Kan ett stort svart hål vara anledningen till livet på Jorden

 

När gas strömmar in mot ett svart hål virvlar det som vatten som är på väg ner i en golvbrunn. När gasen närmar sig en bråkdel av ljusets hastighet vid den innersta stabila cirkulära banan (ISCO) runt det svarta hålet värms den upp genom att gnuggas mot sig själv genom turbulent viskositet.

Resultatet blir att gasen lyser starkt och det gör att ungefär en tiondel försvinner bort i ett sken som överstiger storleken av den totala luminositeten från stjärnorna i  galaxen. Den höga matningshastigheten gör kvasarer synliga hela vägen ut till kanten av det synliga universum.  En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. Den överglänser sin värdgalax så mycket att galaxen svårligen kan observeras.

2020  tilldelades Nobelpriset i fysik Andrea Ghez och Reinhard Genzel för de avgörande bevis på att ett svart hål om än utsvultet för närvarande lurar också i centrum av vår egen galax Vintergatan . Detta monster som väger fyra miljoner solar är vilande just nu och glödande som en svag radiokälla i riktning mot stjärnbilden Skytten där centrum av Vintergatan finns och det svarta hålet  Sagittarius A* (förkortat SgrA *) vilket är en miljard gånger svagare i ljusstyrka än det skulle ha varit om det hade matas så generöst som en kvasar.

Även om SgrA * är svagt lysande just nu har vi ledtrådar som visar att det måste ha upplevt episoder av kraftig utfodring i det förflutna och då var en kvasar. Detta är inte överraskande med tanke på att gasmoln hela tiden rör sig därute och förr eller senare  närmar sig  galaktiska centrum eller att en stjärna som passerar inom tio gånger horisonten i skalan  SgrA * (vilket motsvarar ungefär jorden-solen avståndet). När detta möte sker kommer det att få till följd att den starka gravitationens tidvatteneffekt förvandlas till en ström av gas som utlöser en kvasarliknande flare.

På den nuvarande platsen där vi finns med vårt solsystem är vi skyddade för utbrott från centrum av galaxen eller utkast från SgrA *. Emellertid indikerar nya studier att vår sol kom till mycket närmre  galaxens kärna och att solen då bombarderades av ultraviolett stålning från det svarta hålet under ett av dessa kvasartillstånd.

Exponeringen för tidigare XUV-bloss från SgrA* på närmare avstånd  kan ha skadat komplext liv under jordens tidiga utveckling. Detta kan förklara varför syrenivån i jordens atmosfär steg till sin för närvarande höga nivå först efter två miljarder år efter sitt bildande. Något som inte kunde ske förrän solsystemet kommit tillräckligt långt bort från SgrA *.

I samarbete med Manasvi Lingam forskare vid Hareard university utforskas just nu detta möjliga samband mellan livet och solens migration bort från Vintergatans centrum. Då stjärnornas ålder nära SgrA* är mindre än en procent av Vintergatans ålder måste stora anhopningsepisoder från störningar av gasmoln ha inträffat minst hundra gånger runt SgrA*, baserat på copernican-principen 

Den nuvarande tiden är inte speciell. Faktum är att ett par gigantiska blubbar av het gas, som kallas Fermi bubbles  observerats komma från det galaxens centrum längs rotationsaxeln i Vintergatan vilket innebär att  den senaste  accretionepisoden runt SgrA * kan ha drivit iväg dessa bubblor. Teoretiska beräkningar innebär att förutom störningar av massiva gasmoln och enskilda stjärnor  i närheten av det svarta hålet blir tidsmässigt störda en gång vart tionde tusen år enligt databeräkningar. Den intensiva utfodringen från de resulterande skräpströmmarna kan leda till de ljusaste blossen från SgrA* (starkt ljussken). Sådana tidvattenstörningar av händelser vid stjärnor har observeras i andra galaxer.

Traditionellt ansågs solen vara den enda astronomiska ljuskällan som påverkade livet på jorden. Men det är också möjligt att det svarta hålet, SgrA * spelade en viktig roll i att forma historien av markbundet liv på jorden.

