Hur blev asteroidmånen Dimorphos till

 

Dimorphos eller S/2003 (65803) 1 är en asteroidmåne med (en diameter av 170 meter) som kretsar runt asteroiden 65803 Didymos (som har en diameter på 750 meter) i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter.

Asteroiden Didymos med dess måne Dimorphos skapade rubriker då de var målet för NASA: s framgångsrika Double Asteroid RedirectTest (DART) –uppdrag. Uppdraget då en raket skulle krocka med Dimorphos för att se om dess bana då förändrades. Uppdraget var en del i hur man skulle kunna ändra kurs på en meteor som riskerade en träff med jorden.

 Nya rön om systemet har nu kommit som fått astronomer att sammanställa en hypotes om hur denna dubbla asteroid blev till.

Man utgår från spinn (rotation). Varje fast kropp som snurrar tillräckligt snabbt kommer att förlora bitar av sig själv när centrifugalkraften överväldigar tyngdlagen. Detta gäller särskilt asteroider då de inte är så massiva och bara hålls löst ihop materiellt (de har låg densitet vilket man kan se på bilden ovan). Nyligen har ett team av astronomer föreslagit en trolig bildningsmekanism för Didymos och Dimorphos.

I scenariot tänker man sig att Didymos en gång roterade alldeles för snabbt för att i längden hålla samman. Det kan ha varit effekten från en kollision eller från påverkan av gravitationseffekter från närliggande asteroider. När Didymos väl börjat snabbt rotera förlorade den över tid massa. Massa som bildade en ring av damm som omgav den. Ursprungligen skulle denna ring bli i det som kallas Roche-gränsen för asteroiden. Roche-gränsen är där gravitationens tidvattenkraft från en moderkropp är starkare än förmågan för material som kretsar kring den att hålla sig samman och bestå mest av damm. Så inom Roche-gränsen kunde månen Dimorphos inte bildas .

Men genom många interaktioner av materia kunde en del av materialet migrera bort från ringen och hamna utanför Roche-gränsen där det så småningom samlades. Materialet som kom utanför Roche-gränsen skulle så småningom bli till den löst sammansatta lilla månen Dimorphos.

Astronomer uppskattar att Didymos förlorade minst 25 % av sin löst sammanfogade massa till bildandet av Dimorphos. Teorin säger även att Dimorphos kom att få en mycket oregelbunden form eftersom den byggdes upp från den långsamma ackumuleringen av många mindre materiella klumpar. Något som bekräftas av dess form.

NASA: s DART-uppdrag var en övergripande framgång och visade att vi slutgiltigt kan knuffa en asteroid ur dess bana om vi behöver detta. Men  uppdraget har gett en  sidofördel. En ny teori om hur Dimorphos bildades.

Inlägget ovan grundas på en artikel publicerad i https://www.universetoday.com/

Bild vikipedia på Dimorphos taget i september 2022, staplade av bilder tagna av DART.

Tre avlägsna grönskimrande galaxer kan lösa ett olöst mysterium

 

Astronomer har med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) upptäckt tre små galaxer som (tillsammans med flera ännu ej upptäckta) kan ha haft betydelse för att utlösa en av de största händelserna i kosmisk historia det som kallas återjoniseringen.

Resultaten, presenterades vid ett möte med American Astronomical Society (AAS) i Seattle, Washington. Studien publicerades nyligen och i dess konklusion finns en troilg förklaring till universums återjonisering. Den period i kosmos då hård strålning slet sönder en "dimma" av väteatomer som en gång fyllde universum i universums tidigaste tid och resulterade i att stjärnor och galaxer blev synliga. Detta skedde i efterdyningarna av Big Bang när universum var bländande ljust.

Restvärmen var då så stor att elektroner inte kunde sammanslås med protoner och bilda atomer. Istället var universum i ett plasmatillstånd - en tät glödande gas av elektriskt laddade (eller joniserade) partiklar som spred sitt ljus ungefär som en fluorescerande glödlampa. Efter cirka 380000 år hade det expanderande universum svalnat tillräckligt så väteatomer kunde bildas. Några av dessa atomer samlades så småningom och bildade de första stjärnorna och galaxerna.

