Sekunderna efter BigBang

 

I en ny datasimulering tidbestämdes de första sekunderna efter Big Bang utifrån det forskare kallar det intergalaktiska mediet (gasen och stoftet som nu finns mellan galaxerna).

Det var ett forskarteam vid Institute of Astrophysics of the Canary Islands (IAC) som gjorde simuleringarna med hjälp av maskininlärning vilket innebär användning av en   algoritm (som i detta projekt kallades Hydro-BAM) där en dator programmeras till att känna igen mönster med hjälp av algoritmen. Beräkningsarbetet var 100000 timmar.

Forskarna kartlade skilda fenomen och inkluderade även mörk materiaeffekt, energirik gas, neutralt väte och materia därute som är väsentliga för att förstå strukturen av vårt universum enligt ett  uttalande av en av IAC-forskarna  den 20 maj i år (2022).

Den senaste publicerade studien i ämnet om forskningen skedde i mars i The Astrophysical Journal, och relaterar till en studie publicerad i samma tidskrift i november 2021.

Forskningen har möjliggjort att med hög precision reproducera de så kallade" Lyman Alpha Forest ",  tillade forskarna. Lyman Alpha Forest är ett särskilt mönster av linjer i ett spektrum (ljussignatur) från galaxer och liknas vid linjer som skapas när moln av vätgas  mellan galaxer absorberar galaktiskt ljus.

"Dessa" virtuella universum "fungerar som test för studier i kosmologi", tillade forskarna. "Simuleringarna är beräkningsmässigt mycket dyra och nuvarande datoranläggningar tillåter därmed av ekonomiska skäl bara utforskning av små kosmiska volymer."

Algoritmen Hydro-BAM är utformad för att inkludera sannolikheter, maskininlärning och kosmologi vilket ska resultera i att bättre förstå universums tidigaste  historia. "Algoritmen har möjliggjort det  att få mycket exakta förutsägelser på bara några tiotals sekunder", säger forskarna.

Kartläggning av absorptionslinjerna av galaktiskt spektra gjorde det möjligt för teamet att lära mer om var vätgasmoln finns. Plats och avstånd förändras utifrån att universum expanderar. Vätgasmoln ger även ledtrådar till vad som finns i det intergalaktiska mediet av gas och damm.

"Genombrottet kom när vi förstod att kopplingarna mellan de mängder av intergalaktisk gas, mörk materia och neutralt väte som vi försökte modellera (genom datasimulering (min anm,) är välorganiserat på ett hierarkiskt vis", säger Francesco Sinigaglia, doktorand vid universitetet i La Laguna i Spanien, IAC och universitetet i Padua i Italien, och huvudförfattare till forskningen.

Bild vikipedia på Carina nebulosan

Jupiters atmosfärs lager kan ge en inblick i Jupiters ursprung

 

2016 besökte NASA:s Juno planeten Jupiter. Då kunde den röda stormen (röda fläcken) ses tydligt. Utöver det fick man en glimt av den anmärkningsvärda storheten och färgrikedomen av den största planeten i vårt solsystem. Jupiters storslagenhet.  Det var då vi insåg att stormar av skilda storlek ven i dess atmosfär och att den röda var den största men inte den enda.

Juno kunde även mäta gravitationen på skilda områden av Jupiter vilket gav en första information om atmosfärens sammansättning något som inte varit möjligt tidigare då vi tidigare  endast kunnat se det översta skiktet av atmosfären på avstånd.

Ett internationellt team av astronomer under ledning av Yamila Miguel vid SRON/Leiden observatoriet upptäckte nu att Jupiters atmosfär (gashölje) inte är så homogent och välblandat som man tidigare antaget. Man förstod då att det fanns en högre halt av metall i atmosfärens lägre skikt. Skikt längre ner i Jupiter var metallrikare än de övre som enbart bestod av helium och väte.

Teamet analyserade den datainsamlingen som fanns och använde även datasimulering utifrån denna i skilda modeller av fördelning av metaller för att få mer teoretisk information om hur Jupiter bildats. Metallhalten i atmosfären visade sig inte vara homogent fördelad utan metallhalten var högre längre ner i atmosfären. Kanske inte helt ologiskt då gravitationen bör ha dragit tyngre innehåll i atmosfären in mot Jupiter (min anm.).

