En svagt skinande dvärggalax har upptäckts

 

Ett internationellt team av astronomer under ledning av William Cerny vid University of Chicago, Illinois har hittat en ny UFD (ultrasvagt lysande dvärggalax) som visar sig vara en satellit i Vintergatan. Upptäckten gjordes med hjälp av data från Dark Energy Camera (DECam) som en del av DELVE under en pågående observationskampanj med flera komponenter som syftade till att uppnå djup, sammanhängande täckning av den höga galaktiska latitud som ses på södra himlen.

Upptäckten av denna ultrasvagt lysande dvärggalax ingår som en del av DECam Local Volume Exploration (DELVE) -undersökningen. Dess beteckning blev Pegasus IV och den har en absolut magnitud på -4,25. Fyndet beskrivs i en artikel som publicerades den 22 mars i arXiv.org. De så kallade ultrasvaga dvärggalaxerna (UFD) är de minst lysande som har mycket mörk materia och är de minst kemiskt utvecklade galaxerna som vi känner till. Därför uppfattas de av astronomer som de bästa kandidat-fossilerna från universums tidigaste tid.

UFD Pegasus IV är ett kompakt, gammalt, ultrasvagt lysande stjärnsystem. Resultaten visar att denna UFD är minst 12,5 miljarder år gammal, dess ljusradie är cirka 133,7 ljusår och har en absolut (integrerad) V-bandstorlek på en nivå av -4,25. Systemets stjärnmassa beräknades till cirka 4 400 solmassor.

Enligt artikeln har Pegasus IV en hastighetsdispersion på 3,3 km/s, medan dess heliocentriska hastighet är -273,6 km/s. Som en del av studien härledde Cenrys team järnöverflöd för fem stjärnor i Pegasus IV, vilket gav en metallicitet på ungefär -2,67. Det betyder att den nyfunna galaxen är en av de mest metallfattiga ultrasvaga dvärgarna. Astronomerna tillade att Pegasus IV uppvisar en metallicitetsspridning som ytterligare bekräftar dess natur som en dvärggalax.

Dessutom lyckades forskarna begränsa avståndet till Pegasus IV med hjälp av ett metallicitets- absolut magnitudförhållande för två RR Lyrae-stjärnor som finns i detta system. De fann att Pegasus IV ligger på ett avstånd av cirka 293 000 ljusår från jorden.

Bild vikimedia på stjärnbilden Pegasus.

Aliens kan kolonisera universum utan att äga stjärnskepp

 

Astronomer har sökt efter utomjordiska civilisationer i andra planetsystem nu i sextio år  utan resultat. I en rapport nyligen publicerad i International Journal of Astrobiology, Cambridge University Press med titeln "Migrating extraterrestrial civilizations and interstellar colonization: Konsekvenser för SETI och SETA", föreslår Irina K. Romanovskaya vid Houston community college att sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI) kan ha fler chanser att bli framgångsrik om man inkluderar sökandet efter migrerande utomjordiska civilisationer.

Utomjordiska civilisationer kan ha lämnat sin hemplanets solsystem när de står inför existentiella hot. Ett av sätten att göra det på är att åka med fritt flytande planeter i den interstellära rymden. Fritt flytande planeter kan erbjuda utrymme och resurser och skydd mot rymdstrålning för mycket stora befolkningar som ger sig ut på interstellära resor. Det är troligtvis tekniskt möjligt att även stora rymdskepp, kallade världsskepp, kan erbjuda detsamma. Misstankar fanns och finns kanske ännu att objektet Oumuamua var en farkost från stjärnorna. 

Utomjordiska civilisationer kan även använda fritt flytande planeter därute för att skicka biologiska eller postbiologiska arter för att kartlägga interstellära rymd-, stjärnor och planetsystem eller för att etablera nya kolonier i fler planetsystem för att bevara och expandera sin civilisation redan innan de står inför existentiella hot på sin hemplanet.

I sin uppsats diskuterar Romanovskaya hur utomjordiska civilisationer kan haka på en fritt flytande planet som sveper förbi deras hemplanetsystem, eller så kan de rida på planetliknande objekt som kastas ut från sitt hemplanetsysstem exempelvis om deras sol är på väg att få brist på energi och snart kan svälla upp till en röd jätte. Här kan man åter tänka på Oumuamua (min anm.). 

