En del svarta hål rör sig i en svindlande hastighet genom universum.

 

I en studie publicerad i tidskriften Physical Review Letters överstiger den maximalt möjliga rekylhastigheten" för kolliderande svarta hål  63 miljoner mph (102 miljoner km/h) - ungefär en tiondel av ljusets hastighet. Detta inträffar då två svarta hål kolliderar och då  antingen smälter samman eller sprids isär när de närmar sig varandra, enligt studieförfattarna.

Nu hoppas forskare med hjälp av Einsteins relativitetsekvation  bevisa att denna hastighet inte kan överskridas vilket annars skulle innebära potentiella konsekvenser för fysikens grundläggande lagar. Det innebär att om dessa ekvationer visar sig inte stämma skulle  en ny fysik behövas.

Vi skrapar på ytan av något som kan vara en ny och bättre universell beskrivning av fenomenet, beskriver medförfattaren Carlos Lousto, professor i matematik och statistik vid Rochester Institute of Technology (RIT) i New York, till Live Science. Denna eventuella överskridna hastighetsgräns kan vara en del av en större uppsättning fysiska lagar som påverkar allt "från de minsta till de största föremålen i universum", beskriver Lousto.

När två svarta hål passerar nära varandra kommer de antingen att smälta samman eller svänga runt sitt gemensamma masscentrum innan de dras isär ät varsitt håll (eller in i varandra) i en hastighet av minst den nämnda ovan. 

För att identifiera den maximala möjliga rekylhastigheten av svarta hål som flyger isär använde Lousto och studieförfattaren James Healy, forskningsassistent i RIT School of Mathematics and Statistics, superdatorer för att köra numeriska simuleringar. Dessa beräkningar gick igenom ekvationerna för allmän relativitet som beskriver hur två interagerande svarta hål kommer att agera. Lousto förklarade att även om forskare försökte lösa dessa ekvationer numeriskt för mer än 50 år sedan, utvecklades inte numeriska tekniker för att förutsäga storleken på gravitationsvågor från sådana kollisioner förrän 2005 - bara 10 år innan gravitationsvågorna själva upptäcktes för första gången av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). 

Sedan dess har LIGO observerat nästan 100 kollisioner med svarta hål. Tidigare trodde forskare att svarta hål som närmar sig varandra skulle smälta samman i spiralformad rörelse mot varandra i nästan cirkulära banor, enligt Lousto. Upptäckten av att det även var elliptiska banor breddade utbudet av möjliga kollisionshändelser och fick forskarna att leta efter extrema kollisionsscenarier. Vad vi ville göra är att tänja på gränserna för dessa kollisioner", beskriver Lousto. Genom att köra 1381 simuleringar - som var och en tog två till tre veckor - fann forskarna en topphastighet av de möjliga rekylhastigheterna för svarta hål med motsatta snurr som svepte förbi varandra. Medan svarta hål avger gravitationsvågor i alla riktningar, förvränger de motsatta spinnen dessa vågor vilket skapar en dragkraft som ökar rekylhastigheten.

Rekylen från svarta hål efter att de smälter samman är en kritisk del av deras interaktion, beskriver Imre Bartos, docent vid fysikavdelningen vid University of Florida, till Live Science via e-post. 

"Som med alla begränsande teoretiska kvantiteter kommer det att bli intressant att se om naturen överstiger detta i någon situation som kan signalera avvikelser från vår förståelse av hur svarta hål fungerar, enligt Bartos. På grund av detta liknar Lousto denna interaktion vid en smidig fasövergång, som en andra ordningens fasövergångar av magnetism och supraledning, i motsats till de explosiva första ordningens fasövergångar av uppvärmt vatten, till exempel, där en begränsad mängd latent värme absorberas innan allt kokar. Forskarna skymtade också vad som kan likna de skalningsfaktorer som är karakteristiska för dessa fasövergångar även om ytterligare högupplösta simuleringar behövs för att identifiera dessa definitivt.

Bild pxfuel.com

Astronomer har hittat de första tecknen på ett svart håls uppkomst

 

Astronomer kan ha upptäckt de första bevisen av de första massiva svarta hålen i det tidiga universum. Galaxer som i har sådana svarta hål kallas Outsize Black Hole Galaxies (OBGs).

Dessa första svarta hål kan hjälpa forskare att förstå hur vissa supermassiva svarta hål med massor motsvarande miljoner upp till miljarder gånger solens massa kunde vuxit tillräckligt snabbt för att existera mindre än 1 miljard år efter Big Bang.

