En mycket gammal radiovågsexplosion i tid och rum kan användas till att väga universum

 

Astronomer har upptäckt den äldsta radiosignalen dom hittills och tänker använda den för att hitta den saknade halvan av universums materia.

Signalen är en snabb radioblixt som kallas FRB 20220610A och sändes ut 8 miljarder år bakåt i universums förflutna och dess ljus pulserade  från centrum av tre galaxer som ses  sammanslås.

Forskarna publicerade sin upptäckt den 19 oktober i tidskriften Nature. Om vi räknar ihop mängden normal materia i universum – de atomer som vi alla består av – finner vi att mer än hälften av det som borde finnas där idag saknas, beskriver studiens huvudförfattare Ryan Shannon, professor i astrofysik vid Swinburne University i Australien. Vi tror att den försvunna materian finns mellan galaxerna, men den kan vara så varm och diffus att den är omöjlig att se med dagens teknik, tillägger han.

Materia kan inte försvinna utan bara omvandlas till ny form. Kan den ha omvandlats till mörk materia? Min tanke.

För närvarande finns det två sätt att approximera den materia som finns i universum. I den första används gravitationslinser för att se hur materia förvränger ljusets väg från avlägsna galaxer genom rymden och den andra ser på universums första ljus från den kosmiska mikrovågsbakgrunden – reststrålning från Big Bang som kan avslöja var materia klumpade ihop sig i universums gryning och hur den utvecklats över tid. 

Problemet är  att dessa två metoder inte stämmer överens resultatmässigt vilket skapar en diskrepans som kallas Sigma-8-spänning och som hotar att slita sönder standardteorin om kosmologi. 

Var den försvunna materian kan finnas är inte förstått men astronomer har en föraning om att den finns i den intergalaktiska rymden i form av stora diffusa moln av gas och stoft. Men för att mäta dessa moln behöver astronomer kraftfulla ljuskällor för att finna den.

Snabba radioblixtar är perfekta för detta då de laddar ur sig mer energi på några millisekunder än vad solen gör på ett år. Astronomer har länge förbryllats över vad källan till dessa plötsliga, ljusa blixtar är. Men eftersom radioblixtar främst får utbrott i galaxer som ligger miljoner till miljarder ljusår bort och blossar upp snabbt är det svårt att vara på rätt plats och ha telekop riktat dit.  En känd källa till radioblixtar är en radiopulsar eller en magnetar ett starkt magnetiserat snabbt roterande skal av en slocknad stjärna. Utrustade med ovanligt starka magnetfält som är biljoner gånger kraftfullare än jordens snurrar de avslocknade stjärnorna i rymden och sveper ut strålar av intensiva radiovågor från sina poler som gigantiska fyrar.

Fram tills nu har astronomer bara upptäckt utbrott från lite mer än 5 miljarder år bak i universums förflutna vilket är för ungt för att göra denna beräkning. Den nu snabba radioblixten kan spåras 8 miljarder år tillbaka i universums 13 miljarder år gamla ålder ger nytt hopp om arbetsmetoden.

Även om vi fortfarande inte vet vad som orsakar dessa massiva utbrott av energiutbrott är snabba radioblixtar vanliga händelser i kosmos och vi kommer troligen att kunna använda dem för att upptäcka matera mellan galaxer och bättre förstå universums struktur (om det finns där), beskriver Shannon. Men det förutsätter att vi har uppmärksamheten riktad mot den plats en radioblixt uppkommer och det är svårt innan vi vet hur de uppkommer och kan rikta teleskopen dit vi förväntar oss en blixt i närtid.

Inlägget har sitt ursprung från en artikel Live Science av Ben Turner en brittisk skribent på vilken skriver om fysik, astronomi, teknik och klimatförändringar. Han tog examen från University College London med en examen i partikelfysik innan han utbildade sig till journalist.

Bild https://www.pexels.com/

Svarta hål kan finnas som par.