Annars kan utomjordiska civilisationer även använda framdrivningssystem och gravitationshjälphändelser för att omvandla ett ex Oort-molnobjekt eller Kuiperobjekt för att göra en jämförelse med vårt solsystem i sina planetsystem till fritt flytande dvärgplaneter  eller större asteroider och ge sig iväg ut bland stjärnorna.

När de närmar sig nya solsystem efter kanske många tiotusentals år kan de styra  in med sin dvärgplanet i det nya solsystemets till detta systems ex Oort-moln och kanske döljas där under en tid i och därifrån sedan kolonisera större planeter i det inre av solsystemet som Jorden.  

För att upptäcka utomjordingar som åker med fritt flytande planeter föreslår Romanovskaya att man ska söka efter vissa teknosignaturer som elektromagnetiska utsläpp producerade av utomjordisk teknik på de fritt flytande planeterna och i dess närhet - och i vissa fall tecken på terraformning som potentiellt indikerar att en civilisation färdas på fritt flytande planeter.

Om astronomer upptäcker teknosignaturer från en fritt flytande planet utan att upptäcka den fritt flytande planeten själv, kan de misstolka ursprunget till teknosignaturerna. Till exempel, den 15 augusti 1977, upptäckte astronomer den berömda Wow! signalen i konstellationen Skytten. Ännu idag fortsätter forskare att försöka förstå varför signalen aldrig återupprepades.

Enligt Romanovskaya, skulle utomjordingar som skickade Wow! signal från en oupptäckt fritt flytande planet och planeten rörde sig bort från observationslinjen, sedan Wow! signalen upptäcktes inte upptäckas längs den observationslinjen igen. Således bör astronomer söka efter fritt flytande planeter i linje med observationer av ovanliga och potentiellt konstgjorda signaler  från rymden.

Bild från https://www.eso.org/public/sweden/news/eso1245/ bilden är tio år gammal och tagen från en lika gammal artikel. Men ovan resonemang och inlägg är från nyligen producerad forskning se ovan länk. Astronomer har med hjälp av ESO:s Very Large Telescope samt Canada-France-Hawaii Telescope identifierat vad som sannolikt är en planet som rör sig genom rymden ensam i mörkret.

James Webbteleskopet ska se på två intressanta exoplaneter

 

LHS 3844 b är en exoplanet som kretsar kring den röda dvärgen LHS 3844.  55 Cancri e, är en exoplanet som kretsar runt stjärnan 55 Cancri A systemet finns i riktning mot kräftans stjärnbild. Det är dessa exoplaneter som vi ska ta upp här plus att:

NASAs James Webb Space Telescope  är om några veckor i full drift.

Bland de undersökningar som planeras under det första året finns studier av två intressanta exoplaneter klassificerade som "superjordar" genom sin storlek och steniga sammansättning. Det handlar om den lavatäckta 55 Cancri e och den atmosfärlösa LHS 3844 b. Forskare kommer att träna Webbs högprecisionsspektrograf på dessa planeter för syftet att förstå den geologiska mångfalden av exoplaneter i galaxen och utvecklingen av steniga planeter som jorden.

55 Cancri e kretsar mindre än 2414000 km från sin sol (en tjugofemtedel av avståndet mellan Merkurius och vår sol) och fullbordar en runda runt sin sol på mindre än 18 timmar. Med en yttemperatur långt över smältpunkten för typiska bergbildande mineraler antas dagsidan av planeten vara täckt av ett hav av lava.

Planeter som kretsar så här nära sin stjärna antas vara tidvis låsta, med en sida vänd mot stjärnan hela tiden (vilket nödvändigtvis inte alltid stämmer, se på Merkurius, nyligen förstod vi att den inte vänder samma sida mot solen alltid vilket vi ansett tidigare utan likt jorden roterar runt sin axel(min anm. Dock talar vi ovan om tidvis låsning inte konstant låsning)). Som ett resultat bör den hetaste platsen på planeten vara den som vetter mot stjärnan  och mängden värme som kommer från dagsidan bör inte förändras mycket över tid.