Bild från vikipedia på en  Sagittarius A* (mitten) med två inringade ljusreflektioner från en  explosion som inträffade 2000.

En magnetars bisarra uppträdande

 

Astronomer från ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) och CSIRO i Australien har just observerat ett udda aldrig tidigare sett beteende från en "radiovågssändande" magnetar. Magnetarer är en sällsynt typ av neutronstjärna och en av de starkaste magnetkällorna i universum. Astronomer har hitills upptäckt trettio av dessa objekt i Vintergatan. De flesta av dem har upptäckts av röntgenteleskop efter ett utbrott med hög energi från magnetaren.

De nya rön, som publicerats i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) visar att magnetarer har mer komplexa magnetfält än man tidigare trott. Något som kan utmana teorier om hur magnetarer kommer till och utvecklas över tid.

Några av dessa magnetarer har också setts avge radiosignalpulser som liknar pulsarers. En pulsar är mindre magnetiska magnetarer som producerar strålar av radiovågor från sina magnetiska poler.

Genom att undersöka hur pulser från dessa "radiovågstrålande" magnetarer förändras över tid kan man bättre  förstå deras utveckling och geometri.

I mars 2020 upptäcktes en ny magnetar som getts beteckningen Swift J1818.0-1607 (J1818 ) efter att den avgett  radiovågstrålning.

Märkligt nog var utseendet på radiovågspulserna från J1818 helt annorlunda än de som sågs från andra magnetarer som sände ut dessa likartade radiovågorspulser.

De flesta radiopulser från magnetarer upprätthåller en jämn styrka över ett brett spektrum av  frekvenser.

Pulserna från J1818 var dock  vid mer låga frekvenser än höga frekvenser – liknande det som ses i pulsarer, en annan vanligare typ av radiovågavgivande neutronstjärna."Detta bisarra beteende har aldrig sett förut i någon annan magnetar”, förklarar studien huvudförfattare doktorand Marcus Lower vid Swinburne University / CSIRO. "Det verkar inte ha varit ett kortlivat fenomen då vår nästa observation visade att fenomenet fortsatt var igång i denna magnetar."

Studien tyder på att detta är bevis för att radiovågpulser från J1818 kommer från slingor av magnetfält. Linjer av magnetfält som förbinder syd och nordpolerna i form av en  hästskomagnet eller solfläckar som på vår sol.

Detta till skillnad från de flesta neutronstjärnor som ha nord- och sydpoler på motsatta sidor av stjärnan som är anslutna i ett munkkaksformat magnetfält.

Denna säregna magnetiska fältkonfiguration som nu upptäckts stöds också av en oberoende studie av röntgenpulserna av J1818 som detekterades av NICER-teleskopet ombord på den internationella rymdstationen ISS.

Röntgenstrålarna verkar komma från antingen en enda förvrängd region av magnetfältslinjer som kommer ut från den magnetiska ytan eller två mindre men nära fördelade regioner.

Nog är pulsarer och magnetarer svåra att förstå (min anm). Varför finns de och hur har de uppstått. Något säkert svar på detta finns inte. Men kraftiga magnetfält och strålningsfält finns där.

Bild på ovanstående magnetar Swift J1818.0-1607  från https://hyperaxion.com/

Vår extramåne 2020 CD3 är på väg att lämna oss.

 

Jordens andra tillfälliga måne (obs tillfälliga inte vår permanenta måne) kommer att göra en sista och närgångna runda om Jorden oss nästa vecka innan den driver ut i rymden och aldrig ses igen.

Astronomer kallar den 2020 SO Ett litet objekt som kom in  nära jordens omloppsbana ungefär halvvägs mellan vår planet och månen i september 2020. Tillfälliga satelliter som dessa är kända som mini-månar men att kalla denna en måne är lite bedrägligt, I december 2020 förstod  NASA:s forskare  att objektet inte alls är en rymdsten utan resterna av en raketsteg från 1960-talet och de amerikanska månuppdragen. Apollo etc.

