Amatörastronom upptäckte unik supernovarest

 

Under 2013 såg amatörastronomen Dana Patchick igenom bilder från arkivet Wide-field Infrared Survey Explorer och upptäckte då ett diffust, cirkulärt objekt i närområdet av stjärnbilden Cassiopeja. 

Han fann då att denna troliga nebulosa var intressant eftersom den var ljus i den infraröda delen av spektrumet, men praktiskt taget osynlig i de färger som är synliga för våra ögon. Dana lade till objektet i databasen hos amatörastronomgruppen Deep Sky Hunters, i tron att det var en planetarisk nebulosa – den tysta kvarlevan av stjärnor med en massa som liknar solens. Han döpte den till PA 30.

Professionella astronomer som plockade upp fyndet från databasen insåg att detta objekt var något mer än det först verkade. De anser numera  att det är resterna av den försvunna supernova som observerades och nedtecknades av kineser år 1181. PA 30  är en supernovarest i i supernovan SN1181. PA 30 är en extremt sällsynt typ av supernovarest. Tidigare hade SN 1181 (som den även kallas) potentiellt associerats med en pulsar känd som 3C 58, men i åldersbestämning av på detta objekt tyddes  att det var alldeles för gammalt för att associeras med de kinesiska registren på observationen av SN1181.  Även om PA 30 till en början flaggades som en potentiell planetarisk nebulosa, blev det snabbt uppenbart att den var allt annat än det.

I planetariska nebulosor har den centrala stjärnan tappat de flesta av sitt yttre lager vilket resulterar i att stjärnans fortfarande extremt heta kärna exponeras. Strålningen från denna stjärna värmer upp nebulosan som skapats och orsakar emissionslinjer i spektra. Dessa emissionslinjer saknades dock i spektrumet för PA 30.

Uppföljningsobservationer gjordes 2016. Dessa avslöjade vindar från den centrala stjärnan med "oöverträffade" hastigheter på 16 000 km/sek (5% av ljusets hastighet). Emissionslinjer hittades från den centrala stjärnan innehållande högjoniserat syre och kol. Men både den centrala stjärnan och nebulosan saknade väte och helium. Nebulosan expanderade med en hastighet på ungefär 1 100 km/sek – så mycket som 100 gånger mer än expansionshastigheten för en typisk planetarisk nebulosa.

Men dessa egenskaper stämmer inte heller helt överens med förväntningarna på en supernova. För det första var nebulosans expansionshastighet lägre än de flesta supernovors utkast. För det andra, även i de flesta supernovor borde väte och helium vara närvarande eftersom det är det yttre lagret av stjärnorna som sprängs bort vid explosionen.

En möjlig förklaring till dessa egenskaper kom 2019. Då föreslog astronomer att supernovan orsakades av en sammanslagning av två vita dvärgar som båda redan var tömda på dessa lättare grundämnen när de släppte ifrån sig sina atmosfärer i slutet av sin existens som stjärnor. Astronomer har även föreslagit att detta var en sammanslagning av en vit dvärg med en atmosfär av kol/syre och en med en atmosfär av syre/neon, vilket skapade en exceptionellt sällsynt typ av supernova känd som SN Type Iax. 

Detta förslag löser båda problemen. Den tidigare förlusten av atmosfären förklarar varför väte och helium inte var närvarande. Dessutom ger denna typ av supernova inte lika stor explosion som andra, vilket förklarar den lägre expansionshastigheten än väntat. I slutändan pekar alla tecken på att PA 30 är resterna av SN 1181. 

Detta gör den till den sjätte supernovaresten som har associerats positivt med en observation av en supernova i vår egen galax. Denna närhet kommer att göra det möjligt att studera efterdyningarna i aldrig tidigare skådad detalj för denna sällsynta typ av supernova

Bild https://www.universetoday.com/  Placeringen av potentiella rester av SN 1181 jämfört med det område som definieras av de begränsningar som anges i historiska dokument (i cyan). Från artikel av Dr. Schaefer.

Webbteleskopet kikar in i atmosfären på WASP-107b

 

WASP -107b är en gasplanet som befinner sig 200 ljusår ifrån jorden i Jungfruns stjärnbild.