Men så verkar inte vara fallet. Observationer av 55 Cancri e av NASAs Spitzer Space Telescope tyder på att den hetaste regionen är förskjuten från den del som vetter mot stjärnan mest direkt, medan den totala mängden värme som detekteras från dagsidan varierar En förklaring till dessa observationer är att planeten har en dynamisk atmosfär som flyttar runt värmen (eller att planeten roterar likt Mekurius och jorden eller i en än snabbare rotation (min anm.). "55 Cancri e kan ha en tjock atmosfär dominerad av syre eller kväve", förklarade Renyu Hu från NASAs Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien, som leder ett team som kommer att använda Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam) och Mid-Infrared Instrument (MIRI) för att fånga det termiska emissionsspektrumet på dagens sida av planeten (har svårt att förstå hur en så het planet kan hålla kvar en atmosfär av detta slag (min anm.) men så beskrivs det).

Medan 55 Cancri e kommer att ge insikt i den exotiska geologin i en värld täckt av lava, ger LHS 3844 b en unik möjlighet att analysera den fasta stenen på en exoplanets yta.

Liksom 55 Cancri e kretsar LHS 3844 b extremt nära sin stjärna och fullbordar ett varv på 11 timmar. Men eftersom dess sol är relativt liten och sval är planeten inte tillräckligt varm för att ytan ska vara i smält tillstånd. Dessutom indikerar Spitzer-observationer att planeten osannolikt kan ha en betydande om ens någon atmosfär. – Det visar sig genom att olika typer av bergarter har olika spektra” förklarar Laura Kreidberg vid Max Planck-institutet för astronomi och säger aven att man vet att granit är ljusare  än basalt i ett spektrum. Det finns även liknande skillnader i det infraröda ljuset.

Vi får se vad Webbteleskopet ger för data.

Bild vikipedia illustration på storleksförhållandet på en av de omtalade planeterna ovan. Jorden i jämförelse med 55 Cancri e.

Varför har Stjärnor i galaxer bortom vår mer massa? Finns inget svar.

 

Sedan 1955 har det antagits att sammansättningen av stjärnor i galaxer liknande vår vintergata består av en blandning av massiva, medelstora och lågmassestjärnor likt vår gör. Men efter observationer av 140000 galaxer över hela universum och ett brett spektrum av avancerade modeller har teamet testat om samma fördelning av stjärnor som syns i Vintergatan gäller överallt. Svaret är nej. Stjärnor i avlägsna galaxer är vanligtvis mer massiva än de i vår galax. Fyndet har stor inverkan på vad vi trodde oss veta om universum.

– Massan av stjärnor säger astronomer mycket. Om du ändrar massa ändrar du också antalet supernovor och svarta hål som uppstår ur massiva stjärnor. Som sådan innebär vårt resultat att vi måste revidera många av de saker vi en gång antog eftersom avlägsna galaxer ser helt annorlunda ut än vår egen, säger Albert Sneppen, doktorand vid Niels Bohr-institutet och huvudförfattare till studien.

Vi har bara börjat förstå skillnaden men misstänkrt nu att det inte var ett särskilt bra antagande att förvänta sig att andra galaxer skulle se ut som vår egen. Denna studie har gjort det möjligt för oss att förstå skillnaden vilket kan öppnar dörren för en djupare förståelse av galaxbildning och utveckling säger docent Charles Steinhardt, medförfattare av studien.

I studien analyserades ljusspekta  med hjälp av COSMOS-katalogen, en stor internationell databas med mer än en miljon observationer av ljus från andra galaxer. Dessa galaxer är fördelade från de närmaste till längst bort från oss i universum, från vilka ljus har färdats hela tolv miljarder år innan det kunde observeras på jorden. Enligt forskarna kommer den nya upptäckten att få ett brett spektrum av konsekvenser. Till exempel är det fortfarande olöst varför galaxer slutar bilda nya stjärnor.

"Nu när vi bättre kan avkoda stjärnornas massa kan vi se ett nytt mönster; de minst massiva galaxerna fortsätter att bilda stjärnor, medan de mer massiva galaxerna slutar bilda nya stjärnor. Det tyder på en anmärkningsvärt universell trend i galaxers avsomnande, avslutar Albert Sneppen.