 

Svarta hål har en otrolig densitet och en så stark gravitationskraft att ingenting inte ens ljus kan ta sig ut från dessa om det fångas in. Ett svart hål skulle kunna packa ihop jordens massa till ett utrymme stort som en ärta.

Forskare från University of Southampton har tillsammans med kollegor vid universiteten i Cambridge och Barcelona visat att det är teoretiskt möjligt att svarta hål existerar som balanserade par – som hålls i jämvikt av en kosmologisk kraft (gravitation) – men ses som ett enda svart hål i ett teleskop.

Studien genomfördes av professor Oscar Dias (University of Southampton), professor Gary Gibbons (University of Cambridge), professor Jorge Santos (University of Cambridge) och Dr Benson Way (University of Barcelona). Studien publicerades i en artikel med titeln "Static Black Binaries in de Sitter Space" publicerad i tidskriften Physical Review Letters och granskad som en Viewpoint-artikel.

Konventionella teorier om svarta hål baserade på Einsteins allmänna relativitetsteori beskriver hur statiska eller snurrande svarta hål kan existera på egen hand, isolerade i rymden (utan samband med en galax). Svarta hål som av någon anledning hamnat som par skulle så småningom av gravitation enligt teorin  sammanslås till ett enda svart hål.

Detta är sant om man antar att universum är statiskt. Men hur är det med ett  universum som ständigt är i rörelse (som vårt där en ständigt ökande expansion sker)? Kan då par av svarta hål existera i harmoni i ett ständigt expanderande universum och då inte upptäckas som två stycken?

Standardmodellen i kosmologin utgår från att Big Bang gav upphov till universum och att det för cirka 9,8 miljarder år sedan dominerades av en mystisk kraft, kallad "mörk energi", som accelererar universum i en konstant ökande takt, beskriver professor Oscar Dias vid University of Southampton.

Forskare hänvisar till denna mystiska kraft som en "kosmologisk konstant". I ett universum som förklaras utifrån Einsteins teori utifrån en kosmologisk konstant finns svarta hål i en kosmologiskt accelererad bakgrund. Detta flyttar de teoretiska målstolparna av hur svarta hål kan interagera och existera tillsammans.

Genom komplexa numeriska metoder visar teamet bakom den senaste studien att två statiska (icke-spinnande) svarta hål kan existera i jämvikt – deras gravitation till varandra kompenseras av expansionen i samband med en kosmologisk konstant. Till och med i accelerationen av ett ständigt ökat expanderande universum förblir de svarta hålen låsta på ett fast avstånd från varandra. Hur mycket expansionen än försöker dra isär dem, kompenserar gravitationsattraktionen detta.

Sett på avstånd skulle ett par svarta hål vars attraktion kompenseras av den kosmiska expansionen se ut som ett enda svart hål. Det gör det svårt att upptäcka om det är ett enda svart hål eller ett par av dem, tillägger professor Dias.

Professor Jorge Santos vid University of Cambridge tillägger: Vår teori är bevisad för ett par statiska svarta hål, men vi tror att den kan tillämpas på snurrande hål också. Det verkar också troligt att vår lösning skulle kunna gälla för tre eller till och med fyra svarta hål vilket öppnar upp för en hel rad möjligheter.

Bild vikipedia av: Simulering av hur ett svart hål framför Vintergatan skulle se ut. Det svarta hålet har 10 solmassor och ses här från ett avstånd på 600 km. För att upprätthålla detta avstånd krävs en motacceleration på omkring 400 miljoner g.

NY upptäckt i Jupiters atmosfär.

 

NASA:s James Webb Space Telescope har upptäckt en tidigare okänd funktion i Jupiters atmosfär. Det är en snabb jetström som sträcker sig 4800 kilometer över Jupiters ekvator ovan de stora molntäckena. Upptäckten av denna jetstråle ger insikter i hur lagren i Jupiters turbulenta atmosfär interagerar och visar hur Webb kan spåra egenskaper som dessa.