Därefter efter en längre tid bröt energirik strålning isär de intergalaktiska väteatomerna och de blev protoner och elektroner  igen en process som kallas återjoniseringen. Men att jonisera all materia mellan galaxerna innebar en stor energiåtgång och astronomer har länge argumenterat vad denna drivkraft var. Teorier finns att det var stjärnljus från de tidigaste galaxerna eller supermassiva svarta hål med en stark gravitation som drog i materia in mot dem och resulterade i värme.

"En av de stora kosmologiska frågorna är vad var orsaken till återjoniseringen var?" säger Trinh Thuan, astronom vid University of Virginia i Charlottesville.

Den 11 juli 2022  ungefär sex månader efter att JWST lanserades - tog JWST den djupaste och skarpaste bilden av det tidigaste universum som hittills gjorts. Bilden visar en galaxhop kallad SMACS 0723 som finns bland tusentals galaxer som lyser svagt därute. JWST kunde fånga ljuset i infrarött och man såg då hur  universum expanderar bland avlägsna galaxer i tid och rum.  Av de tusentals galaxerna i SMACS 0723-bilden bestämde sig forskare för att göra uppföljande spektroskopiska observationer av tre galaxer som såg ut som om de skulle befinna sig särskilt långt bort. De tre grönskimrande nämnda i rubriken.

När James Rhoads, astronom vid NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och hans kollegor först såg trions spektra insåg de att galaxerna såg ut som objekt som normalt finns betydligt närmre oss. Galaxerna såg ut som gröna ärter något som först upptäcktes genom ett medborgarvetenskapligt projekt som heter Galaxy Zoo. 

Gröna ärtgalaxer namnges så på grund av sin färg och  storlek. De är bara 5 % av Vintergatans storlek och innehåller 1 % av massan. Men där  spottas ut stjärnor i en enorm takt - ungefär 100 gånger så snabbt som astronomer skulle förvänta sig med tanke på galaxernas massa. De verkar även  innehålla relativt få tunga element. Deras grönaktiga sken kommer från skenet av joniserat syre (ett relativt ljust element) uppvärmt av nya stjärnor. Tiden är då återjoniseringen skett.

Bild flickr.com NASA: s Webbteleskopet visar på universums tidiga galaxer (märkta här).

Kan utomjordingar vänta på rätt tillfälle att kontakta oss?

 

I en ny studie letade forskare efter tekniska tecken på kontaktsignaler från utomjordingar under de ögonblick då en exoplanet passerar direkt framför sina sol sett från jordens synvinkel. Dessa exakta ögonblick kan vara den perfekta chansen för en främmande värld att sända en signal till jordbor i ett försök till kontakt.

Dessa signaler är speciella eftersom de kan beräknas av både oss på jorden som mottagare och även alla potentiella tekniska arter från en specifik exoplanets intelligenser som sändare säger studieledaren Sofia Sheikh postdoktor i radioastronomi vid Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute. Dessa transiteringar är alltså en förutsägbar och repetitiv tidsbunden sändning under vilken utomjordingar kan tänka sig att skicka meddelanden och jordbor att ta emot dem.

Som jag förstår skulle det innebära en upprepad signal (signaler) varje gång deras planet passerar sin sol. I annat fall tror jag inte det uppfattas eller kan ge antydan om kontaktförsök (min anm.).

Studien publicerades den 9 december på preprint-sajten arXiv och planeras för publicering även i The Astronomical Journal. Studien visar även att inga bevis för att så skett har upptäckts. I studien söktes det vid ett dussintal avlägsna exoplaneter. I framtiden planeras det att många fler ska undersökas med hjälp av radioteleskop.

Vi kunde även själva sända ut mot en avlägsen exoplanet på samma premisser. Men vilken? Så länge vi inte har någon antydan om vilken vi ska välja blir det som att leta efter en nål i en höstack.