Upptäckten att den inre delen av atmosfären har mer tunga element än den yttre atmosfären innebär att överflödet av metall minskar utåt. "Tidigare trodde vi att Jupiter har en konvektion likt kokande vatten vilket borde gjort atmosfären väl blandad", säger Miguel. "Men resultatet visar annorlunda."

Det innebär att atmosfären består av skikt där metallhalten i atmosfären ökar ju längre ner i atmosfären vi kommer (min anm.). Medan halten av metall minskar ju högre upp i atmosfären vi mäter. Kanske inte så konstigt då gravitationen enligt mig borde dra ner den tyngre atmosfären in mot centrum och detta vara förklaringen.

Bild Vikipedia på Jupiter tagen 1979 av Voyager 1. Bilden är förbättrad för att framhäva detaljer.

Uppdrag; undersök svårförklarliga kupoler på månens yta

 

Två UCF (University of Central Florida) planetforskare, Kerri Donaldson Hanna och Adrienne Dove har fått möjligheten att leda ett uppdrag med en budget på  35 miljoner dollar. Uppdragets anledning kommer från bilder där en rymdfarkost över Gruithuisen Domes - en outforskad del av västra sidan av månen visar på svårförklarade kupolbildningar. Bilder som fått NASA-forskare att förundras enligt ett pressmeddelande från NASA.

Bilderna visar kupoler som verkar vara resultat av en sällsynt form av vulkanutbrott. Det mystiska med kupolerna är att sådana geologiska strukturer som även finns på Jorden här har sitt ursprung från havsrörelser och plattektonik.  Något som inte finns eller har funnits på månen.

Utan sådant ursprung förstår NASA-forskare inte hur strukturerna kom till. UCF:s  forskare (University of South Florida) kommer att undersöka fenomenet  genom NASAs Payloads and Research Investigations on the Surface of the Moon (PRISM) – ett program innebärande att en rymdfarkost  beräknad att sändas upp  2026 med en robotstyrd månbil innehållande instrument för syftet att studera kupolernas kemiska sammansättning och hur damm interagerar här. Genom detta kan man då försöka förstå hur de kom till.

Under en dag på månen - motsvarande 10 jorddagar - kommer Lunar Vulkan Imaging and Spectroscopy Explorer (Lunar-VISE) att undersöka toppen på en av kupolerna vilken antas bestå av klibbig magma somm stelnat och är rik på kiseldioxid, liknande granit. Mineral som kan bli en potentiell resurs vid framtida kolonisering.

Det finns potentiellt mycket att upptäcka på månen som inte bara hjälper oss att informera om behovet eller idéer om framtida robot- och mänsklig utforskning av månen utan också kan hjälpa oss att bättre förstå historien om vår egen planet såväl som andra planeter i solsystemet", säger Donaldson Hanna, huvudforskaren i den kommande studien.

Jag undrar (min anm.) om dessa kupoler kan vara spår av ett tidigare flytande tillstånd av månytan där ytan bubblat upp och stelnat i denna  form.

Bild vikipedia på Mons Gruithuisen Gamma och Mons Gruithuisen Delta.

Kometutbrottet från 2007 kan ses i sommar.

 

Nu kan dammspåret från det största kometutbrott som någonsin registrerats ses i sommar av amatörastronomer. Dess form numera liknar ett  stort timglas.

Kometen det handlar om är17P / Holmes vilken i oktober 2007 utsöndrade en enorm blixt bestående av gas och damm (se bild ovan) vilket fick kometen att lysa upp med en faktor på en miljon och en kort stund bli det största lysande objektet i solsystemet. Under den korta perioden hade dess koma, stoftmolnet som omgav kometkroppen, en större diameter än solen.