Det här är något som överraskade oss totalt, beskriver Ricardo Hueso vid Baskiens universitet i Bilbao, Spanien, huvudförfattare till artikeln som beskriver upptäckten och som nyligen publicerades i Nature Astronomy.

Det som vi alltid har sett som suddigt dis i Jupiters atmosfär framstår nu i skarpa drag som vi nu kan se följer  planetens snabba rotation, tillägger Hueso.

Forskargruppen analyserade data från Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera). Data som insamlats i juli 2022. Även om olika markbaserade teleskop, rymdfarkoster som NASA:s Juno och Cassini och NASA:s rymdteleskop Hubble har observerat Jupiter-systemets förändrade vädermönster har Webbteleskopet tillhandahållit nya upptäckter om Jupiters ringar, månar och atmosfär, noterade  Imke de Pater vid University of California, Berkeley.

Jupiter skiljer sig från jorden på många sätt då Jupiter är en gasjätte och jorden är en stenig tempererad värld men båda planeterna har skiktad atmosfär. Våglängder av infrarött ljus, synligt ljus, radio- och ultraviolett ljus som man observerat Jupiter med under tidigare uppdrag har visat att det i lägre, djupare lager av planetens atmosfär finns stormar och ammoniakismoln.

Den nyupptäckta jetströmmen färdas i en hastighet av cirka 515 kilometer i timmen vilket är dubbelt så snabbt som en kategori 5-orkan här på jorden. Jetströmmen finns cirka 40 kilometer ovanför molnen i Jupiters lägre stratosfär.

Forskarna ska göra ytterligare observationer av Jupiter med Webbteleskopet  för att avgöra om jetströmmens hastighet och höjd förändras över tid.

Medverkande i studien var Ricardo Hueso (Hueso) (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatoriet i Paris), Leigh Fletcher (University of Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley)

Bild vikipedia på Jupiter tagen 1979 från Voyager 1. Bilden har förbättrats för att framhäva detaljer.

Gasjätteplaneter är vanligare i vissa solsystem i Vintergatan

 

En gasjätte (även kallad jätteplanet eller gasplanet) är en typ av planet som mestadels består av gas eller flytande materia men med en fast kärna.

Ett team av astronomer och astrofysiker från INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo dell'Osservatorio 5, Universidad Diego Portales, University of Exeter och Sorbonne Université  har funnitatt gasjättar kan vara vanligare i vissa delar av Vintergatan. I studien som publiceras i tidskriften Nature Communications, analyserade gruppen massan och rörelsen av 30 stjärnors planetsystem i Beta Pictoris Moving Group. 

Forskning har tidigare antytt att gasjättar som i vissa avseenden liknar Jupiter, troligen lättast bildas runt stjärnor med egenskaper som liknar solen. Men att hitta  gasplaneter har visat sig svårt.

I sitt arbete fokuserade forskargruppen på 30 stjärnor i ovan grupp för att bestämma deras massa och rörelser. Teamet valde gruppen av flera anledningar: Den är relativt liten. Det är mycket utrymme mellan stjärnorna och de är ganska unga. De resonerade att gasjättar kan vara mer benägna att utvecklas på sådana platser. Teamet hittade bevis på den potentiella existensen av gasjättar i 20 av de solsystem som de studerade  och fann troliga gasplaneter – som alla (om de kan bevisas existera vid fortsatta analyser)  kretsar långt från sin stjärna.

Mer arbete krävs för att bekräfta resultatet. Forskarna menar också att det verkar vara mer sannolikt att gasjättar bildas i små stjärngrupper något som vanligtvis inte har varit i fokus i forskningsinsatser inom detta område. Och det, påpekar de, tyder på att det kan finnas många fler gasjättar än man tidigare förmodat.

Bild vikipedia på Gasjätteplaneten Jupiters uppbyggnad. Denna genomskärning av Jupiter visar en modell av det inre av Jupiter förmodligen finns en stenig kärna täckt av ett djupt lager av metalliskt väte.

