Vi kommer troligen aldrig att förstå vad BigBang innebar.

 

Fysiker har hittills inte lyckats lösa mysteriet med vad som hände i det ögonblick då ett korn i den minsta storlek som den mänskliga hjärna kan föreställa sig och mindre än det  vilket innehöll  allt som existerar i dag, plötsligt utvidgades i ingenting och som kallas BigBang.

En process som var så snabb att tidsuppfattning inte kan ges men som blev kosmos genom en enorm inflationen om också lite gropig. När inflationen utvecklades blev de minsta slumpmässiga kvantfluktuationerna – fluktuationer inbyggda i själva rymdtidens struktur – mycket större, vilket innebar att vissa regioner var mer tätt packade med materia än andra. Så småningom växte dessa submikroskopiska skillnader till att bli makroskopiska och ännu större. I vissa fall sträckande sig från ena änden av universum till den andra i ett gränslöst kosmos i tillväxt.

Miljoner och åter miljarder år senare växte de små skillnaderna i densitet till att bli början till stjärnor, galaxer och de största strukturerna i kosmos (galaxhopar). Astronomer misstänker starkt att något liknande är vad som hände i universums tidigaste ögonblick när det var mindre än en sekund gammalt. Men vad som utlöste inflationen, vad som drev den, hur länge den varade,  i vad eller vad som blev fortsättningen är en gåta. Med andra ord saknar fysiker en fullständig fysisk beskrivning av denna händelse.

Med andra ord kanske fysiker per definition aldrig kan bygga en teori som fullt ut kan förklara en inflationsmodell med de vanliga verktygen utan måste tänka nytt. Observationer visar dock genom universums storskaliga struktur och det överblivna ljuset från Big Bang att i det mycket tidiga universumet upplevde vårt kosmos sannolikt en period av otroligt snabb expansion. Denna anmärkningsvärda händelse, känd som inflation drev universum att bli biljoner och biljoner gånger större på mindre än bråkdel av en sekund. Men hur? Kanske vi tänker fel.

Strängteorin anser en del mer är rimlig i förklarandet av hur allt blev till då. Den ger en enhetlig fysikteori som sätter klassisk fysik och kvantfysik under samma tak. I strängteorin genomgår universum en period av snabb inflation av lugnare och långsammare slag och fluktuationer under Planck-längden blir aldrig "exponerade" för det makroskopiska universumet. Se mer resonemang i denna länk. 

Själv är jag övertygad över att strängteorin en gång blir den teori om allts uppbyggnad, början mm blir den som kommer att visa på en fullständig teori som håller. Dock aldrig garanterat bevisad dit kommer aldrig någon teori (min anm.). Men ett paradigm under lång tid.

Bild från pxhere.com

Den blå AG Carinae.

 

Den stora blå stjärnan AG Carinae är inte en vanlig stjärna. AG Carinae är en av de ljusaste stjärnorna i vintergatan och fräser varmt och skinande med briljansen av 1 miljon solar. Den finns i stjärnbilden Kölen 20000 ljusår bort. I dess närhet skulle det behövas solskyddsfaktorer 70 gånger säkrare än under vår sol när vi solar på Jorden.  

 

Stjärnan gör snabbt av med ditt bränsle. Den pulserar i sitt närområde och omges av en damm och gasrik nebulosa. Ett eller flera jätteutbrott för 10000 år sedan skapade det vackra, expanderande skalet av damm och gas som ses här (nebulosan). Stjärnor som den här är sällsynta hittills har mindre än 50 i vår och närliggande galaxer upptäckts.

 

Rymdteleskopet Hubble har tagit en bra bild av objektet som för en dragkamp mellan gravitation och strålning för att undvika självförstörelse.