Nej jag tror att vi ska avvakta till något kontaktar oss eller något sker som vi tolkar som ett kontaktförsök (min anm.)Vi ska inte visa var vi finns för hela universum. Finns det utomjordingar finns ingen garanti för att de är vänligt sinnade och att de på grund av avståndet inte kan besöka oss.

Studien beskrivs av Stephanie Pappas is a Live Science Contributor  writer for Space.com Mer om detta kan läsas här. 

Bild flickr.com

Vad planeras komma efter James Webbteleskopet?

 

Briley Lewis är en frilansande vetenskapsförfattare och doktorand/NSF-stipendiat vid University of California, Los Angeles där hon studerar astronomi och astrofysik. Nedanstående är en sammanfattning och min egen fundering över det hon beskrev i ett inlägg i  www.space.com av vad som kommer ayy byggas eller är byggt efter JWT (James Webbteleskopet).  

20000 ingenjörer och hundratals forskare arbetade med att konstruera James Webb teleskopet. Klart nu och uppe i skyn och det ger oss redan nya rön och upplevelser av universum. Nu stundar nya utmaningar för många av dessa ingenjörer.

Astronom John Mather som fick Nobelpriset i Fysik 2006 för sin forskning inom kosmisk bakgrundstrålning var en ledande kraft bakom James Webb Space Teleskopet utveckling. Under den sista dagen av det 241: e mötet i American Astronomical Society den 12 januari 2023 som hölls i Seattle berättade han om sina visioner om vad alla dessa ingenjörer och forskare nu kan ta itu med. 

Mathers engagemang i astronomi går tillbaka till innan ens Hubble-rymdteleskopet sköts upp 1990 då fanns redan de första idéerna utarbetade  under 1980-talet för nästa generations rymdteleskop som resulterade i Webbteleskopet.

Nästa stora astronomiska mål kommer att kräva liknande engagemang och kreativitet, sa Mather. Webbteleskopet "visar att vi kan konstruera svåra ting", sa han i sitt tal på konventet.

Det finns ett antal nya observatorier som kommer i drift de kommande månaderna och åren exempelvis det europeiska  Euclid och NASA:s Nancy Grace Roman Space som båda kommer att söka efter ledtrådar om mörk materia och mörk energi.

Vera Rubin-observatoriet är ett annat jätteprojekt som för närvarande är under uppbyggnad i Chiles öken. Detta kommer att kartlägga universum och söka efter små förändringar, så kallade transienter över tid. Astronomer hoppas att observatoriet kommer att upptäcka miljontals intressanta platser varje natt - så många att det blir en utmaning att sålla bland dem alla. enligt Mather.

Om man tittar lite längre fram i tiden är nästa enormt ambitiösa projekt det så kallade "Habitable Worlds Observatory" en mega-efterträdare till Hubble och JWSTteleskopen, rekommenderad att byggas av en kommitté som kallas Astro2020 Decadal Survey.

Mather anser att detta projekt är inom räckhåll och till och med kan vara lättare att slutföra än JWST, som notoriskt hade problem med att uppfylla budgetar och tidsfrister. Eftersom tekniken ständigt förbättras och blir billigare föreslog han att det till och med kan vara möjligt att montera Habitable Worlds Observatory och även andra nästa generations teleskop i rymden istället för på marken.

Det handlar inte bara om rymdteleskop. Mather sa att han även ser fram emot hur gigantiska teleskop runt 30 meter i diameter revolutionerar astronomin som teleskop placerade på jorden också.

Kanske kommer dessa markbaserade teleskop en dag att kopplas samman med rymdobservatorier i vad Mather kallar "hybrid space-ground" -inställningar.

Vart sådana ambitioner kan ta astronomi vet vi inte men hittills har varje gång teknik förbättrats lärt oss mer om universum och ofta hittat något tidigare okänt. Mather avslutade sitt föredrag med att retoriskt fråga sig vad vi får se med all ny teknik. "Jag vet inte", sa han, "men mycket mer detaljer och mycket längre bort än vi kan nu.

Ja säkert kommer upptäckter som vi inte förväntat oss eller kunnat föreställa oss (min anm.).