Denna icke-måne var som närmst jorden den 1 december (dagen innan NASA identifierat den som det sedan länge förlorade raketsteget). I veckan kom den tillbaka för ett sista varv runt oss enligt EarthSky.org innan den försvinner ut i tomheten. Det var under tisdagen den 2 februari då den fanns på ett avstånd från oss av ungefär 220000 kilometer, eller 58 % av vägen mellan jorden och månen.

Det är den andra tillfälliga satellit (måne) runt Jorden som upptäckts. 2006 upptäcktes RH120 vilken fortfarande svävar runt oss några årtionden till och detta är en sten.

Bild på den tillfälliga månens bana. Månen upptäcktes av Pan-STARRS teleskopen  på Hawai. Bild vikipedia.

Spelteorin kan användas enligt vissa i sökande efter liv därute

 

I  ny forskning från University of Manchester föreslås att man använder en strategi kopplad till  "spelteori" för att maximera möjligheten  att hitta intelligent utomjordiskt liv därute.

I arbetet ställde man frågan om det finns avancerade utomjordiska civilisationer i vår galax och om dessa försöker kommunicera med oss. Vad är då det bästa sättet att hitta dem? Detta är den stora utmaningen för astronomer som deltar i sökandet efter utomjordisk intelligens i programmet (SETI). I en ny artikel publicerad i The Astronomical Journal av Jodrell Bank astrofysiker och Dr Eamonn Kerins föreslås en ny strategi baserad på spelteorin för att hitta dem om de finns och söker kontakt.

I SETI-programmet används ett av två tillvägagångssätt. Ett är att genomföra en undersökning som sveper över stora delar av skyn i hopp om att upptäcka en signal som låter konstlad från någonstans. Detta tillvägagångssätt ger snabbt enorma mängder data som kan vara mycket svåra att söka igenom under rimlig tid (vi talar om många år och då ska signalen komma just under denna svepningstid över skyn).

Ett alternativt tillvägagångssätt är riktade mål där SETI - sökningen fokuserar mer på specifika stjärnsystem liknande vårt solsystem (vår sol). Detta söksätt ger mer omfattande data om ett enskilt system men ingen garanti för att just det solsystem vi avsöker har planeter där tekniskt avancerat liv finns som söker kontakt.

Det finns en fråga som kvarstår. Bör man lyssna efter en signal från eventuellt existerande aliens eller istället skicka en signal som de kan upptäcka (fast en signal går enbart i ljusets hastighet så det är inte många solsystem vi hinner sända fram till och få svar från under ett människoliv).

 Vissa forskare, som den framlidne professor Stephen Hawking har varnat för att skicka signaler till civilisationer som kan ha stor teknisk överlägsenhet över oss (och kanske inte är fredliga eller förstår varför vi skulle ha existensberättigande på en livsduglig planet de själva skulle behöva).

Andra har noterat att om varje civilisation har samma rädsla så kommer det inte att finnas någon signal för någon att upptäcka. Detta kallas den så kallade SETI Paradoxen. Jag (min anm.) tänker då på att om någon därute söker kontakt är de mycket tekniskt långt gångna och har kanske en baktanke med sina kontaktförsök. Kolonisation. 

Men självfallet kan det även finnas naiva civilisationer som söker kontakt vilka levt lång tid i frid och inte tänker på konkurrens eller strid och ondska utan söker kontakt av nyfikenhet. Det kan även finnas så tekniskt avancerade varelser därute att de kan kontrollera allt och inget har att oroa sig för. Allt är möjligt i ett obegränsat universum. Ska vi då leta vidare? Ja jag anser det människan är nyfiken. Men om vi ska visa att vi finns för en eventuellt misstänkt bebodd planet därute får inte ske utan begrundande. Ingen vet heller om en civilisation därute har andra och snabbare resesätt än vi har. De kanske använder ex maskhål. Resa teoretiskt bara några meter men förflyttas miljarder ljusår. En teori många forskare anser är möjlig.

Bild från vikipedia med texten Spelteori kan bland annat användas för att analysera poker.