Först verkade det som om partiklarna som avgetts i detta rekordutbrott därefter skulle spridas ut i rymden, säger Maria Gritsevich, planetforskare vid Helsingfors universitet i Finland, till Live Science. I en ny modell av kometens stoftspår beskriven i en studie av Gritsevich och hennes kollegor visas däremot att dammspåret har bestått. De kvarvarande partiklarna är kvar och finns i en elliptisk bana mellan den ursprungliga utbrottspunkten och en punkt på motsatt sida av dammspårets bana runt solen synlig från södra halvklotet. Men nu i form som ett timglas.

I år 2022 finns partiklarna igen nära utbrottspunkten, vilket innebär att dammspåret nu kommer att vara synligt från norra halvklotet.

"Nu är teleskop så bra att alla relativt blygsamma system kommer att se det", säger studiens huvudförfattare Gritsevich till Live Science. Kometen 17P/Holmes kretsar mellan Mars och Jupiter. Med andra ord den kan ses i amatörteleskop av nyare modell.

17PHolmes upptäcktes  första gången av Edwin Holmes den 6 november 1892 då den hade  ett mindre utbrott  (i jämförelse ned det 2007 vilket var ett stort utbrott) upptäckten gjordes medan han observerade Andromedagalaxen.

"Andra kometer i liknande banor runt solen producerar inte den här typen av stora periodiska utbrott, så 17P/Holmes i sig är förmodligen speciell", skriver medförfattaren Markku Nissinen, astronom vid Ursa Astronomiska Föreningen, i ett mejl till Live Science.

Ingen vet exakt hur kometen producerar dessa utbrott. Men en teori är när is under ytan i kometkroppen övergår från ett oorganiserat amorft arrangemang till ett strukturerat kristallint arrangemang. Denna övergång kan då frigöra gas inifrån isen vilket skapar ett utåtriktat tryck på kometens yta. Resultatet blir då ett utbrott av is, gas och damm.

I den nya studien, publicerad i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, modellerade forskarna dammspårets fysik för att förstå hur dess ursprungliga form ledde fram till den bana som observeras nu.

Bild från vikipedia på utbrottet 4 november 2007 från Kometen 17P/Holmes med dess blå jonsvans.

Ross 508 b är en intressant exoplanet

 

Det var en mycket liten rörelse hos en liten ljussvag stjärna som avslöjade närvaron av en exoplanet, här. En exoplanet som kretsar på ett avstånd från sin sol i en zon mycket nära den så kallade livszonen runt  stjärnan. Livszonen skiljer sig åt beroende på vilken klass (storlek) av stjärna det handlar om.

Solen här (stjärnan Ross 508) är en ljussvag röd dvärgstjärna som finns 36,5 ljusår bort från oss (den kan ej ses utan teleskop) Exoplaneten Ross 508b har 4 gånger större massa än Jorden (mindre planeter är svåra att upptäcka med dagens teknik).  Det är en stenplanet troligast finns här inget liv.

Upptäckten är den första i en ny undersökning med hjälp av National Astronomical Observatory of Japans (NAOJ) Subaru Telescope på Hawaii. Upptäckten visar effektiviteten hos de tekniker som används för att lokalisera planeter runt svagt lysande stjärnor

Huvudtekniken för att hitta exoplaneter är som tidigare nämnts under andra inlägg transitmetoden. Detta är vad NASAs exoplanetjaktteleskop TESS (planeter som upptäckts med detta teleskop har alltid en beteckning som börjar med ett T före namnet) använder och Kepler (planeter som upptäckts med detta teleskop har alltid en beteckning som börjar med ett K före hela beteckningen) använder. De stirrar på stjärnor och letar efter regelbundna ljusminskning i punktform av dess ljus, orsakad av att ett objekt regelbundet kretsar mellan oss och stjärnan.

Djupet av denna ljusminskningsstorlek kan användas för att beräkna objektets massa; ju större punkt som mörknar desto  större planet - desto lättare är planeten att upptäcka och beräkna massan av.

Knappt 3900 exoplaneter har hittats med denna metod. Metoden är dock inte tillförlitlig om man söker efter planeter i storlek som Jorden eller mindre (de upptäcks inte). Upptäckten av Ross 508 b beskrivs i en artikel i  arXiv. Upptäckten skedde under ledning av astronom Hiroki Harakawa. Ross 508 b är cirka 4 gånger mindre än sin sols massa och kretsar kring Ross 508 med ett varv fullbordat på 10,75: e dag. Året är därmed lika långt på exoplaneten.

