Ett förmörkande vitdvärgstjärnbinärt system

 

Ett internationellt team av astronomer har observerat en avlägsen vit dvärgstjärna kallad WDJ 022558.21−692025.38. Objektet är ett förmörkande  vitdvärgstjärna binärt system (två vita dvärgstjärnor). Fyndet redovisas i en artikel som publicerades den 31 juli 2023 på preprintservern arXiv.

Astronomer är intresserade av att hitta och studera dubbla vita dvärgar då deras sammanslagningar tros producera nya vita dvärgar med högre massa. Det antas att vissa vita dvärgar med hög massa kan uppkommit genom sammanslagning av två mindre vita dvärgstjärnor. Den galaktiska populationen av vita dubbelstjärnor beräknas till hundratals miljoner i Vintergatan har ett fåtal hittats.

Nu rapporterar en grupp astronomer under ledning av James Munday vid University of Warwick, Storbritannien, upptäckten av ett annat tillägg till den fortfarande relativt korta listan över kända stjärnor av detta slag. De undersökte WDJ 022558.21−692025.38 ursprungligen identifierad som en enda vit dvärg, men omklassificerades senare som ett binärt system (baserat på data från NASA: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite,). För detta ändamål erhöll de tidsseriespektroskopi och höghastighets multibandfotometri från olika markbaserade observatorier.

"Vi har upptäckt att J0225−6920 är ett förmörkande binärt system med en omloppsperiod på 47,19 minuter, beskriver forskarna i tidningen.

Observationskampanjen fann att J0225−6920 är ett förmörkande dubbelstjärnesystem bestående av en vit dvärg med en massa på cirka 0,4 solmassor och en följeslagare sannolikt vit dvärg med en massa på cirka 0,28 solmassor. Radierna för dessa två vita dvärgstjärnor uppmättes till 0,029 respektive 0,024 solradier.

Den effektiva temperaturen hos den primära vita dvärgen i J0225−6920 beräknades till cirka 22000 C medan den sekundära komponenten uppskattas vara 10700 C kallare. Astronomerna antar att båda objekten i systemet består av en heliumkärna och att den primära vita dvärgen har en ren väteytasammansättning. Avståndet till systemet uppmättes till cirka 1 312 ljusår.

Baserat på de insamlade uppgifterna antar författarna till artikeln att J0225−6920 kommer att smälta samman till en enda vit dvärg inom 41 miljoner år. De tillade att binären sannolikt kommer att genomgå en het subdvärgfas under vilken helium bränns för att bilda en kol-syrekärna.

"Dess sönderfall i omloppsbana kommer att vara mätbart fotometriskt inom 10 år med en precision på bättre än 1 %. Binärens öde är att slås bilda en enda mer massiv vit dvärgstjärna, beskriver forskarna.

Bild https://www.istockphoto.com/

Webbteleskopet visar färgerna på den mest avlägsnaste stjärnan vi upptäckt Earendel

 

Earendel är en stjärna i stjärnbilden Cetus (Valen). Den upptäcktes 2022 av rymdteleskopet Hubble och är den tidigaste och mest avlägsna kända stjärnan vi sett och finns 1 miljard år från BigBang.

Earendel, ligger i galaxen Sunrise Arc och kan detekteras på grund av den kombinerade kraften hos mänsklig teknik och naturliga effekten av gravitationslinsning. 

Både Hubble och Webbteleskopet kunde upptäcka Earendel på grund av dess riktning bakom en rynka i rumtiden skapad av den massiva galaxhopen WHL0137-08. Denna galaxhop ligger mellan oss och Earendel och är så massiv att den förvränger själva rymden vilket ger en förstoringseffekt som gör att astronomer kan se genom hopen av dess stjärnor som genom ett förstoringsglas.

Medan andra funktioner i galaxen visas flera gånger på grund av gravitationslinsningen visas Earendel som en enda ljuspunkt i Webbs högupplösta infraröda bildbehandling. Baserat på detta kunde astronomer visa att objektet förstoras med en faktor på minst 4 000 och  är extremt liten - den mest avlägsna stjärnan som någonsin upptäckts, observerad 1 miljard år efter big bang. Den tidigare rekordhållaren för den mest avlägsna stjärnan upptäcktes av Hubble och finns cirka 4 miljarder år efter big bang. En annan forskargrupp som använder Webb identifierade nyligen en gravitationellt linsad stjärna som de kallade Quyllur, en röd jättestjärna som observerades 3 miljarder år efter big bang.