Svarta hål med massor upp till runt 40 miljoner gånger solens tros bildas vid direkt kollaps av ett massivt moln av gas till skillnad från typiska svarta hål som blir till när en massiv stjärna når slutet av sitt liv och kollapsar under sin egen gravitation.

Men eftersom de senare nämnda svarta hålen beräknas ha kommit till miljarder år efter BigBAng är upptäckten av liknande supermassiva svarta hål som existerade redan 500 miljoner år till bara någon miljard år efter Big Bang utmanande att förstå. Dessa som man antar kommit till genom  kollaps av massiva gasmoln  borde det inte ha funnits tid till  för att resultera i  gigantiska svarta hål. Ändå är det precis vad astronomer som studerar det tidiga universum med James Webb teleskopet och andra instrument har hittat. En teori är att dessa svarta hål fick ett försprång i sina massauppsamlingar genom att växa till från mindre svarta hål.

Kanske flera små håls sammanslagningar är orsaken. Men var dessa kom från eller bildades ur blir dock en olöst gåta. Vad kom först ett svart hål eller universum? 

Det finns två dominerande teorier (ovan i kursiv stil är min). Å ena sidan föreslår experter att supermassiva svarta hål kan ha vuxit från mindre svarta hål med massor runt 10 till 100 gånger solens. Dessa svarta hål skulle teoretiskt bli till via standardmekanismen för skapandet av svarta hål av stjärnmassa, nämligen avslocknandet och kollapsen av universums första generation av stjärnor.

Å andra sidan kan tidiga supermassiva svarta hål ha bildats direkt av kollapsen av massiva gasmoln av materia och därmed hoppa över "stjärnstadiet" (det som sker med avslocknande stjärnor av viss storlek). Astronomer kallar sådana svarta hål som direktkollapsat till svarta hål DCBH (Direct collapse black hole). 

Dessa DCBH kan sedan ha växt genom galaxers sammanslagningar, som var vanliga i det tidiga universum som också skulle medföra tillgång på gas och stoft och därmed växa till i storlek. Så småningom kan flera svarta hål ha kolliderat och smält samman  och ökat sin storlek.

Men det behövs fortfarande mycket mer forskning  innan en population av tunga tidiga mindre  svarta hål kan bekräftas finnas och deras koppling till supermassiva svarta hål i det tidiga universum kan fastställas, men nuvarande fynd representerar åtminstone ett steg i den riktningen.

Eftersom JWST troligast upptäcker fler ackumulerande svarta hål under den kommande tiden planerar vi att analysera dessa källor, undersöka möjliga röntgenmotsvarigheter med Chandra och utveckla en djupare förståelse för OBG , beskriver forskarlaget. Teamets forskning har skickats till Astrophysical Journal Letters och publiceras för närvarande på pappersarkivet arXiv.

Bild vikipedia Animerad simulering av ett Schwarzschild svart hål med en galax som passerar bakom. Runt tidpunkten för inriktningen observeras extrem gravitationlinsning av galaxen.

De närmaste veckorna kan vi se kometen C/2023 P1 Nishimura

 

Nu finns en ny komet som kan ses med blotta ögat under de närmaste veckorna: C/2023 P1 Nishimura. Kometen upptäcktes av Hideo Nishimura då han tog vidvinkelbilder från Kakegawa i Japan natten till den 11 august 2023. Då fanns den på +9Þ magnitud (som en kula) i stjärnbilden Tvillingarna. Kometen sågs på himlen före gryningen.

P1 Nishimura förväntas ljusna till +2 till +3 magnituden i början av september, även om den då även kommer att vara nära solen vid den tiden. Kometen passerar 0,85 astronomiska enheter (AU) eller 127 miljoner kilometer från jorden den 13 september och når perihelium 0,22 AU (33 miljoner kilometer) från solens inre till Merkurius bana den 18 september. Den är i början av september 12 grader från solen och passerar solen i mitten av september innan den försvinner söderut från oss sett.

31 augusti Passerar den 4 grader från den öppna hopen Messier 44. 7 nära +3Rd magnitud stjärna Epsilon Leonis.

5 september korsar den in i konstellationen Leo. 7:e-passerar  nära +3Rd magnitud stjärna Epsilon Leonis.

9:e passerar nära +3,4 magnitudstjärnan Zeta Leonis.