Det expanderande skalet av gas och damm som omger stjärnan är ungefär fem ljusår brett (nebulosan) vilket motsvarar avståndet härifrån oss till närmaste stjärnan bortom solen, Proxima Centauri. Lysande blå variabler som denna verkar spendera år i lugn för att sedan bryta ut i ett starkt utbrott. Dessa stjärnor är extrema och mycket annorlunda vanliga stjärnor som vår sol. Faktum är att AG Carinae uppskattas vara upp till 70 gånger mer massiv än vår sol och lysa som 1 miljon solar i storlek som vår sol.

 

" Jag gillar att studera den här typen av stjärnor eftersom jag är fascinerad av deras instabilitet. De gör något konstigt, säger Kerstin Weis, expert på ljusblå variabler vid Ruhrs universitet i Bochum, Tyskland. Liksom många andra lysande blå variabler förblir AG Carinae instabil.  Stjärnan har upplevt mindre utbrott som inte har varit lika kraftfulla som det som skapade den nuvarande nebulosan.

 

Även om AG Carinae är i ett lugnt skede sett från oss just nu (vi ser ju hur den såg ut för 20000 ljusår sedan)  fortsätter den som  superhet stjärna att stråla ut brännande strålning och en kraftfull stjärnvind (strömmar av laddade partiklar). Detta utflöde fortsätter att forma nebulosan och skulpterar invecklade strukturer när utflöde av gas skjuter in i det yttre av nebulosan. stjärnvinden färdas i upp till 1 miljon km/tim, cirka 10 gånger snabbare än den expanderande nebulosans rörelser. Med tiden kom den heta stjärnvinden ikapp det svalare materialet och plöjde in i det och trycka det längre bort från stjärnan. Denna effekt har rensat ut en hålighet runt stjärnan. Ovan bild är inte den som avses för att se den följ länken ovan. Bilden ovan visar rödtoningen mer åt brunaktiga hållet (min anm).

 

Det röda materialet (brunaktiga) är glödande vätgas med något av kvävgas. Det diffusa röda materialet längst upp till vänster pekar ut var vinden har brutit igenom i ett svagt materialområde och svept vidare ut i rymden.

De mest framträdande funktionerna  markerade i blått (blåvita ovan) är  strukturer formade som tandpetares och sneda bubblor. Dessa strukturer är dammklumpar upplysta av stjärnans reflekterade ljus. De tandformade egenskaperna, mest framträdande till vänster och botten, är tätare dammklumpar som har skulpterats av stjärnvinden. Hubbles skarpa bild avslöjar dessa känsliga strukturer i detalj.

Stjärnor av dessa slag tillbringar tiotusentals år i lugn fas och flammar sedan upp. De förväntas i de flesta fall avsluta sina liv i gigantiska supernovaexplosioner som berikar universum med tyngre element bortom järn.

Bild vikipedia på hur Hubbleteleskopet såg AG Carinae.

Troligt att det finns mikroorganismer under Mars ytskikt

 

När NASA:s Perseverance rover ska söka efter forntida liv på Mars yta är det troligaste att det om detta finns finns under ytan på Mars. Studien om ämnet publicerades nyligen i tidskriften Astrobiology och handlar om  den kemiska sammansättningen av meteoriter från Mars som kommit hit till jorden (fynd i sådana på jorden har gett antydningar att så kan vara fallet se länk här). Meteoriter som vid kollision sprängts på Mars yta och vars bitar av denna kollision med Mars berggrund därefter rekylerat ut från Mars tillsammans med bitar av Mars sten och träffat Jorden.

Analysen visade att dessa stenbitar från Mars om de varit i konsekvent kontakt med vatten på Mars skulle  den kemiska energi som behövs för att stödja mikrobiella liv liknande det som finns i jordens mörka djup. Eftersom dessa meteoriter kan vara representativa för stora delar av marsskorpan tyder fynden på att Mars under jorden kan vara beboeligt av dessa mirkoorganismer.