Stjärnor massiva som Earendel har ofta följeslagare. Astronomer förväntade sig inte att Webb skulle avslöja några följeslagare till Earendel eftersom de skulle vara så nära varandra och då omöjliga att skiljas åt. Men enbart baserat på färgerna på Earendel tror astronomer att de ser antydningar om en svalare röd följeslagare. Detta ljus har sträckts ut genom universums expansion till våglängder längre än Hubbles instrument kan upptäcka och kan därför bara detekteras med Webb.

Webbs NIRCam visar också andra anmärkningsvärda detaljer i galaxen Sunrise Arc som är den mest förstorade galaxen som hittills upptäckts under universums första miljarder år. Funktionerna inkluderar både unga stjärnbildande områden och äldre etablerade stjärnhopar så små som 10 ljusår tvärsöver. På vardera sidan av rynkan med maximal förstoring, som löper rakt igenom Earendel, speglas dessa funktioner av gravitationslinsens förvrängning. Området som bildar stjärnor verkar långsträckt och beräknas vara mindre än 5 miljoner år gammalt. Mindre prickar på vardera sidan av Earendel är två bilder av en äldre, mer etablerad stjärnhop, uppskattad till minst 10 miljoner år gammal. Astronomer bestämde att denna stjärnhop är gravitationellt bunden och sannolikt finns även idag. Detta visar oss hur de klotformiga stjärnhoparna i vår egen Vintergata kan ha sett ut när de bildades för 13 miljarder år sedan.

Bild Webbs NIRCam-instrument (Near-Infrared Camera) avslöjar stjärnan, https://webbtelescope.org/ smeknamnet Earendel, för att vara en massiv B-typ stjärna mer än dubbelt så varm som vår sol och ungefär en miljon gånger mer ljus.

Poäng: Bild: NASA, ESA, CSA, D. Coe (STScI / AURA för ESA; Johns Hopkins University), B. Welch (NASA: s Goddard Space Flight Center; University of Maryland, College Park). Bildbehandling: Z. Levay.

Eldboll över Melbourne

 

Den 6:e augusti 2023 runt midnatt såg människor över hela Melbourne och beskrev på  sociala medier observationer av ett starkt ljus som långsamt sträckte sig ut sig över himlen.

Videofilmer visar tydligt att eldklotet bröts isär och fragment som brinner upp vilket visar att föremålet var stort. Det har i rapporter från Victoria beskrivits som höga explosioner. Ljudbommar som antyder att bitarna klarade inträdet i atmosfären tillräckligt länge för att komma ner i den lägre atmosfären - annars skulle ljudbangar inte höras från marken. I sin tur visar detta att åtminstone en del av detta eldklot bestod av tät materia.

Dessutom sågs eldklotets glöd tydligt urskiljbar i olika färger särskilt i orange, i vissa videor. Detta visar att objektet inte är en rymdsten utan är tillverkad med en betydande mängd plast eller metaller som brinner upp Så det är troligt att det bestod av flera ton rymdskräp - allt som människor har skickat upp i omloppsbana runt jorden som inte längre är under vår kontroll - återinträder i jordens atmosfär förr eller senare. Inget förutspåddes dock för återinträde på den globala spårningssidan för just detta rymdskräp. Men att ha total kontroll på allt skräp därute är säkert lika omöjligt som att ha kontroll på allt skräp på Jorden.

Bild vikipedia på Melbourne

En studie av jonosfären avslöjade ett tidigare okänt skydd av jordens magnetfält

 

Jonosfären är den del av den övre atmosfären som joniseras av strålning från rymden och utgörs av plasma. Jonosfärer kännetecknas av hög elektrontäthet och  hög elektrisk ledningsförmåga. På grund av detta påverkar jonosfären utbredningen av radiovågor och möjliggör långväga radiotrafik på kort- och mellanvåg runt jordklotet.

Jordens jonosfär börjar från en höjd på omkring 80 km över jordytan. Uppåt övergår den sedan gradvis i magnetosfären utan tydlig gräns. Oftast sägs den sluta någonstans mellan 500 km och 2000 km över markytan. Många satellitbanor går inom jonosfären, exempelvis Internationella rymdstationen (ISS) som ligger på 300 till 400 km höjd.