13:e som närmast jorden vid 0,85 AU ( 1 AU är avståndet solen-jorden).

15:e passerar framför (transiter) +2: a magnitud stjärnan Denebola (Beta Leonis).

16:e korsar in i konstellationen Jungfrun och når en minsta förlängning på 12 grader från solen.

18:e toppar ut på +2Nd magnitud, när kometen når perihelium vid 0,22 AU från solen.21-Korsar himmelsekvatorn söderut.

24:e Korsar ekliptikan söderut. 

Oktober

1 oktober finns den under +10Þ magnitud därefter försvinner den från vår åsyn.

Bild https://www.universetoday.com/ Kometen Nishimuras omloppsbana. Upphovsman: NASA / JPL

Sambandet mellan Neptunus moln och solfläckarna

 

Sambandet mellan Neptunus moln och solaktivitet är överraskande för forskare eftersom Neptunus endast tar emot solljus med cirka 0,1 % av den intensitet jorden tar emot. Ändå verkar Neptunus globala molniga vädersystem drivas av solaktivitet och inte planetens fyra årstider som var och en varar i cirka 40 år.

För närvarande är molntäckningen på Neptunus extremt låg med undantag för några moln som svävar över planetens sydpol. Ett University of California (UC) Berkeley-lett team av astronomer upptäckte att överflödet av moln som normalt ses vid den isiga jättens mellersta breddgrader började blekna bort 2019.

Jag blev förvånad över hur snabbt molnen försvann på Neptunus, beskriver Imke de Pater, professor emeritus i astronomi vid UC Berkeley och seniorförfattare till studien. Vi såg i huvudsak molnaktiviteten sjunka inom några månader, beskrev hon.

Nu fyra år senare visar de senaste bilderna vi tog i juni att molnen ännu inte har återgått till sina tidigare nivåer, skriver Erandi Chavez, doktorand vid Center for Astrophysics | Harvard-Smithsonian (CfA) i Cambridge, Massachusetts som ledde studien när hon var astronomistudent vid UC Berkeley. Detta är extremt spännande och oväntat eftersom Neptunus tidigare period med låg molnaktivitet inte alls var lika långvarig.

För att övervaka utvecklingen av Neptunus utseende analyserade Chavez och hennes team Keck-observatoriets bilder tagna från 2002 till 2022, Hubble Space Telescopes arkiverade observationer med början från 1994 och data från Lick Observatory i Kalifornien från 2018 till 2019. Under de senaste åren har Keck-observationerna kompletterats med bilder tagna som en del av Twilight Zone-programmet och  Hubbles Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) –program har också använts.

Bilderna avslöjar ett spännande mönster av säsongsförändringar i Neptunus molntäcke och solcykeln - den period då solens magnetfält vänder vilket sker vart 11: e år då det blir trassligt likt en garnboll. Det är då antalet solfläckar och ökande solflare-aktivitet sker. När cykeln fortskrider bygger solens stormiga beteende till ett maximalt läge tills magnetfältet åter vänder polariteten. Därefter lugnar sig solen igen till ett minimum av solfläckar och solflares och en ny cykel börjar. 

 Forskargruppen fortsätter att spåra Neptuns molnaktivitet. Vi har sett fler moln i de senaste Keck-bilderna som togs under samma tid som NASA: s James Webb Space Telescope observerade planeten; dessa moln sågs särskilt på nordliga breddgrader och på höga höjder, vilket förväntas om man ser ett samband till observerade ökningen av solens UV-flöde under de senaste cirka 2 åren, säger de Pater.

De kombinerade data från Hubble, Webb Space Telescope, Keck Observatory och Lick Observatory kommer att möjliggöra ytterligare undersökningar av fysiken och kemin som leder till Neptunus dynamiska utseende vilket i sin tur kan bidra till att fördjupa astronomernas förståelse inte bara av Neptunus utan också av exoplaneter eftersom många av planeterna utanför vårt solsystem tros ha Neptunusliknande egenskaper. Resultaten från studien  publicerades i tidskriften Icarus.

Man kan ha funderingar på hur mycket solflares och solfläckar har på Jorden som ligger mycket närmre solen än Neptunus då det ger synbara effekter ändå ut till Neptunus (dock är dessa ej förstådda i dag om hur effekterna kan ske).

Bild vikipedia då Voyager 2 för första gången fotograferade molnskuggor på en annan planet här Neptunus. Det var den 25 augusti 1989.