Bild från vikipedia på det  avancerade framtida observatorim HabitableExoplanet Observatory (HabEx) som ska få astronomin att ta än större steg för förståelse av universum och exoplaneter.

 

James Webbteleskopet har upptäckt sin första exoplanet

 

NASA: s James Webb Space Telescope har nu för första gången upptäckt en tidigare okänd exoplanet. Den har fått beteckningen LHS 475b är nästan exakt lika stor som jorden. Den är enbart 1 % mindre än jorden. Forskargruppen som konstaterat detta leds av Kevin Stevenson och Jacob Lustig-Yaeger, båda vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.

Teamet valde att observera detta mål med Webb efter att noggrant ha granskat intressanta objekt i data från NASA: s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), data från TESS antydde planetens existens. Webbs near-infrared spectrograph (NIRSpec) fångade planeten enkelt och tydligt med endast två transitobservationer.

– Det är ingen tvekan om att planeten finns där. Webbs data validerar det, säger Lustig-Yaeger. "Det faktum att det är en liten, stenig planet kunde också bekräftas av Webbteleskopet", tillade Stevenson.

"Dessa första observationsresultat av en stenig planet i jordstorlek öppnar dörren för framtida möjligheter att studera steniga planetatmosfärer med Webb", enligt Mark Clampin, chef för astrofysikavdelningen vid NASA: s huvudkontor i Washington.

Bland alla operativa teleskop är det bara Webb som kan undersöka atmosfärer hos jordstora exoplaneter. Teamet försökte bedöma planetens atmosfärs innehåll genom att analysera dess spektrum. Även om data visar att detta är en jordstor stenplanet vet man ännu inte om den har en atmosfär.

"Observationens data är vacker", säger Erin May, från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. "Teleskopet är så känsligt att det lätt kan upptäcka en rad molekyler, men vi kan ännu inte dra några definitiva slutsatser om LHS 475 b atmosfär."

Även om man ännu inte kan dra slutsatser om vad atmosfären innehåller (om den finns) kan man likväl definitivt säga vad som inte finns i den. "Det finns några atmosfärer av markbunden typ som vi kan utesluta", förklarade Lustig-Yaeger. "Den kan inte ha en tjock metandominerad atmosfär, liknande den hos Saturnus måne Titan."

Däremot kan det finnas en 100 % koldioxidatmosfär, Dessa atmosfärer är mycket mer kompakta men mycket svårare att lyckas konstatera", säger Lustig-Yaeger. Ännu mer exakta mätningar krävs för att teamet ska kunna skilja en ren koldioxidatmosfär från ingen atmosfär alls. Forskarna planerar att få ytterligare spektra med kommande observationer i sommar. Vi ska komma ihåg att många forskningsprojekt ligger inbokade i Webbteleskopet så att få tid att använda det är inget som går fort (min anm.,).

Webbteleskopet avslöjade även att planeten är några hundra grader varmare än jorden så om moln upptäcks kan det leda till att forskarna drar slutsatsen att planeten är mer lik Venus vilken har en koldioxidatmosfär och ständigt är höljd i tjocka moln. "Vi ligger i framkant när det gäller att studera små, steniga exoplaneter", sa Lustig-Yaeger. "Vi har knappt börjat skrapa på ytan av hur deras atmosfärer kan se ut."

Forskarna bekräftade också att planeten slutför en bana på enbart två dagar runt sin sol. Denna information kunde nästan omedelbart avslöjas av Webbs instrument. Även om LHS 475 b ligger närmare sin sol än någon planet i vårt solsystem gör är dess röda dvärgstjärna (sol) mindre än hälften så het som vår sol så forskarna beräknar att LHS 475 b  likväl kan ha en atmosfär.

LHS 475 b finns enbart 41 ljusår bort, i stjärnbilden Oktanten synlig på södra stjärnhimlen.

Teamets resultat presenterades vid en presskonferens för American Astronomical Society (AAS) onsdagen den 11 januari 2023.

Bild https://www.esa.int/ESA på en illustration av exoplaneten LHS 475 b.