"Den stora implikationen här för prospekteringsvetenskap under ytan är att var du än har grundvatten på Mars finns det en god chans att där finns tillräckligt med kemisk energi för att stödja mikrobiellt liv", säger Jesse Tarnas, postdoktor vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory som ledde studien när han avslutade sin doktorsexamen vid Brown University. "Vi vet inte om livet någonsin börjat under Mars yta, men om det gjorde det tror vi att det skulle finnas gott om energi där för att upprätthålla det ända fram till idag."

Bild på Mars yta från vikipedia.

Kolrikt vatten funnet i Sutter's Mill;s meteoritfragment

 

Vatten anses numera vanligt i solsystemet och troligen i universum som helhet. Vatten har upptäckts i form av is på månen, i Saturnus ringar och i kometer. Flytande vatten har bekräftats på Mars och under ytan av Saturnus måne Enceladus och spår av vattenånga kan detekteras även i Venus atmosfär.

Vatten spelade en viktig roll i den tidiga utvecklingen vid bildandet av solsystemet. Planetforskare söker och har länge sökt efter bevis på flytande vatten i utomjordiskt material som exempelvis meteoriter. De flesta meteoriter härrör från asteroider som bildades i solsystemets tidiga historia.

Dr. Akira Tsuchiyama, gästprofessor vid Ritsumeikan University, säger, "Forskare förväntar sig att det vatten som en gång bildades vid asteroidens bildande finns upplöst i  dem ännu idag. Forskare har hittat sådana flytande vatteninkluderingar inuti saltkristaller i en klass av meteoriter som kallas chondriter, som är den stora majoriteten av alla meteoriter.

 Forskarna har nu  använt avancerade mikroskoptekniker för att undersöka Sutter's Mill. Sutter's Mill är en kolhaltig chondrite som kom in i jordens atmosfär och bröts upp kl 07:51 Stillahavstid den 22 april 2012, i fragment och tog mark på en plats där guldbrytningsfeber skett en gång därav namnet på platsen.

Meteoritfragmentet innehåller en kalcitkristall som innehåller en vatten i nanoskala med minst 15 % koldioxid. Detta konstaterande bekräftar att kalcitkristaller i forntida kolhaltiga chondriter kan innehålla inte bara flytande vatten utan också koldioxid.

Förekomsten av flytande vatteninkluderingar i Sutter's Mill meteorit har gett intressanta teorier om meteoritens överordnade asteroid (varifrån den en gång var en del av) och solsystemets tidiga historia. Inneslutningen av vatten och koldioxid inträffade troligen på grund av att den överordnade asteroiden bildades av bitar där fruset vatten och koldioxid redan fanns. Detta  innebär troligen att asteroiden har bildats i den del av solsystemet som är tillräckligt kall för att vatten och koldioxid ska frysa, och dessa förhållanden skulle placera formationsplatsen långt utanför jordens omloppsbana sannolikt även bortom Jupiters omloppsbana.

Asteroiden måste då ha transporterats till de inre regionerna i solsystemet där fragmentet senare skulle kollidera med planeten Jorden (efter att asteroiden krockat med ett annat objekt och fragment uppstod i form av det vi kallar meteoriter som chondriter). 

Detta antagande är förenligt med de senaste teorierna om solsystemets tyder på att asteroider som är rika på små, flyktiga molekyler som vatten och koldioxid bildas utanför Jupiters omloppsbana innan de transporterats till områden närmare solen. Den mest sannolika orsaken till asteroiders transport till det inre solsystemet skulle vara gravitationseffekterna från planeten Jupiter.

Jag anser att asteroiden varifrån fragmenten kom en gång kolliderade med en annan asteroid då dessa påverkades av gravitationen från Jupiter. Troligen kan asteroiden ha ingått eller asteroiderna ha ingått bland Jupiter trojaner. Men det finns asteroider även i närområdet utanför Jupiter. Dock tror jag inte de kom från Kuiperbältet asteroidbältet utanför Neptunus bana eller asteroidbältet mellan Mars och Jupiter (min anm.).   