Detta är mycket närmare än jordens bana är till vår sol. Solen Ross 508 är mycket mindre och lyser betydligt svagare än solen. På det avståndet är denna sols strålning som träffar Ross 508 b endast 1,4 gånger högre än den solstrålning som träffar jorden från vår sol. Detta placerar exoplaneten mycket nära den yttre inre kanten av stjärnans beboeliga zon. 

Teleskopet TESS, har troligen data som ska möjliggöra att se om här finns en atmosfär (får se vad analysen visar).

Solen Ross 508 har 18 procent av vår sols massa, en av de minsta och  svagast lysande stjärnorna med en exoplanet som upptäckts med radiell hastighet (metoden beskriven ovan). Detta tyder på att framtida radiella uppdaterade metoder i infraröda våglängder nu har potential att avslöja en stor mängd av exoplaneter som kretsar kring svagt lysande stjärnor och avslöja eventuella planeter där.

Det blir spännande att följa nya upptäckter. Något som vi hoppas på är en tillförlitlig metod att upptäcka planeter av Jordens storlek och mindre något som ännu inte finns (min anm.).

Bild från åxhere.com. En undran över vad som finns därute. 

Ett konstigt radiosken upptäckt vid kvasaren 3C 273

 

3C 273 är en kvasar i stjärnbilden Jungfrun som klassificerats som en blazar.

Blazarer är en typ av kvasar av en mycket kompakt, ytterst ljusstark och snabbt variabel galaxkärna. Det som utmärker en blazar är att någon av de jetstrålar denna släpper ut är riktad mer eller mindre rakt mot jorden. Energin kommer från en ackretionsskiva omkring ett supermassivt objekt i centrum av galaxen där den finns (bör som jag ser det innebära en ackretionsskiva  runt ett svart hål (min anm)), Blazarer är bland de mest våldsamma fenomenen i universum och viktiga studieobjekt inom högenergiastrofysiken. 

Blazarer finns i så kallade aktiva galaxcentra, även kallade aktiva galaxkärnor (AGN, Active Galactic Nuclei). Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array i Chile (ALMA-teleskopet) vilket riktades in av forskarna   på kvasaren 3C 273. Denna finns 2,4 miljarder ljusår från jorden och är den närmaste kvasaren till Vintergatan och även den första kvasar som någonsin identifierats. Men då kvasarens ljus bländar oss i teleskopet är det svårt att observera själva galaxen där den finns  särskilt vid de radiovåglängder som används av ALMA-teleskopet.

Forskargruppen under ledning av Shinya Komugi vid Kogakuin University i Japan, använde därför ny teknik som de kallar "självkalibrering". Metoden går ut på att minska bländningen från kvasaren genom att använda 3C 273 själv för att korrigera för de fluktuationer i jordens atmosfär som kan påverka ALMA:s detektering av submillimeterradiovågor.

Metoden resulterade i ökad kontrast. ALMA observerade 3C 273 vid frekvenserna 93, 233, och 343 GHz, och självkalibreringstekniken möjliggjorde dynamiska bildområden på 85 000, 39 000 respektive 2 500 – de högsta dynamiska omfång Alma någonsin har uppnått.

Tekniken avslöjade aldrig tidigare sedda detaljer om galaxen där 3C 273: s finns inklusive vad som beskrivs som en "okänd struktur". Innebärande att Komugis team såg ett svagt band av radiostrålning över hela galaxen som sträckte sig ut tiotusentals ljusår. Denna radioemission kommer från tiotals miljarder till hundratals miljarder av solmassor av vätgas som har joniserats av ultraviolett och röntgenstrålning från kvasaren.

Astronomer misstänker även att det finns ett samband mellan strålningseffekten från aktiva supermassiva svarta hål och undertryckandet av stjärnbildning i dessa galaxer. Strålningen som strömmar ut ur ackretionsskivan fungerar som negativ återkoppling vilken värmer upp molekylär vätgas vilken då inte  kan bilda nya stjärnor.