En ovanlig supernova

 

I en studie ledd från Åbo universitet upptäcktes en supernovaexplosion som nu ger ny förståelse för de senare stadierna hos massiva stjärnor innan de exploderar.

Supernovaexplosioner sker då massiva stjärnor har slut på sitt bränsle och de processer som då sker  resulterar i en supernovaexplosion. Elementen som ses i en supernovas sken återspeglar sammansättningen av stjärnan precis innan den exploderar.

Stjärnor är glödande klot av gas mestadels bestående av väte. Stjärnor lyser genom att atomkärnor smälts samman. En process som skapar tyngre grundämnen och ger energi, säger Finland Akademins forskare Hanindyo Kuncarayakti vid institutionen för fysik och astronomi vid Åbo universitet.

Massiva stjärnor som har cirka 8 gånger mer massa (eller mer) än vår sol har en  struktur som kan liknas med en lök med med lager av olika element. När vi går djupare in i en stjärna stöter vi på lager av tyngre grundämnen än väte, såsom helium, kol, syre och så vidare.

"Under sin aktiva tid kan en stjärna förlora en del av sin massa eller till och med det mesta av den. Det vanligaste sättet att bli av med den är genom att det matas ut strömmar av partiklar. En process som kallas stjärnvind (eller soleruption) något som också förekommer från vår sol. Vissa stjärnor förlorar sin massa mycket snart och kan bli helt av med sitt väte. Som ett resultat blir då de inre skikten utsatta. Den massa som stjärnan förlorar kan finnas kvar i stjärnans närhet och skapa cirkumstellär materia ( ett stofthölje runt stjärnan), säger Kuncarayakti.

Astronomer har tidigare identifierat supernovor med cirkumstellär materia rik på väte och även de som är rika på helium. 2021 upptäckte forskare supernovor med kol-syre cirkumstellär materia. Dessa olika typer av objekt representerar en sekvens av strippning (utsöndring) av stjärnhöljen och ackumulering av avskalad materia runt stjärnan från det lättaste och yttersta liggande grundämnet som är väte.

Ett team under ledning från Academy Research Fellow Kuncarayakti har upptäckt en supernova som kan utöka vår förståelse när massiva stjärnor förlorar sin massa lagervis. Supernova (SN) 2021ocs observerades vid en kartläggning av 8,2 m Europeiska sydobservatoriets (ESO) Very Large Telescope (VLT) i Chile.

– Spektrumet därifrån liknade ingenting vi sett tidigare. Det hade starka drag av syre och magnesium och var ovanligt långt och blått, beskriver Kuncarayakti.

Denna observation tyder på att den syremagnesiumrika expanderande gasen från supernovan SN 2021ocs kraschade in i cirkumstellär materia som fanns runt stjärnan som var förstadiet till supernovan. Cirkumstellär materia som kunde ha bildats då stjärnan via massförlust av materia  cirka 1000 dagar före supernovaexplosionen. Observationerna kan ses som en tidsmaskin och ger information om den döende stjärnans aktiviteter strax före explosionen.

"Genom att observera olika typer av supernovor får vi värdefull information om de senare stadierna i massiva stjärnors existens. Det ger nya utmaningar för våra teorier om stjärnors evolution, säger professor i astronomi Seppo Mattila vid Åbo universitet som deltog i studien.

Förutom Kuncarayakti och Mattila bidrog forskarna Takashi Nagao, Claudia Gutierrez och Rubina Kotak från Åbo universitet till studien.

Studien är publicerad i Astrophysical JournalLetters. 

Bild flickr.com på en bild tagen av Hubbleteleskopet som visar i nära infrarött ljus en bild av en tre ljusår lång pelare av gas och damm som försvinner i ljusskenet från närliggande stjärnor i Carinanebulosan där stor stjärnbildning sker. Carinanebulosan ligger 7500 ljusår bort på södra stjärnhimlen. Bilden avslöjar en uppsjö av stjärnor bakom den gasformiga slöjan i nebulosan som består av väte och damm. Förgrundspelaren blir halvtransparent eftersom infrarött ljus från bakgrundsstjärnor tränger igenom mycket av dess stoff. Några stjärnor inuti pelaren är också synliga. De falska färgerna tilldelas tre olika infraröda våglängder.