WASP-107b kretsar kring en stjärna något kallare och mindre massiv än vår sol. Dess massa är likartad med Neptunus. Men storleken är mycket större och nästan i Jupiters storlek. Detta gör att WASP-107b är en ganska "fluffig" gasplanet jämfört med gasjättarna i vårt solsystem.

Men det gör det också möjligt för astronomer att se ungefär 50 gånger djupare in i dess atmosfär än det djup som är möjligt att se in i  Jupiters. Teamet av europeiska astronomer drog nytta av exoplanetens anmärkningsvärda fluffighet genom att observera den med Mid-Infrared Instrument (MIRI) på James Webb Space Telescope (JWST).

Denna möjlighet öppnade ett fönster att se djupt in i atmosfären och reda ut dess kemiska sammansättning. Möjligheterna till detta berodde på att spektralegenskaperna är mycket mer framträdande i en mindre tät atmosfär jämfört med en mer kompakt atmosfär. Studien som nyligen publicerats i Nature, beskriver förekomsten av vattenånga, svaveldioxid (SO2) och silikatmoln men däremot inga spår av metan (CH4). Metan finns på flera av vårt solsystems månar och gasplaneter.

Upptäckten ger viktig information om dynamiken och kemin i WASP-107b atmosfär. För det första antyder frånvaron av metan ett  varmt inre vilket ger en inblick i transporten av värmeenergi i planetens atmosfär. För det andra var upptäckten av svaveldioxid en stor överraskning. Tidigare beräkningar hade förutspått dess frånvaro, men nya klimatmodeller av WASP-107b:s atmosfär visar nu att i dess fluffiga gas bildas svaveldioxid. Även om dess ganska svala sol sänder ut en relativt liten mängd av högenergirika fotoner kan dessa nå djupt in i planetens atmosfär på grund av planetens fluffighet. Denna omständighet möjliggör de kemiska reaktioner som krävs för att producera svaveldioxid.

Molnen i atmosfären består av små silikatpartiklar, ett ämne som finns på många platser  då det är den primära beståndsdelen i sand. 

Det europeiska konsortiet som ingick i studien bestod av 46 astronomer från 29 forskningsinstitutioner i 12 länder. MPIA-teamet ( Max Planck institute for astronomy i Tyskland) bestod av Jeroen Bouwman, Paul Mollière, Thomas Henning, Oliver Krause och Silvia Scheithauer.

Bild https://www.mpia.de/ Konstnärligt koncept av exoplaneten WASP-107b och dess sol. © Illustration: LUCA School of Arts, Belgien/ Klaas Verpoest; Vetenskap: Achrène Dyrek (CEA och Université Paris Cité, Frankrike), Michiel Min (SRON, Nederländerna), Leen Decin (KU Leuven, Belgien) / Europeiskt MIRI EXO GTO-team / ESA / NASA

Kan fortplantning, graviditet, foster och babyliv fungera i rymden frågar sig forskare.

 

Människan kommer en dag att kolonisera en planet utanför Jorden. Troligen först Mars. Men många problem måste lösas innan dess. Människan är en känslig varelse då den kommer utanför Jorden. Vi måste ex lära oss att fortplanta oss på ett säkert sätt utanför Jorden beskriver den nederländske entreprenören Egbert Edelbroek.

Edelbroeks företag, Spaceborn United är banbrytande inom rymdsexforskning. Målet med forskningen är att människan ska kunna befruktas och föda på naturlig väg på ex Mars.

 Det är viktigt att mänskligheten kan kolonisera nya världar säkert.  Om man vill ha oberoende mänskliga bosättningar bortom jorden måste man ta itu med den reproduktiva utmaningen, beskriver Edelbroek.

Samlag i tomma rymden innebär många svårigheter främst bristen på gravitation - ett par skulle glida från varandra. 

Företaget började forska med möss i tyngdlöshet och gick så småningom över till mänskliga spermier och äggceller och har skapat en skiva som blandar cellerna med varandra ( i tyngdlöshet)  i syfte att producera ett livskraftigt embryo.

Det är som en "rymdstation för dina celler", säger Aqeel Shamsul, VD för brittiska Frontier Space Technologies, som arbetar med Spaceborn i projektet.

Embryo fryses sedan ner i kryogenform, för att pausa deras utveckling, men också för att skydda dem under återinträdet till jorden. Det handlar om mycket skakningar, vibrationer och G-krafter. Något man inte vill utsätta embryon för, beskriver Edelbroek.