Forskningen genomfördes vid Cosmic Dawn Center (DAWN), ett internationellt grundforskningscenter för astronomi som stöds av den danska nationella forskningsstiftelsen. DAWN är ett samarbete mellan Niels Bohr-institutet vid Köpenhamns universitet och DTU Space vid Danmarks Tekniska Universitet.

Vi kan lära ur detta att vi aldrig ska vara säkra på någonting (min anm.) vi kan bara tro oss vara det en begränsad tid tills nya rön med bättre och mer avancerade instrument visar något annat. Men likväl vill jag säga att det verkar konstigt att stjärnor i andra galaxer är olika i massa än i vår. Kan det vara fel i mätningsförfarandet? Jag ser ingen rimlig förklaring annars. Skulle Vintergatan vara unik? Nej jag är tveksam till detta. Kan det bero på att äldre galaxer har slut på gas för ny stjärnbildning? Kanske. Kan det finnas stöd för att äldre galaxer vi ser ljus från 12 miljarder ljusår sedan ännu inte då hade äldre stjärnor som exploderat och därför innehöll med massa? Kanske.

Bild vikipedia på vår närmsta granngalax Andromedagalaxen.

Dörren på Mars var ingen dörr.

 

Vem minns inte ansiktet på Mars yta. Fotot över en delav Cydonia-regionen tagit av Viking 1 och släppt av NASA / JPL den 25 juli 1976, se mer om det här och bild på. 

För någon vecka sedan tog Curiosity rover ett foto på Mars yta som tycktes visa en dörröppning huggen in i berget. Det är den typen av foto som på jorden kan indikera på en underjordisk bunker till exempel ett skyddsrum för luftangrepp. Vi tolkar med vår hjärna något vi ser utefter den erfarenhet vi har av objekt. Men det blir inte alltid rätt.

Vid första anblicken är bilden helt övertygande. Vid andra anblicken, kanske inte. Passagen verkar bara gå en kort bit innan det brant nedåtgående taket möter golvet.

Och efter analys av NASA kommer upplysningen att öppningen endast är cirka 45 cm hög. Men det hindrar inte att det kunnat vara en dörröppning, eventuella marsvarelser kan vara kortare än oss.

 Men då påpekar geologer att ett flertal raka frakturer i klippan på denna plats kan ses och "dörröppningen" finns där dessa råkar korsa varandra och allt som allt är det enbart en spricka i berget på någon meters djup. Det kan skymtas i förstoring att man kan se att djupet är litet.

Istället är det en feltolkning av våra hjärnor likt ansiktet på Mars, skeden på Mars, kuben på månen och alla andra saker som ses och tolkas in efter vår förförståelse på bilder från rymden som visar sig inte vara så spännande som vi trodde.

Själva är vi här på jorden duktiga på att tolka in figurer av skilda slag i moln.

Det sorgliga faktumet är att när något ses i en oskärpt eller okänd bild försöker människor att göra det som ses till ett välbekant objekt. Forskare kallar vår tendens att göra detta "pareidolia".

Bild på synvillan från Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS  publicerat  i https://phys.org/news/2022-05-nasa-mysterious-doorway-mars.html  

Dolda svarta hål är hittade

 

Forskare vid University of North Carolina i Chapel Hill med ledning av fakultetsstudentteamet Sheila Kannappan och Mugdha Polimera har hittat en tidigare förbisedd samling av massiva svarta hål i dvärggalaxer (någon eller flera i dvärggalaxer min anm.). En upptäckt som kan ge en förklaring till bakgrunden till det supermassiva svarta hålen i mitten av stora galaxer som vår egen Vintergatan.

"De svarta hålen vi har hittat är de grundläggande byggstenarna till de supermassiva svarta hål som det i Vintergatan", säger Kannappan. "Det finns mycket vi vill lära oss om dem."

Som en gigantisk spiralgalax tros Vintergatan ha byggts upp genom  sammanslagningar av ett flertal mindre dvärggalaxer. Varje dvärggalax som faller in i någon annan bildar en större galax och har troligen alltid med sig ett centralt massivt svart hål, tiotals eller hundratusentals gånger massan av vår sol. Ett svart hål som i flertalet fall kommer att dras ner  och utöka det stora svarta hål som finns i centrum av den då större galaxbildningen. Men hur ofta dvärggalaxer innehåller ett massivt svart hål är okänt vilket lämnar ett viktigt gap av hur svarta hål och galaxer utvecklas över tid. Min åsikt är att alla dvärggalaxer eller samlingar av ett visst antal stjärnor har ett centrum av ett svart hål. Frågan är dock varför dessa svarta hål finns och som jag ser det är viktiga och eller självbildande i centrum av en viss mängd stjärnor. Troligen finns frön för svarta hål överallt och blir aktiva vid en viss mängd av stjärnsamling (min anm.)

