beskriver han.

För ytterligare och fylligare information om samarbetet och Data Release 1  se denna länk från Lawrence Berkeley National Laboratory USA.

ALMA-teleskopet har upptäckt "rymdtornados" runt Vintergatans centrum

 

Bild https://www.almaobservatory.org Astronomer avslöjade starka magnetiska fält som snurrar i spiralform vid kanten av det svarta hålet i Vintergatan.

Ett internationellt forskarlag har använt ALMAtelekopets höga upplösning och känslighet till att kartlägga distinkta spektrallinjer i molekylmolnen i Vintergatans centrum. Forskarlaget under ledning av Kai Yang (Shanghai Jiao Tong University)  hade som avgränsning en ny typ av lång, smal trådliknande struktur i en betydligt känsligare skala än de man tidigare undersökt. Den dynamiska interaktionen i denna turbulenta miljö och de tunna trådliknande strukturer som produceras här ger en mer komplett bild av de cykliska processerna inom CMZ (den centrala molekylzonen i vintergatans centrum).

– När vi såg på ALMA:s bilder som visade utflödena såg vi att dessa långa och smala trådliknande strukturer var förskjutna från alla stjärnbildningsområden här. Till skillnad från alla fenomen vi känner till överraskade dessa trådliknande strukturer oss. Sedan dess har vi funderat på vad de är", sammanfattade Yang. Dessa "smala trådliknande strukturer " var ett oväntat, slumpartat fynd i emissionslinjerna för SiO  (kiselmonoxid) och åtta andra molekyler. Deras siktlinjehastigheter är koherenta och inkonsekventa med utflöden. Således passar de inte in i profilen för andra tidigare upptäckta typer av täta gastrådar Dessutom visar trådliknande strukturer inget samband med stoftutsläpp och verkar inte vara i hydrostatisk jämvikt.

– Vår forskning bidrar till det fascinerande landskapet i Vintergatan genom att avslöja dessa tunna filament som en viktig del av materialcirkulationen. Vi kan föreställa oss dem som rymdtornados: de är våldsamma strömmar av gas som försvinner efter en kort tid och de ger material till miljön på ett effektivt sätt, beskriver Xing Lu, forskningsprofessor vid Shanghais astronomiska observatorium och korresponderande författare till forskningsartikeln (se nedan).

Yangs team rapporterar att det fortfarande är okänt hur dessa smala filament initialt uppstår, men chockprocesser framstår som en trolig förklaring. Denna slutsats är baserad på flera viktiga observationer: rotationsövergången för SiO 5-4 som setts i ALMA:s observationer, närvaron av CH3OH-filament och den relativa förekomsten av komplexa organiska molekyler i dessa trådliknande strukturer.

– ALMA:s höga vinkelupplösning och extraordinära känslighet var avgörande för att upptäcka de molekylära linjeemissioner som associeras med de tunna filamenten och för att bekräfta att det inte finns något samband mellan dessa strukturer och stoftutsläpp, beskriver Yichen Zhang, professor vid Shanghai Jiao Tong University och korresponderande författare till forskningsartikeln. "Vår upptäckt markerar ett betydande framsteg genom att detektera dessa trådliknande strukturer  på en mycket finare 0,01-parsec-skala för dessa stötar."

Detta genombrott ger en mer detaljerad bild av de dynamiska processer som äger rum i CMZ och antyder en cyklisk process av materialcirkulation. För det första fungerar chocker som en mekanism för att skapa dessa smala filament, vilket frigör SiO och flera komplexa organiska molekyler som CH3OH, CH3CN och HC3N i gasfasen och det interstellära mediet. Sedan försvinner de smala filamenten för att tanka det utbredda stötutlösta materialet i CMZ. Slutligen fryser molekylerna till stoftkorn, vilket resulterar i en balans mellan utarmning och påfyllning. Om de smala trådliknande strukturer finns i hela CMZ lika rikligt som i detta prov, skulle det finnas en cyklisk balans mellan utarmning och påfyllning.

– SiO är för närvarande den enda molekylen som uteslutande spårar chocker, och SiO 5-4-rotationsövergången kan bara detekteras i chockade områden med relativt höga densiteter och temperaturer. Detta gör det till ett särskilt värdefullt verktyg för att spåra chockinducerade processer i de täta områdena i CMZ, säger Yang.

 Resultaten av denna studie är publicerad i Astronomy & Astrophysics