Forskning pågår för närvarande i simulerade laboratorieförhållanden med partiell gravitation men Edelbroek säger att en uppskjutning med musceller är planerad till slutet av 2024 med en tidslinje på ytterligare "cirka fem eller sex år" för den första uppskjutningen med ett mänskligt embryo.

Men det är bara ett första litet steg. Ett stort etiskt steg återstår innan ett sådant embryo kan implanteras vid återinträdet till jorden efter sin resa i en kvinna på jorden för att föda det första barnet som avlats i rymden.

Man utsätter sårbara mänskliga celler, mänskliga embryon, för rymdens faror, strålning som är mycket högre än på jorden för olika gravitationsmiljöer som embryon aldrig är konstruerade för, beskriver Edelbroek.

Kroppsvätskor som dras neråt på jorden skulle dras uppåt i en miljö med låg gravitation vilket innebär utmaningar för människokroppen.

En vuxen kropp kan hantera vissa skillnader, men man vill inte utsätta ett växande, mer sårbart, foster för de här variablerna. Så man måste skapa den perfekta miljön först, beskriver Edelbroek.

En ny faktor inom rymdreproduktion är tillväxten av rymdturism som drivs av företag som SpaceX och Virgin Galactic.

Par på en rymdturismflygning kanske vill gå till historien som de första att bli gravida i rymden varnar Edelbroek och tillade att han konsulterade sektorn för att göra dem medvetna om riskerna.

Holländaren sa att han hade tvingats skala ner sina planer - vi har gått från galet ambitiösa till bara väldigt ambitiösa - när omfattningen av utmaningarna blev tydliga.

Ändå är han säker på att ett barn kommer att födas i rymden inom en eller två generationer.

Frågan är om det är något större problem? Vi ska veta att astronauter i dag äter och dricker i rymden utan att detta ställer till kaos i kroppen. Problemet är i så fall tyngdlösheten som försvagar muskler. Men detta bör vara ett mindre problem på en planet än i ett rymdskepp. Celibatliv är däremot säkrast i rymdskeppen. Nog klarar människan att leva i celibat under själva resorna.

Bild https://www.spacedaily.com/

14 tidigare okända transienta objekt har upptäckts

 

Transienta objekt är ex stjärnor som under en kort tid ger stor ljusstyrka för att sedan dämpas och kanske åter upprepar förloppet.

Ett internationellt forskarlag under ledning av Haojing Yan vid University of Missouri som använt NASA:s James Webb Space Telescope (JWST)  upptäckte 14 nya transienta objekt under sin time-lapse-studie av galaxhopen MACS0416 vilken finns cirka 4,3 miljarder ljusår från jorden. MACS0416 har beteckningen "julgransgalaxhopen".

Transienta objekt är ljusstarka ut under en kort tid. Det är som att kika genom ett förstoringsglas som skiftar i ljusstyrka då man ser på ett objekt. Just nu finns den sällsynta chansen som naturen har gett oss genom gravitationslinsning att få en detaljerad bild av enskilda stjärnor som befinner sig mycket långt bort. Även om vi för närvarande bara kan se de ljusaste stjärnorna där borta kommer man att kunna avgöra hur många ljusstarka stjärnor det finns och hur massiva de är.

Med hjälp av JWST:s avancerade tekniska kapacitet bekräftade Yan och hans team där Mizzou-doktoranden Bangzheng Sun ingick vad som orsakar galaxhopens flimrande transienter vilka forskare såg för första gången för flera år sedan då med hjälp av NASA:s rymdteleskop Hubble.

Vi kan se så många transienter i vissa områden i det här området på grund fenomenet gravitationslinsing som förstorar galaxer bakom denna hop säger Yan. 

Gravitationslinsning kan ses som ett naturligt förstoringsglas. Ett baturfenomen som kan användas i vissa sammanhang och riktningar.

Forskarlaget upptäckte transienterna genom att studera fyra uppsättningar bilder tagna av galaxhopen under en period av 126 dagar. Yan är särskilt exalterad över att två av transienterna är supernovor – stjärnor i slutet av sin livslängd – teamet kan använda dem för att studera dessa supernovors galaxer.