Där nya stjärnor inte borde finnas men likväl finns .

 

James Webb Space Telescope har bekräftat att det sker nybildning av stjärnor nära Vintergatans centrala svarta hål. En plats där så inte borde kunna ske.

Detta då det i närområdet av galaxens svarta hål finns stark strålning och stark gravitation vilket borde vara extremt ogästvänliga förhållanden för nybildning av stjärnor.

I årtionden har astronomer observerat unga stjärnor nära Vintergatans centrum. En stjärnhop där känd som IRS13 upptäcktes för över 20 år sedan. Genom att kombinera data från många olika teleskop har astronomer bekräftat att stjärnorna i IRS13 bara är cirka 100 000 år gamla, kosmiskt nyfödda jämfört med jordens sol (4,6 miljarder år gammal), för att inte tala om Vintergatan själv (13,6 miljarder år gammal).

Analysen av IRS13 och den åtföljande tolkningen av hopen är det första försöket att lösa ett decennium gammalt mysterium om de oväntat unga stjärnorna i Vintergatans centrum vilket beskrivs i en ny studie där huvudförfattaren är Florian Peißker, astronom vid Kölns universitets institut för astrofysik.

Peißker och hans kollegor anser att stjärnhopen kan vara nyckeln till att förstå hur så unga stjärnor hamnade där de inte borde finnas.

Vi har samlat in omfattande bevis för att mycket unga stjärnor inom det supermassiva svarta hålets räckvidd kan ha bildats i stjärnhopar som IRS13. Det är också första gången vi har kunnat identifiera stjärnpopulationer av olika åldrar – heta huvudseriestjärnor och unga framväxande stjärnor – i en stjärnhop så nära Vintergatans centrum, beskriver Florian Peißker.

Observationerna tyder på att vissa stjärnor i IRS13 (de heta huvudseriestjärnorna) kan ha kommit till längre ut i  galaxen (längre från det centrala svarta hålet) och sedan migrerat närmare IRS13 och det svarta hålet tills de slutligen fångades in av dess gravitationskraft. När IRS13-hopen drogs in mot set svarta hålet bildades en bogchock – en ansamling av material där spetsen på hopen plöjde genom det stoftrika interstellära mediet, ungefär som fören på ett skepp som skär genom vattnet – vilket stimulerade fler stjärnor att bildas.

 Stjärnbildningsområdet beskrevs i en artikel publicerad den 10 oktober i The Astronomical Journal.

Bild vikipedia Vintergatsbandet i riktning mot Skytten.

Den kryovulkaniska kometen 12P/Pons-Brooks kommer som närmst Jorden under 2024

 

En enorm vulkanrik aktiv komet stor som en liten stad har haft ett vulkanutbrott för andra gången på fyra månader på sin färd mot solen. Likt tidigare utbrott kastades moln av is och gas ut i form av ett gigantiskt par av horn ut ur kometen.

Kometen som fått namnet 12P/Pons-Brooks är en kryovulkanisk komet (innebärande att den har aktiva isvulkaner). Kometen har en solid kärna med en uppskattad diameter på 30 kilometer och består av en blandning av is, damm och gas. En Blandning som kallas kryomagma. Kometen är omgiven av ett suddigt moln av gas som kallas koma och som läcker ut ur kometens inre.

Det sker då solstrålning värmer upp kometens inre och det då byggs upp ett tryck som gör att kometen exploderar våldsamt och skjuter ut frostig ismagma  i rymden genom stora sprickor i kärnans skal. Den 5 oktober upptäckte astronomer ett stort utbrott från kometen efter att kometen blivit dussintals gånger ljusare på grund av det extra ljus som reflekterades från dess expanderade koma, enligt British Astronomical Association (BAA), som övervakar kometen. 

Under de följande dagarna expanderade kometens koma ytterligare och utvecklade då sina "märkliga horn", rapporterade Spaceweather.com. 