Bild på fragment av denna meteorit, från vikipedia.

Däruppe ovan oss finns en bubbla bestående av titan där explosioner sker.

 

När kärnkraftskällan till en massiv stjärna sinar sväller stjärnan upp till en röd jätte för att därefter dras ihop igen och bilda antingen en tät stjärnkärna som kallas neutronstjärna eller mindre ofta ett svart hål. När en neutronstjärna skapas s kollapsar  stjärnan inåt och den imploderar (dras samman). Den blir mycket mindre och tätare. Ovan händelseförlopp kommer en gång att ske med vår sol efter att den först svällt upp och slukat jorden vom röd jättestjärna.

Större stjärnor mer än 10 gånger större än vår sol exploderar istället som en supernova. Värmen från denna katastrofala händelse ger upphov till en chockvåg som kan ses liknas som  en ljudbom från ett överljudsflygplan - som rusar utåt genom resterna av stjärnan och producerar nya element genom nukleära reaktioner. Men i många datormodeller av denna process visas att mycket energi snabbt förloras och chockvågens resa utåt stannar av vilket förhindrar supernovaexplosionen utvidgning. Väl är det annars skulle vi kanske ha slukats i en chockvåg i det förflutna.

Detta antagande är baserat på Chandrateleskopets observationer av resterna av supernovan Cassiopeia A som finns 11000 ljusår från jorden i stjärnbilden Cassiopeia. Denna supernovarest är en av de yngsta kända supernovaresterna då denna supernova skedde för enbart  cirka 350 år sedan (sett från vår synvinkel i verkligheten 350 ljusår sedan). I åratal har forskare försökt förstå hur massiva stjärnor - de med massor över cirka 10 gånger solens massa exploderar när bränslet tar slut (kärnreaktionen fusionen). Cassiopeia A är ett ovärderligt studieobjekt.

"Forskare tror att det mesta av titanet som används i vårt dagliga liv - som i elektronik eller smycken - producerats vid stjärnors  explosion som supernova", säger Toshiki Sato vid Rikkyo University i Japan, som ledde studien som publicerats i tidskriften Nature.

 De senaste tredimensionella datorsimuleringarna tyder på att neutriner vilket är mycket lågmassesubatomära partiklar uppkomna vid skapandet av neutronstjärnor spelar en avgörande roll för att driva bubblor av titan som rusar iväg vid supernovaexplosioner. Dessa bubblor fortsätter att driva chockvågen framåt efter  supernovaexplosioner.

Med den nya studien av Cas A upptäckte teamet kraftfulla bevis för en sådan neutrinodriven explosion. I Chandra-datan fann de fingerformade strukturer av explosionen som pekar bort från explosionsplatsen som innehåller titan, krom och  järnrester. De förhållanden som krävs för att skapa dessa element vid kärnreaktioner såsom temperatur och densitet, matchar bubblor i simuleringar som driver explosionerna.  Vart 60:e år förvandlas ungefär hälften av denna titanisotop till scandium och sedan kalcium och så vidare.

"Vi har aldrig sett denna signatur av titanbubblor i supernovarester tidigare. Det är tack vare Chandra vi lyckats", säger medförfattaren Keiichi Maeda vid Kyoto University i Japan. "Vårt resultat är ett viktigt steg för att lösa problemet med hur dessa stjärnor exploderar som supernovor."

"När supernovan Cassiopeia A inträffade producerades titanfragment djupt inne i den massiva stjärnan. Fragmenten trängde in i ytan på den massiva stjärnan och bildade kanten av supernovaresterna Cas A," säger medförfattaren Shigehiro Nagataki från RIKEN Cluster for Pioneering Research i Japan.

Dessa resultat stöder starkt idén om en neutrinodriven explosion för att förklara åtminstone vissa supernovor.

Bild ovan är en kompositbild på Cassiopeia A i infrarött (rött), synlig (gult) och röntgenljus (grönt och blått) Bild från vikipedia.