Jordens magnetosfär anledningen till månens vatten?

 

Före Apollofärderna ansågs månen vara en torr öken på grund av rymdmiljöns extrema temperatur och tomhet. Sedan dess har det i flera studier visats att månen har vatten och is i skuggade polära kratrar. Vatten bundet i vulkaniska stenar och oväntat rostiga järnavlagringar i månens mark.

Teorin hittills är att positivt laddade vätejoner som drivs av solvinden bombarderar månens yta och spontant reagerar så att vatten bildas (som hydroxyl (OH) och molekylärt (H-2O)). Men i en ny multinationell studie publicerad i Astrophysical Journal Letters föreslås nu att solvinden inte är den enda källan till vattenbildande joner. Här visas att även partiklar från jorden kan bilda vatten på månen och det innebär att även andra planeter också kan bidra med vatten till sina satelliter (månar).

Vatten är mycket vanligare i rymden än astronomer trodde tidigare. Det finns  på ex Mars yta, Jupiters månar, i Saturnus ringar, kometer, asteroider och även långt därute på Pluto. Det har vatten även upptäckts i gasmoln långt utanför vårt solsystem.

Det antogs tidigare att vatten införlivades i dessa objekt under bildandet av solsystemet. Men i dag finns bevis på att vatten i rymden är mycket mer dynamisk. Även om solvinden är en trolig källa för månens ytvatten enligt datorsimulering förutspås att vatten som från Jorden avdunstat och försvunnet finns på hög latitud över månen och detta skeende inträffar under de cirka tre dagar av fullmåne när vattnet passerar inom jordens magnetosfär. Genom att jämföra en tidsserie av kartor av vattenytan före, under och efter magnetosfärens transitering (under fullmånens sken) säger forskarna att månens vatten kan fyllas på genom flöden av magnetosfäriska joner som de benämner "Earth wind."

Förekomsten av dessa från jorden härledda joner nära månen bekräftades av Kaguya satelliten då THEMIS-ARTEMIS satellitobservationer användes för att profilera de utmärkande dragen av joner i solvinden jämfört med de inom magnetosfären från Jordens avdunstning. Vid tidigare Kaguya-observationer skedda under fullmånens sken upptäcktes höga koncentrationer av syreisotoper som läckte ut ur jordens ozonskikt och som fanns inbäddade i månens markyta som kommit från ett överflöd av vätejoner i vår planets stora utökade atmosfär. Den så kallade exosfären.  

Dessa kombinerade flöden av magnetosfärens partiklar är fundamentalt olika från dem i solvinden. Således motbevisar den senaste upptäckten av ytvatten i denna studie avskärmningshypotesen och föreslår istället att magnetosfären i sig skapar en "vattenbro" som kan fylla på månens vatten. Mot bakgrund av dessa fynd kan framtida studier av solvinden och planetariska vindar avslöja mer om utvecklingen av vatten i vårt solsystem och de potentiella effekterna av sol- och magnetosfäraktivitet på andra månar och planetariska kroppar.

 

Bild: Från vikipedia. Fantasifull illustration av hur jordens magnetosfär omsluter jorden och påverkas av solvinden: i verkligheten är magnetosfären osynlig.

Planet upptäckt i en annan galax.

 

Den första upptäckten av en exoplanet skedde 1992 därefter har astronomer hittat tusentals fler. Det uppskattas att det i Vintergatan finns ca 40 miljarder världar. Då det finns gränslöst många galaxer är antalet planeter än mer gränslöst.

Men att finna planeter vid en stjärna i en galax utanför Vintergatan är betydligt svårare än en planet runt en stjärna i vår galax. Men nu har  Rosanne Di Stefano vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics tillsammans med flera kollegor sagt att de har hittat en planet runt en stjärna i M51 Whirlpool Galaxy cirka 23 miljoner ljusår från jorden i riktning mot stjärnbilden Stora björn (eller som jag kallar den Stora Karlavagnen).