De två supernovorna och de andra tolv extremt förstorade stjärnorna är av olika karaktär alla är lika intressanta. Vi har spårat förändringen i ljusstyrka över tid genom deras ljuskurvor och genom att i detalj undersöka hur ljuset förändras så småningom kommer vi att kunna veta vilken typ av stjärnor de är. Ännu viktigare är att vi kommer att kunna förstå den detaljerade strukturen av dem genom användning av gravitationlinsning och hur det relaterar till fördelningen av mörk materia. Det här ger en helt ny syn på universum  möjlig genom JWST, beskriver Yan.

Webbteleskopet har öppnat många nya möjligheter att se på och förstå universum

Bild https://showme.missouri.edu/ En sammansatt färgbild av galaxen MACS0416 med hjälp av data från fyra uppsättningar bilder tagna på galaxhopen under en period av 126 dagar. De områden där transienterna finns är markerade. Foto med tillstånd av Bangzheng Sun.

Fosfor har överraskande upptäckts i Vintergatans utkant

 

Fosfor är ett icke-metalliskt grundämne tillhörande kvävegruppen. Fosfor ingår i kemiskt bunden form i RNA och DNA och är nödvändig för alla levande celler. Fosfor kan inte hittas i fri form i naturen, på grund av hög kemisk reaktionsförmåga.”wikipedia” 

Tre kemister vid University of Arizona, ankutna till University of Arizonas Department of Astronomy and Steward Observatory har upptäckt fosfor i utkanten av Vintergatan. I sin studie som beskrivits i tidskriften Nature, har Lilia Koelemay, Karlie Gold och Lucy Ziurys beskrivet gasmolnet WB89-621 som finns i utkanten av Vintergatan.

Tidigare forskning har visats att fosfor finns nära solen och även andra inre delar av Vintergatan. Men detta är första gången det observerats i Vintergatans yttre del. Tidigare fynd har inte varit överraskande eftersom forskning har visat att fosfor skapas när kiselatomer i stjärnor (som solen) binder till neutroner. En sådan stjärnnukleosyntes tros vara förklaringen till tidigare observerad fosfor.

Det verkar förklara varför fosfor inte har hittats längre bort från solen eller stjärnors närhet då det inte finns något rimligt sätt för fosfor att finnas där. I den nya studien studerade forskarna den kemiska sammansättningen av gasmolnet WB89-621, som finns nära Vintergatans ytterkant och upptäckte  då fosfor där.

I sitt arbete utförde forskarna en millimeterspektraanalys när de noterade rotationslinjer som tyder på närvaro av fosfor i molnet som finns på ett avstånd på 22,6 kpc från Vintergatans centrum. De noterade också att supernovor inte existerar i Vintergatans yttre regioner, vilket tyder på att fosforn de observerade måste komma ur en annan källa.

Forskarna konstaterar att två möjliga källor båda två är inte trovärdiga i detta fall. Galaktiska fontäner (där material från supernovor förflyttas via cirkumgalaktiska effekter och/eller haloeffekter), då dessa moln som skapas av sådana fontäner inte finns i Vintergatans yttre på ett avstånd som kan förklara fosforn i gasmolnet.

En annan möjlig förklaring skulle kunna vara ett bidrag från en extragalaktisk källa, till exempel det Magellanska molnet och dess stjärnor som finns i området. Men det verkar också osannolikt konstaterar de, eftersom sådana källor sällan har tillräckligt med metaller som behövs för att producera de mängder fosfor som  upptäckts och då kunde tagit vägen in i gasmolnet.

Forskarlaget drar slutsatsen att andra möjliga källor måste sökas för att fastställa källan till den fosfor de hittade.

Så ingen förklaring till källan finns ännu. Kan någon kemisk process i gasmolnet WB89-621 vara den troliga förklaringen. Något man hittills förbisett att undersöka eller hittat och som kan ske i vissa gasmoln?

Bild vikipedia Illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbilden från NASA).

Universums tidiga galaxer är ljusstarkare än de teoretiskt borde vara.

 

Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) har upptäckts att nästan alla universums tidigaste galaxer var fyllda med bländande gasmoln som lyste starkare än de framväxande stjärnorna i molnet. Fenomenet som kan hjälpa till att lösa ett mysterium som hotar nuvarande teori om kosmos.