I en nyligen genomförd datasimuleringsstudie fördjupades i komplexiteten i denna region särskilt dess interaktion med elektroner med hög energi. Tohoku Universitys geofysiker Yuto Katoh ledde denna forskning vars detaljer presenteras i den vetenskapliga tidskriften Earth, Planets and Space.

Jordens geomagnetiska fält spelar en tidigare inte känd skyddande roll. Våra resultat klargör den oväntade rollen för det geomagnetiska fältet som omger jorden som skyddar atmosfären från elektroner med hög energi, beskriver Katoh.

En fascinerande blandning av joner och fria elektroner finns i jonosfären. Dessa laddade partiklar bildas då atmosfären kommer i kontakt med solens strålning. Bland aktiviteterna som förekommer i denna region är den över polarzonerna som kontinuerligt spärras av en ström av höghastighetselektroner ett fenomen som kallas "elektronutfällning. Dessa "relativistiska" elektroner, som färdas nära ljusets hastighet är viktiga aktörer i jonosfär fenomen som norrsken. Deras beteenden, interaktioner och banor påverkas av det geomagnetiska fältet som omsluter jorden.

I sin strävan att förstå dessa komplexa interaktioner nollställde teamet från Tohoku i samarbete med forskare från Tyskland och Japan den så kallade "spegelkraften" - en i stort sett outforskad kraft som härrör från det magnetiska inflytandet av laddade partiklar i det geomagnetiska fältet. Katoh beskrev de potentiella verkliga konsekvenserna av utfällande elektroner som lyckas passera genom spegelkraften och då kan nå mitten och nedre atmosfären vilket bidrar till kemiska reaktioner relaterade till variationer i ozonnivåer. Detta är av yttersta vikt eftersom komprometterade ozonnivåer, särskilt vid polerna på grund av föroreningar minskar ozonskyddet och då ger skydd mot skadlig ultraviolett strålning till markliv.

Forskningens hörnstensavslöjande ligger i den oförutsedda storleken på det geomagnetiska fältets roll tillsammans med spegelkraften i att fungera som en skyddande barriär. Genom att avvisa höghastighetselektroner förhindrar de att dessa partiklar faller för nära jorden vilket skyddar den lägre atmosfären och livet.

Bild vikipedia Norrsken ljus som utsänds från jonosfären där den träffas av energirika partiklar, mestadels elektroner från magnetosfären.

Ringnebulosan i nytt ljus

 

Ringnebulosan, Messier 57, M57 eller NGC 6720 är en planetarisk nebulosa i stjärnbilden Lyran. En planetarisk nebulosa är ett astronomiskt objekt som består av materia som små och medeltunga stjärnor i slutfasen av sitt liv stöter ut.

Ringnebulosan består av de glödande resterna av en sedan länge avslocknad stjärna, en klass av astronomiska objekt som kallas en "planetarisk nebulosa", som inte har något med planeter att göra. I centrum finns en vit fläck som är en vit dvärgstjärna  och då vad som återstår av den utdöda stjärnans kärna.

M57, eller Ringnebulosan är fascinerande för astronomer eftersom den inte bara är tillräckligt nära oss för att ses med även amatörteleskop utan även av att den från vår utsiktspunkt i solsystemet lutar nebulosan så att den är direkt mot oss. Det betyder att observationer av ringnebulosan med rymdteleskop ger astronomer möjlighet att se vad som händer i en planetarisk nebulosa och då analysera ljus av stjärnors utveckling och förintelse.

James Webb Space Telescope har nu gett oss en extraordinär bild av Ringnebulosan, beskriver Mike Barlow, professor vid University College London och  forskare vid JWST Ring Nebula Imaging Project. De högupplösta bilderna visar inte bara de intrikata detaljerna i nebulosans expanderande skal utan avslöjar även den inre regionen runt den centrala vita dvärgen i stor klarhet. Astronomer kan också nu få information om de kemiska processer som förekommer i den planetariska nebulosan genom att analysera färgerna av gas och stoft som avges när stjärnorna i centrum genomtränger gasen med strålning.