"Det här resultatet väckte mitt sinne då dessa svarta hål tidigare gömde sig för oss", sa Polimera. "Svarta hål är ett fascinerande ämne. ... Men det finns fortfarande den kvardröjande frågan: Var kommer sådana supermassiva svarta hål ifrån? Vårt arbete är ett litet steg närmare till att besvara den frågan."

Kannappan jämförde deras upptäckt av svarta hål med eldflugor. De ses bara då dess sken kan ses när gas mm dras ner mot dem.

Resultaten av denna forskningsinsats publicerades  i Astrophysical Journal den 24 maj 2022. 

Bild pxhere.com på svart hål i galaxen Messier 87 (det första som finns på bild).

Det diskuteras över vad solen egentligen består av.

 

Den beprövade metoden för att bestämma solens kemiska sammansättning med spektralanalys verkar stå i strid med en innovativ exaktare teknik för att kartlägga solens inre struktur. Det var situationen för astronomer som studerade solen nyligen tills nya beräkningar som nu har publicerats av Ekaterina Magg, Maria Bergemann och kollegor vid Max Planck-institutet för astronomi i Heidelberg,  löste  mysteriet.

Det var den indiska astrofysikern Meghnad Saha 1920 som var den som relaterade styrkan hos dessa "absorptionslinjer" till stjärntemperatur och kemisk sammansättning vilket utgör grunden för våra fysiska modeller av stjärnor (spektralanalys). Cecilia Payne-Gaposchkins insikt om att stjärnor som vår sol huvudsakligen består av väte och helium, med spårmängder av tyngre kemiska grundämnen bygger på det arbetet.

De underliggande beräkningarna som relaterar till spektrala undersökningar av stjärnplasmans kemiska sammansättning och fysik har varit av avgörande betydelse för astrofysiken sedan dess. De har varit grunden för ett sekellångt framsteg i vår förståelse av universums kemiska utveckling såväl som av den fysiska strukturen och utvecklingen av stjärnor och exoplaneter. Det var därför det kom som något av en chock när nya observationsdata blev tillgängliga och gav en inblick i vår sols inre som inte passade ihop med vad spektralanalys visat.

Den moderna standardmodellen för solutveckling kalibreras med hjälp av en berömd (i solfysikkretsar) uppsättning mätningar av solatmosfärens kemiska sammansättning. Men i ett antal viktiga detaljer motsäger en rekonstruktion av vår sols inre struktur baserad på  standardmodellen en annan uppsättning mätningar: helioseismiska data, det vill säga mätningar som spårar mycket exakt de små svängningarna av solen som helhet av hur solen rytmiskt expanderar och kontraherar i karakteristiska mönster över tidsskalor mellan sekunder till timmar.

Precis som seismiska vågor ger geologer viktig information om jordens inre likt ljudet av en klocka kodar information om dess form och materialegenskaper ger helioseismologi information om solens inre. 

Noggranna helioseismiska mätningar gav resultat omsolens inre struktur som stod i strid med solstandardmodellen. Enligt helioseismologin var den så kallade konvektiva regionen i vår sol områden där materia stiger och sjunker som vatten i en kokande kastrull betydligt mer än standardmodellen förutspått. Ljudvågornas hastighet nära botten av regionen avvek även de från standardmodellens förutsägelse liksom den totala mängden av helium i solen. Vissa mätningar av solneutriner - flyktiga elementära partiklar från solens kärna är däremot svåra att upptäcka.

Astronomer hade vad de kom att kalla en "solöverflödskris", på jakt efter en förklaring  av detta överflöd fanns några förslag från det ovanliga till det rent exotiska. Man ställde sig frågorna; Har solen kanske ackumulerat någon metallfattig gas under sitt bildande? Transporteras energi av de notoriskt icke-interagerande partiklarna av mörk materia?