Nu när den första planeten i en annan galax har hittats säger Di Stefano och co att fler sannolikt kommer att hittas

Denna främmande värld har fått beteckningen M51-ULS-1b och är förmodligen något mindre än Saturnus och kretsar kring ett binärt system (dubbelstjärnsystem)

 

På ett avstånd av kanske tio gånger jordens avstånd från solen finns planeten där vid sin sol. Observationen var möjlig på grund av en speciell uppsättning villkor. Planetens cirklande i ett binärt system bestående av en neutronstjärna (eller svart hå osäkert vad det är)  som ses sluka en massiv närliggande stjärna i en enorm takt vilket gav möjlighet att uppmärksamma planeten. Detta då stjärnan som slukas släpper ut enorma mängder energi vilket gör detta system till en av ljusaste källorna av röntgenstrålar i hela Whirlpool Galaxy. Faktum är att dess röntgenluminositet är ungefär en miljon gånger starkare än solens hela produktion vid alla våglängder.

En spännande upptäckt (min anm.) men tanken svindlar på alla de möjliga oräkneliga världar som kan finnas i universum. Ett gränslöst universum där allt kan och troligen finns.

Bild från vikimedia på stjärnbilden Stora björn eller som jag kallar den Stora karlavagnen. Det är i riktning mot denna stjärnbild galaxen som omtalas ovan finns.

Aliens kanske använder energi från svarta hål.

 

Ett av ett flertal (minst 4)  teorier om hur svarta hål kan ge energi åt civilisationer presenterades av nobelpristagaren i fysik 2020 Roger Penrose. Denna teori kallas Penrose processen.

Nu har en ny teori kommit som påstår att det kan finnas aliens som använder just denna energiteori. Astrofysiker Comisso vid Columbia University i New York och Felipe Asenjo astrofysiker vid Universidad Adolfo Ibáñez i Santiago, Chile föreslår att plasman för att utvinna energi från ett snurrande svart hål skapas av "magnetisk återanslutning" vilket teoretiskt är händelser där intensiva magnetfält hävs, bryts och återförenas — strax utanför sin händelsehorisont. 

Magnetiska återanslutningar ses ofta på ytor av stjärnor som vår sol där de släpper ifrån sig enorma mängder energi som plasmafacklor som rör sig i diametralt motsatta riktningar, Comisso säger att medan plasma flares skapas på stjärnor och faller tillbaka in i stjärnan eller som jetstrålar ut i rymden skulle samma skeende ske i ett roterande svart håls ergosphere vilket skulle   innebära att en fallande stråle av plasma kan förvärva negativ energi, medan dess motsvarande jetstråle utåt ge ytterligare energi från det svarta hålet själv.

 

Den nya studien utmanar en teori från 1977 som även denna vill visa på möjligheten att utvinna energi från ett svart hål. En teori  som föreslagits av astrofysiker Roger Blandford och Roman Znajek. De föreslog att de magnetiska fälten nära ett snurrande svart hål inte återansluts utan istället genererar ytterligare rörelsemängdsmoment i den utströmmande plasmastrålen — en typ av "elektromagnetiskt vridmoment".

Både den nya teorin och Blandford-Znajek teorin  kan nu testas för att avgöra vilken som är den mest effektiva för att utvinna energi från ett roterande svart hål säger Comisso.

"I framtiden kommer människor att göra superdatorsimuleringar av båda fallen och jämföra," säger han.

Oavsett vilken teori som visar sig vara korrekt kan det hjälpa astronomer bättre att uppskatta rörelser vid svarta hål och kvantifiera den energi som avges  från plasmastrålar nära deras händelsehorisonter, säger Comisso.

Det finns minst fyra teorier om energiutvinning från svarta hål Nobelpristagarens ovan kan studeras genom länken i början av inlägget (min anm.). Själv är jag mycket tvivlande till att så kraftfulla och rent ut sagt farliga objekt som svarta hål ska närmas mer än på mycket respektfullt avstånd. Energin från dessa tvivlar jag på att vi kan använda då riskerna med detta är för stora och troligen även omöjliga i praktiken att utnyttja. 

Bild från pixabay.com