Strukturen i detta objekt är otrolig då allt detta är skapat av bara en enda avslocknad stjärna, beskriver Western University astrofysiker Els Peeters. Utöver den morfologiska skattkistan finns det också mycket information om gasens och dammets kemiska sammansättning i dessa observationer. Vi hittade till och med stora kolhaltiga molekyler i detta objekt men det finns ingen klar uppfattning om hur de kom dit.

Bild https://apod.nasa.gov/apod/astropix.html Ringnebulosan eller Messier 57 som aldrig tidigare setts i bilder tagna av James Webb Space Telescope (Bildkredit: NASA / ESA / CSA / Institute for Earth and Space Exploration / JWST Ring Nebula Imaging Project)

En 3500 år gammal pilspets rymdhistoria

 

I slutet av 1800-talet upptäckte arkeologer en pilspets (se ovan) vid en bronsåldersbostad i Mörigen i Schweiz. Sedan dess har artefakten varit en del av samlingen på Berns historiska museum.

Nu avslöjas i  en ny analys att objektet inte är någon vanlig pilspets av ex flinta  utan den konstruerades av en meteorit som kraschade på jorden för 3500 år sedan. Detta resultat publiceras i en studie som publicerades i septembernumret av Journal of Archaeological Science. På utsidan ser den ut som en typisk pilspets men  belagd med rost, beskriver huvudförfattaren till studien Beda Hofmann, chef och kurator för mineralogi och meteoriter vid Naturhistoriska museet i Bern, till Live Science. Analysen visade att "det fortfarande finns mycket metall bevarad i den, skriver han.

Först ansåg forskare att artefakten var kopplad till den 170000 år gamla Twannberg-meteoritnedslagsplatsen mindre än 8 kilometer från bostaden den hittades vid. Men vidare studier visade dock att koncentrationerna av nickel och germanium (ett kemiskt element) i pilspetsen inte matchade med den platsens rester från nedslaget.

Det var inte från den meteorit som jag misstänkte att den var från, beskriver Hofmann artefakten. Dess vikt är 2,9 gram och mått drygt 3 centimeter i längd.

Hofmann och kollegor sökte i en geologisk databas och fann  att Kaalijarv-meteoritnedslagsplatsen i Estland som ligger mer än 2 250 km från fyndplatsen var rätt plats varifrån pilspetsen kommit. Här stämde metallhalten med pilspetsen och kom därmed från en meteorit på 1800 kg som en gång fallit där enligt uttalandet.

Detta ledde forskare till att dra slutsatsen att pilspetsen troligen handlades någon gång från detta område av köpman för 3500 år sedan och hamnade till slut vid fyndplatsen långt därifrån.

Bild  https://www.livescience.com  Pilspetsen som hittades i Schweiz var gjord av meteoritiskt järn. (Bildkredit: zvg / Thomas Schüpbach

Ett vackert Einsteinkors.

 

Einsteins allmänna relativitetsteori beskriver hur massiva föremål förvränger universums så kallade rymdtid. Einstein upptäckte hur gravitation produceras av rumtidens böjning och förvrängning i närvaro av materia och energi.

Detta krökta utrymme ger i sin tur reglerna för hur energi och materia rör sig. Även om ljuset färdas i en rak linje färdas ljus som rör sig genom ett mycket krökt område av rymdtiden, som rymden runt enorma galaxer i en kurva och böjer sig runt galaxen och det kan ses som ett halo.

Hur denna halo ser ut beror på styrkan av galaxens gravitation från observatörens perspektiv. Astronomer har identifierat hundratals Einstein-ringar och de är inte bara eftertraktade för de vackra bilder de ger. Då dessa ringar förstorar ljus då de kröker sig ges en rekonstruktion i ljusuttrycket till den ursprungliga formen vilket förbättrar detaljerna som astronomer kan upptäcka i mycket avlägsna galaxer. En vacker Einsteinríng (inte samma som ovan bild) kan ses i denna medföljande länk från https://www.livescience.com  

Bild vikipedia. Einsteinkorset eller Q2237+030 är en gravitationslinsad kvasar i stjärnbilden Pegasus. Kvasaren är från vår synvinkel belägen bakom galaxen Huchras lins och gravitationen från denna galax gör att bilden från Einsteinkorset når oss som fyra bilder, precis på det sätt som Albert Einstein förutsåg i sin allmänna relativitetsteori. Einsteinkorset är beläget åtta miljarder ljusår bort medan den framförliggande galaxen befinner sig 400 miljoner ljusår bort.