Ett mycket litet svart hål finns i vår närhet.

 

Forskare har nyligen upptäckt ett av de minsta svarta hålen som någonsin upptäckts i närheten av jorden.

De har gett det beteckningen "Enhörningen", delvis för att det är unikt men även efter att det finns i stjärnbilden enhörningen.

"När vi tittade på tidigare insamlad  data dök det här svarta hålet upp ", säger huvudförfattaren till rapporten Tharindu Jayasinghe, doktorand i astronomi vid Ohio State University och ohio state president fellow i en artikel publicerad i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society den 21 april.

Enhörningen är ungefär tre gånger solens massa vilket är  litet för ett svart hål. Mycket få svarta hål har hittats i universum. Det här svarta hålet finns 1500 ljusår från jorden i Vintergatans galax.

Det svarta hålet verkar vara följeslagare till en röd jättestjärna vilket innebär att de två är sammankopplade av gravitation. Forskare kan inte se det svarta hålet då alla svarta hål är mörka inte bara visuellt utan även för de verktyg astronomer använder för att mäta ljusvåglängder och andra våglängder. Inte att förväxlas med det svarta hål som finns i Vintergatans centrum.

 

Den röda stjärnan följeslagaren till det svarta hålet  har väldokumenterats av bland annat teleskopsystemet KELT och Ohio State; ASAS, föregångaren till ASAS-SN och TESS. 

 

När Jayasinghe och övriga forskare analyserade data från ovanstående upptäckte de att något de inte kunde se som verkade kretsa runt den röda jättestjärnan vilket fick ljuset från stjärnan att förändras i intensitet och form under dess bana. Den dragningseffekten, kallad tidvattensförvrängning gav astronomer en signal om att något påverkade stjärnan. Ett alternativ var ett litet svart hål mindre än fem gånger solens massa enligt beräkningar (senare beräkningar visade på tre gånger se ovan) . Svarta hål av denna mindre storlek är det först nu astronomer anser möjliga. Teorin är att detta svarta hål kan vara en neutronstjärnas slutstadie.

Att hitta och studera svarta hål och neutronstjärnor i vår galax är avgörande för forskare som studerar rymden eftersom det visar hur stjärnor bildas och dör. Vissa stjärnor som efter sitt levnadslopp blir neutronstjärnor slutar som svarta hål enligt teorin. Ovanstående kan vara en före detta stjärna. Läs mer om neutronstjärnor här. 

 

Bild från vikipedia som visar Stjärnbilden Enhörningen (Monoceros) som  kan ses med blotta ögat. Den stjärnbild där det omtalade svarta hålet ovan hittats.

Ny stjärnkarta på det yttre av Vintergatan

 

Astronomer har använt data från NASA- och ESA-teleskop (Europeiska rymdorganisationen) för arbetet och har nu släppt en ny himmelskarta över den yttersta delen av vår galax. Känt som den galaktiska glorian. Området ligger utanför de virvlande spiralarmarna som bildar Vintergatans igenkännliga centrala skiva och är ett område med färre stjärnor. Vårt solsystem finns i ytterkanten av en spiralarm. . Glorian kan verka som mer eller mindre tom på stjärnor. Men teoretiskt anses den innehålla en massiv reservoar av mörk materia. Det slag av mystisk osynlig substans som tros utgöra huvuddelen av all massa i universum.

Datan för den nya kartan kommer från ESA: s Gaia-uppdraget och NASA: s Near Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer (NEOWIS).  ”NEOWISE” var i arbete från 2009 till 2013 under namnet WISE. Studien använder sig av data som samlats in sammantaget mellan 2009 och 2018. 

Följ denna  länk där en kort film visar kartans registrering. https://www.nasa.gov/feature/jpl/astronomers-release-new-all-sky-map-of-milky-way-s-outer-reaches

Bild från vikipedia en illustration av vintergatan.