Galaxer bildades så tidigt som ca 500 miljoner år efter Big Bang, då som oregelbundna mindre stjärnhopar med en ljusstyrka som är svår att förklara: Ljusstyrka av denna storlek borde bara komma kunna komma från massiva galaxer med lika många stjärnor som Vintergatan. Men tidiga galaxer tog form på en bråkdel av den tid en det tog för vår galax att bildas och var lika ljusstarka.

Upptäckten hotar att vända upp och ner på fysikernas förståelse av hur galaxer bildas och  den vanligaste kosmologiska modellen som säger att några miljoner år efter Big Bang (för 13,8 miljarder år sedan) kondenserades energi till materia från vilken de första stjärnorna långsamt bildades.

Men då JWST kom i drift upptäcktes alldeles för många stjärnor i denna tid. Nu har astronomer hittat ett möjligt svar (en ny teori): en stor grupp av 12 miljarder år gamla galaxer, varav nästan 90 procent av dessa var insvepta i ljusstark gas som kan ha antänts av ljuset och hettan från de omgivande stjärnorna vilket utlöste intensiva utbrott av stjärnbildning då gasen svalnade. Den nya forskningsteorin har godkänts för publicering i The Astrophysical Journal.

Vår artikel bevisar att växelverkan med granngalaxerna är orsaken till den ovanliga ljusstyrkan hos tidiga galaxer, beskriver huvudförfattaren Anshu Gupta, astrofysiker vid Curtin University i Australien, till Live Science. Den explosionsartade stjärnbildning som utlöstes av växelverkan kan också förklara de tidiga galaxernas massiva natur, påtalar han.

Växelverkan mellan stjärnor och gas vilket då kan förklara ljusstyrkan.

Astronomer upptäckte de ljusstarka gasmolnen i data som samlats in som en del av JWST:s Advanced Deep Extragalactic Survey, där tre av teleskopets instrument användes för att samla in infraröda bilder av galaxer för spektral analys.

Jag anser att ovan nya teori om växelverkan  är mycket trovärdig.

En bild från https://www.livescience.com   tagen av James Webb Space Telescope av galaxen MACS0647-JD enbart 400 miljoner år efter Big Bang. (Bildkredit: NASA, ESA, CSA, & STScI, APagan (STScI)/ Alamy Live News via Digitaleye)

Vintergatsliknande galax funnen i det tidiga universum.

 

Med hjälp av James Webb Space Telescope har ett internationellt forskarlag, där bland annat astronomen Alexander de la Vega vid University of California, Riverside ingick upptäckt den mest avlägsna stavspiralgalaxen som någonsin hittats med utseende  som Vintergatan. Fram tills nu har man ansett att stavspiralgalaxer som Vintergatan inte   kunde ha bildats så tidigt i universum. Universum uppskattas vara 13,8 miljarder år gammalt så tidigt i universums ålder. 

Den här galaxen som fått namnet ceers-2112 bildades va 1 miljard år efter Big Bang, beskriver medförfattaren till studien de la Vega, postdoktoral forskare vid institutionen för fysik och astronomi vid Centro de Astrobiología i Spanien (tidigare ansågs spiralgalaxer inte ha bildats förrän några miljarder år efter BigBang). Forskningsresultatet publicerades i Nature i veckan, leddes av forskare vid Centro de Astrobiología i Spanien.

Upptäckten av ceers-2112 visar att galaxer i det tidiga universum kan vara lika välordnade som Vintergatan. Detta är förvånande eftersom galaxer som tidigare hittats var mycket mer kaotiska i det tidiga universum och inte ansågs ha liknande strukturer som Vintergatan så tidigt av universums existens.

Kan vi ha misstolkat vad BigBang var? Kan galaxer redan ha skapats vid stjälva BigBang? Knappast troligt. Men funderingar uppstår på om BigBang gjorde en reva i tid och rum vid dess början. Kan ex ovan galax ha flutit ut i tid och rum miljarder år framåt i tiden och hamnat i universums första tid. Kanske formats under samma tid som stjärnhopar formade  Vintergatan?

Bild https://news.ucr.edu/ Konstnärlig framställning av den spiralformade galaxen ceers-2112, observerad i det tidiga universum. Jorden reflekteras i en illusorisk bubbla som omger galaxen, vilket ska påminna om likheten mellan Vintergatan och ceers-2112. (Luca Costantin/CAB/CSIC-INTA)