NY stjärntyp upptäckt

 

En magnetar är en neutronstjärna med ett onormalt starkt magnetfält, cirka 1000 gånger starkare än en ordinär neutronstjärna

Magnetarer sig  är de starkaste magneterna i universum. Dessa supertäta, avsomnande stjärnor med extremt starka magnetfält finns i hela galaxen men astronomerna förstår inte exakt hur de bildas. Nu har forskare med hjälp av teleskop runt hela jorden, däribland anläggningarna vid Europeiska sydobservatoriet (ESO), undersökt en stjärna som troligen kommer att utvecklas till en magnetar i framtiden. Därmed har en ny typ av stjärna upptäckts – massiva magnetiska heliumstjärnor – som kan hjälpa oss att förstå magnetarers ursprung.

Trots att stjärnan HD 45166 har observerats i över hundra år har dess egenskaper inte kunnat förklaras i konventionella stjärnmodeller. Utöver att stjärnan ingår i ett dubbelstjärnsystem är rik på helium och är några gånger tyngre än solen har kunskapen om den varit mycket liten.

Shenar som för närvarande finns vid Centre for Astrobiology i Madrid i Spanien hade studerat liknande heliumrika stjärnor tidigare och trodde studier av magnetfältet i dubbelstjärnområdet  kunde lösa problemet. Man vet att magnetfält påverkar stjärnors beteende och detta skulle förklara varför klassiska modeller inte kan beskriva HD 45166, vilken finns 3 000 ljusår bort i Enhörningens stjärnbild. Jag kommer ihåg att jag fick en insikt när jag läste om forskningen: tänk om själva stjärnan är magnetisk? beskriver Shenar .

Shenar och hans forskargrupp observerade stjärnan med flera teleskop jorden runt. De huvudsakliga observationerna gjordes i februari 2022 med ett instrument på Canada-France-Hawaii Telescope som detekterar och mäter magnetiska fält. Forskarna använde även arkivdata tagna med FEROS-instrumentet (Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph) på ESO:s La Sillaobservatorium i Chile.

När observationerna var gjorda bad Shenar sin forskarkollega Gregg Wade, expert på stjärnors magnetfält vid Royal Military College i Kanada att undersöka datan. Wade bekräftade Shenars misstanke att stjärnan var magnetiskt.

Forskarna fann att stjärnan har ett extremt starkt magnetfält med en flödestäthet på mindre än 43 000 gauss, vilket innebär att HD 45166 är den mest magnetiska massiva stjärnan som man känner till. Hela ytan på denna heliumstjärna har ett magnetfält som är nästan 100000 gånger starkare än jordens skrev Pablo Marchant, astronom vid KU Leuven Institute of Astronomy i Belgien.

Observationen är därmed den första av en massiv magnetisk heliumstjärna. Stjärnan ger också ledtrådar till hur magnetarer, kompakta döda stjärnor med ett magnetfält mer än en miljon gånger starkare än det i HD 45166, bildas. Forskarnas beräkningar visar att denna stjärna troligen kommer att sluta sitt liv som magnetar. När den kollapsar under sin egen gravitation kommer magnetfältet att förstärkas och till slut blir stjärnan en mycket kompakt kärna med en magnetisk flödestäthet av omkring 100 000 miljarder gauss.

Shenar och hans forskargrupp fann även att HD 45166 har massa dubbelt så stor som solens och att dess kompanjon  kretsar mycket längre bort än tidigare varit känt. Dessutom indikerar studien att HD 45166 bildades genom att två mindre, heliumrika stjärnor, smälte samman.

Bild vikipedia Illustratörs intryck av HD 45166

NASA vill öppna möjligheten till privata rymdstationer

 

Snart kommer den internationella rymdstationen ISS att avvecklas.

Planen är ca 2030.  NASA lägger stor vikt vid en sömlös övergång till framtida privata rymdstationer i låg jordbana. Detaljer om den övergången utarbetas nu, säger byråtjänstemän.

Anledningen till att detta är så viktigt är att vi tror att effekterna av ett tidsgap skulle ge  problem, beskriver ISS-chefen, Robyn Gatens, under en paneldiskussion vid International Space Station Research and Development Conference tidigare i augusti.

Några viktiga aktörer som kan påverkas vid ett tidsgap inkluderar forskare som vill göra forskningsexperiment i rymden samt leverantörer av besättning och lasttransporter. Med tanke på NASA: s förväntade tvååriga övergångsperiod måste en kommersiell efterträdare vara i drift senast 2028 för att förhindra komplikationer. För att planera för en smidig förskjutning av forskning och verksamhet till privata rymdstationer till 2030 utfärdade Vita husets kontor för vetenskaps- och teknikpolitik en strategi i mars i år som beskriver en handlingsplan.