Det verkar dock finnas gott om kall molekylär vätgas kvar i 3C 273:s värdgalax, så ännu pågår stjärnbildning. Så antingen är sambandet mellan återkoppling från kvasarer och upphörandet av stjärnbildning inte så säker som forskare trodde eller så undersöker man  3C 273 och dess galax en kort tid innan effekterna av återkopplingen blir uppenbara och stjärnbildningen upphör.

Ännu är inte fenomenet helt förstått något som man vid framtida analys hoppas göra (min anm.) ).

Bild på omtalade kvasaren 3C273 som finns i riktning mot Jungfruns stjärnbild. Bild Vikipedia.

En radiostrålningskälla upptäckt i galax NGC 2082.

 

Vid radiokontinuumobservationer av spiralgalax NGC 2082 har australiensiska astronomer upptäckt en svårförklarad ljus och kompakt radiokälla. Källan har fått beteckningen J054149.24–641813.7. Ursprunget och källan är okänd och ytterligare analyser görs. Fyndet rapporterades i en artikel publicerad den 23 maj på arXiv pre-print repository. Bland de starkaste källorna av en sådan emission är pulsarer, vissa nebulosor, kvasarer och radiogalaxer.

I detta fall var det ett team av astronomer under ledning av Joel Balzan från Western Sydney University i Australien som upptäckte radiokällan. Det skedde då de observerade NGC 2082 med Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), Australia Telescope Compact Array (ATCA) och Parkes radioteleskop. De upptäckte då en stark punktradiokälla av 20 bågsekunder från galaxens centrum. NGC 2082 i sig är en spiralgalax av G-typ i riktning mot stjärnbilden Svärdfisken  belägen cirka 60 miljoner ljusår från jorden och med en diameter på cirka 33000 ljusår.

– Vi söker radiokontinuumobservationer av NGC 2082 med ASKAP-, ATCA- och Parkesteleskop från 888 MHz till 9 000 MHz. Cirka 20 bågsekunder från mitten av NGC 2082 upptäckte vi en ljus och kompakt radiokälla, J054149.24–641813.7, av okänt ursprung", beskriver forskarna det.

Studien visade att radioluminositeten hos J054149.24–641813.7 vid 888 MHz är på en nivå av 129 EW/Hz och att den har ett platt radiospektralindex (cirka 0,02). Enligt astronomerna är det inte troligt utifrån dessa värden att  J054149.24–641813.7 är en supernovarest (SNR) eller en pulsar utan istället kan vara av termiskt ursprung.

Forskarna noterade att den kompakta karaktären hos J054149.24–641813.7 och dess läge i utkanten av NGC 2082 påminner  en del om de snabba radioutbrott (FRB fast radio burst) som man funnit tidigare. Resultaten tyder dock på att J054149.24–641813.7 förmodligen inte är tillräckligt ljus för att vara en ihållande radiokälla med en inbäddad FRB-stamfader. 

Astronomerna drog därför slutsatsen att det mest sannolika är att J054149.24–641813.7 är en extragalaktisk bakgrundskälla, såsom ett kvasi-stellärobjekt (QSO, kvasar), radiogalax eller aktiv galaktisk kärna (AGN). De tillade att det platta spektralindexet tillsammans med en något svag polarisation vid 5500 och 9000 MHz stöder denna hypotes. Det finns dock för närvarande inga högupplösta absorptionsdata för neutralt atomväte (HI) för NGC 2082, vilket skulle bekräfta detta antagande.

"Vi finner att sannolikheten att hitta en sådan källa bakom NGC 2082 är P = 1,2 procent och drar slutsatsen att det mest troliga ursprunget för J054149.24–641813.7 är en bakgrundskvasar eller radiogalax", påtalar författarna till artikeln. 

Framtida observationer kan kanske svara säkert på frågan vad dess ursprung är.

Bild på NGC 2082 (varifrån radiosignalen upptäckts komma från) tagen med Rymdteleskopet Hubble. Bild från vikipedia.