Hubbles Wide Field Camera 3 observerade pelaren i februari och mars 2010. Objektnamn: HH 901, HH 902

Hobby-Eberly Dark Energy Experiment (HETDEX)

 

Under fem år kommer Hobby-Eberly Dark Energy Experiment (HETDEX) katalogisera över en miljon galaxer som ligger 9 miljarder till 11 miljarder ljusår bort vilket kommer att ge den största kartan över universum som någonsin producerats. Kartan gör det möjligt för HETDEX-astronomer att mäta hur snabbt universum expanderade vid olika tidpunkter i sin historia.

 Förändringar i expansionshastigheten kommer att visa den roll som mörk energi haft under olika epoker. Olika förklaringar till mörk energi förutsäger olika förändringar i expansionshastigheten, så genom att tillhandahålla exakta mätningar av expansionen av universum kommer HETDEX-kartan att eliminera några av de konkurrerande teorierna.

 HETDEX kommer att producera kartan med hjälp av en uppsättning av 150 spektrografer monterade på Hobby-Eberly Telescope (HET), ett 10 meter teleskop beläget vid McDonald Observatory i västra Texas. Här konstrueras nu VIRUS - Visible Integral-Field Replicable Unit Spectrographs, varje enhet i denna kommer att vara identisk med alla andra, vilket gör det möjligt att bygga dem snabbare och kosta mindre  än om en enda mycket stor spektrograf med samma kapacitet byggts.

En spektrograf samlar spektrallinjer. En spektrallinje är en linje i ett spektrum, som härrör från emission eller absorption av ljus i små våglängdsområden. Spektrallinjer används ofta för att identifiera atomer och molekyler. Dessa "fingeravtryck" kan jämföras med tidigare insamlade "fingeravtryck" av atomer och molekyler och används  för att identifiera atom- och molekylkomponenter i stjärnor och planeter (vilka grundämnen som finns). En förskjutning av positionerna av spektrallinjen (erna) i data berättar avståndet till galaxen så att man kan skapa en 3D-karta över natthimlen.

För närvarande är instrumentet till 95 % klart och har aktivt samlat in data sedan 2016. VIRUS samlar in data nästan varje "stjärnklar" natt (när månen inte är synlig och stör) för undersökningen. HETDEX-teamet rensar, samlar in och katalogiserar insamlad data. Varje natt upptäcks tusentals potentiella avlägsna galaxer. Den svåraste uppgiften är att bestämma åldern på galaxer som kommer från vår epok och de som fanns redan för 10-11 miljarder år sedan vid och vilka som finns i vår närhet.

Teamet behöver frivilliga till hjälp för att identifiera de signaler som kommer från avlägsna galaxer. Dessa galaxer, kända som Lyman Alpha Emitters (LAEs), är kända för att starkt emittera vid ett distinkt våglängdsområde. De dyker upp som relativt svaga blippar eller prickar på en CCD-bild. De är inte lika vackra som närliggande galaxer, men dessa blippar innehåller information om en galax position, avstånd och ljusstyrka och hjälper HETDEX att kartlägga galaxkluster och ta reda på hur mörk energi påverkade materiens tillväxt i det tidiga universum. Läs mer om hur du anmäler dig här och vad arbetet innebär. 

Forskarna behöver hjälp för att identifiera och utesluta falska eller dåliga bilder från  teleskopet. Genom att göra detta kommer det att hjälpa till att identifiera de riktiga galaxerna från de falska galaxerna (ljus som inte kommer från en galax) vilket gör det möjligt för  att bedriva den mörka energiundersökningen. Sedan kan  dessa klassificeringar användas som en träningsuppsättning för maskininlärning. Gå vidare till resultatsidan för att lära dig mer om hur man använder insamlat resultat! 

Bild från https://www.zooniverse.org   med följande information [Upphovsman: NASA / WMAP Science Team]