Politikens övergripande mål är att USA ska vara ledande till en framväxande marknadsplats driven av kommersiella och privata företag som nu bedriver LEO, vilket i slutändan gör det möjligt för NASA att upprätthålla en "oavbruten amerikansk närvaro" i låg jordbana. Efter att ISS går i pension 2030 kommer NASA sannolikt att driva ett nationellt laboratorium som skulle stödja olika kommersiella plattformar. Även om detaljerna är få förväntas LEO National Lab, som ännu är arbetsnamn som hänvisar till "låg jordbana", representera all statligt sponsrad forskning som ska utföras på en kombination av tillgängliga privata rymdstationer.

Tanken är att det ska vara plattformslösning. Så det är inte en enda plats, det är inte ett enda laboratorium, beskriver Gatens det. En viktig princip som vi ser på är att den måste stödja men inte konkurrera med kommersiella plattformar och tjänsteleverantörer.

För närvarande har ISS-partners inklusive Japan, Kanada och Europeiska rymdorganisationen (ESA) åtagit sig att stödja ISS fram till dess stegvisa pensionering planerad till 2030. Ryssland har bekräftat sitt stöd endast fram till 2028, varefter det kommer att fokusera på att bygga en egen rymdstation, vars första modul förväntas vara klar 2027.

Bild https://www.esa.int/

Hundraåriga stormar på Saturnus skapar svårförklarliga radiosignaler

 

Enorma stormar är vanliga på Saturnus. Så kallade  "Great White Spots". De bryter ut en gång vart 20:e eller 30:e år på Saturnus norra halvklot och rasar oavbrutet i månader. Astronomer har upptäckt sex av dessa stormar sedan 1876. Den senaste stormen slog till i december 2010 då NASA: s rymdfarkoster Cassini kretsade runt planeten och kunde registrera denna megastorms  200-dagars existens. Enligt de senaste radioteleskopskanningarna finns pågående effekter av megastormarna som utbröt på Saturnus för mer än 100 år sedan fortfarande  planetens atmosfär då de lämnat ihållande kemiska anomalier som forskare inte helt kan förklara. Med andra ord, långt efter att en megastorm bleknar bort varar dess inverkan på Saturnus väder under århundraden.

Med hjälp av Very Large Array radioteleskop i New Mexico såg studieförfattarna in  genom diset i Saturnus övre atmosfär i hopp om att hitta kemiska rester av megastormen 2010. Teamet hittade  också detta och utöver det även spår av de tidigare upptäckta fem registrerade megastormarna varav den tidigaste som nämnts ovan slog till 1876 utöver dessa spår efter en potentiellt tidigare ej upptäckt storm  som aldrig registrerats tidigare.

Tidigare stormars rester var synliga endast i radiovågsfrekvenser och hade formen av stora ammoniakgasanomalier. Saturnus översta molnskikt består huvudsakligen av ismoln bestående av ammoniak. I  observationerna såg forskarna regioner med oväntat låga ammoniakkoncentrationer strax under det översta molnskikt i områden från tidigare stormar. Under tiden, hundratals mil under samma atmosfäriska regioner ökade ammoniakkoncentrationerna till mycket högre nivå än normalt. Denna grumliga process verkar pågå i hundratals år efter att en storm försvunnet, beskriver forskarna.

Medan mekanismerna bakom dessa atmosfäriska anomalier - och bakom Saturnus megastormar i allmänhet - förblir ett mysterium. Studier av dem kan ytterligare bredda inte bara vår förståelse för hur jätteplaneter bildas utan även vad som driver stormsystem som Saturnus stora vita fläckar (Great White Spots) och som fick Jupiters stora röda fläck att växa sig så  oförklarligt stor, enligt forskarna.

Att förstå mekanismerna för de största stormarna i solsystemet sätter teorin om stormar i ett bredare kosmiskt sammanhang, utmanar vår nuvarande kunskap och driver gränserna för markbunden meteorologi framåt, beskriver huvudstudieförfattaren Cheng Li, som tidigare arbetat vid University of California, Berkeley och nu är biträdande professor vid University of Michigan, i ett uttalande.

Bild vikipedia diagram över Saturnus.