Den nyligen publicerade studien av Ekaterina Magg och Maria Bergemann med kollegor har lyckats lösa den frågan genom att se över de modeller av spektraluppskattningar som finns om solens kemiska sammansättning. Tidiga studier av hur stjärnornas spektra hade förlitat sig på något som kallas lokal termisk jämvikt. De hade antagit att energin lokalt i varje region av en stjärnas atmosfär över tid når en slags jämvikt. Detta skulle göra det möjligt att tilldela varje sådan region en temperatur vilket ger en avsevärd förenkling av beräkningarna.

Redan på 1950-talet hade dock astronomer insett att denna bild var  förenklad. Sedan dess har fler och fler studier införlivat så kallade icke-LTE-beräkningar, vilket släpper antagandet om lokal jämvikt. Icke-LTE-beräkningarna innehåller en detaljerad beskrivning av hur energi utbyts i systemet innebärande hur atomer som blir upphetsade av fotoner eller kolliderar absorberas eller sprids. I stjärnatmosfärer, där densiteten är alldeles för låga för att systemet ska kunna nå termisk jämvikt lönar sig den typen av uppmärksamhet av detaljer. Där ger icke-LTE-beräkningar resultat som skiljer sig markant från deras lokala jämviktsmotsvarigheter.

Maria Bergemanns grupp vid Max Planck-institutet för astronomi är en av de världsledande när det gäller att tillämpa icke-LTE-beräkningar på stjärnatmosfärer. Som en del av arbetet med sin doktorsexamen bestämde sig Ekaterina Magg sig för att mer detaljerat beräkna interaktionen mellan strålningsmaterialet i solfotosfären. Fotosfären är det yttre skiktet där det mesta av solens ljus har sitt ursprung, och även där absorptionslinjerna är präglade på solspektrumet.

I denna studie spårade de alla kemiska element som är relevanta för de nuvarande modellerna av hur stjärnor utvecklats över tid och tillämpade flera oberoende metoder för att beskriva interaktionerna mellan solens atomer och dess strålningsfält för att vara säkra på att resultatet var konsekvent. För att beskriva de konvektiva regionerna i vår sol använde de befintliga simuleringar som tar hänsyn till både plasmans rörelse och strålningens fysik. konstaterade Magg.

De nya beräkningarna visade att förhållandet mellan överflödet av dessa avgörande kemiska element och styrkan hos motsvarande spektrallinjer skilde sig avsevärt från vad tidigare forskare hade sagt. Följaktligen är de kemiska överflöd som följer av det observerade solspektrumet något annorlunda än vad som anges i tidigare analyser. 

"Vi fann att enligt vår analys innehåller solen 26 % mer element tyngre än helium än tidigare studier visat", förklarar Magg. I astronomi kallas sådana element tyngre än helium "metaller". Endast i storleksordningen en tusendels procent av alla atomkärnor i solen är metaller. Det är ett  mycket litet antal som nu har förändrats till 26 % högre av sitt tidigare värde. Magg tillägger: "Värdet för syreöverflödet var nästan 15 % högre än i tidigare studier." De nya värdena är dock i god överensstämmelse med den kemiska sammansättningen i primitiva meteoriter ("CI-kondriter") som tros representera den kemiska sammansättningen av det mycket tidiga solsystemet.

När dessa nya värden används som indata för nuvarande modeller av solstruktur och evolution, försvinner den förbryllande skillnaden mellan resultaten av dessa modeller och helioseismiska mätningar vilket visas av Maggs och Bergemanns och dennes kollegors djupgående analys av hur spektrallinjer produceras.

Maria Bergemann säger: "De nya solmodellerna baserade på vår nya kemiska sammansättning är mer realistiska än någonsin tidigare: de producerar en modell av solen som överensstämmer med all information vi har om solens nuvarande struktur - ljudvågor, neutriner, ljusstyrka och solens radie - utan behov av icke-standardiserad, exotisk fysik i solens inre."

Som en extra bonus är de nya modellerna lätta att applicera även på andra stjärnor än solen.

Bild Solen som den såg ut 2013 i synligt ljus och solfilter med solfläckar och randfördunkling. Bild vikipedia.