Kometen är för närvarande på väg mot det inre av solsystemet där den kommer att slungas runt solen på sin mycket elliptiska 71-åriga bana runt solen. Den följer en liknande bana som den gröna kometen Nishimura  gjorde den 17 september 2023. 

12P/Pons-Brooks kommer att nå sin närmaste punkt till jorden den 21 april 2024, då  kan den bli synlig för blotta ögat innan den slungas tillbaka mot det yttre av solsystemet. Den kommer sedan inte tillbaka förrän 2095.

Bild vikipedia Skiss av kometen av astronom E.E. Barnard den 20 januari 1884.

Kvartskristall upptäckt i moln på WASP-17 b

 

WASP-17b är en exoplanet i stjärnbilden Skorpionen som kretsar kring stjärnan WASP-17 som ligger 1300 ljusår från oss.

Kvartskristall är ett mineral, ett av de vanligaste mineralerna i jordens kontinentala skorpa och består av kisel och syre.

Forskare från Cornell University har nu med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope (JWST)upptäckt att det finns  kvartsnanokristaller i höghöjdsmoln över WASP-17 b. Upptäckten gjordes med MIRI (Webb's Mid-Infrared Instrument). Detta är första gången som kiseldioxidpartiklar (SiO2) har upptäckts i en exoplanets atmosfär.

Kvartskristallerna är endast cirka 10 nanometer i diameter (en miljondels centimeter) små nog för att 10000 skulle kunna passa sida vid sida över ett mänskligt hårstrå. Deras existens rapporterades i artikeln "JWST-TST DREAMS: Quartz Clouds in the Atmosphere of WASP-17b", publicerad i Astrophysical Journal Letters den 16 oktober.

WASP-17 b  är mer än sju gånger större än Jupiter men med en massa mindre än hälften av Jupiters vilket gör WASP-17 b till en av de största och "svulstigaste" kända exoplaneterna. Detta, tillsammans med dess korta omloppstid runt sin sol på 3,7 jorddagar gör planeten idealisk för transmissionsspektroskopi: en teknik som innebär att man mäter filtrerings- och spridningseffekterna från en planets atmosfär mot stjärnljuset för att upptäcka egenskaper i dess sammansättning.

Till skillnad från mineralpartiklar som finns i moln över jorden, sveps inte kvartskristallerna som detekterats i molnen på WASP-17 b  uppstigna av väder och vind från en stenig yta. Istället har de sitt ursprung och bildande i själva atmosfären.

WASP-17 b har en temperatur av cirka 1500 Celsius trycket där kvartskristallerna bildas högt upp i atmosfären är ungefär en tusendel av vad vi upplever på jordens yta. Under dessa förhållanden kan fasta kristaller bildas direkt utan att först gå igenom en vätskefas, beskriver huvudförfattaren till studien David Grant vid University of Bristol.

Exakt hur mycket kvartkristaller det finns och hur utbredda molnen med dessa är är svårt att avgöra, men teamet hoppas kunna undersöka detta genom att kombinera observationerna av WASP-17b med andra observationer av systemet med hjälp av JWST, skriver medförfattare Nikole Lewis docent i astronomi vid College of Arts and Sciences, medlem i Carl Sagan Institute och ledare för Webb Guaranteed Time Observation (GTO)-program. 

WASP-17 b är en av tre planeter som JWST Telescope Scientist Team's Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres using Multi-instrument Spectroscopy (DREAMS) har som mål att samla in en omfattande uppsättning observationer från: en het Jupiter (WASP-17 b) de övriga är en varm Neptunus och en tempererad stenplanet. Men det framgår inte vilka dessa är i artiklen från Cornwell University från vilket detta inlägg har som utgångspunkt.

MIRI-observationerna av den heta Jupiterlika WASP-17 b gjordes som en del av GTO-programmet med nr 1353.

Bild vikipedia på storleksjämförelse mellan Jupiter och WASP-17b.