I ett åskväder uppstår gammastrålning.

 

Med hjälp av rymdteleskop Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope är ett rymdbaserat teleskop avsett för kosmisk gammaastronomi.)  har NASA upptäckt utbrott av gammastrålning (gammastrålning är joniserande strålning av fotoner.) – några av de mest energirika slagen i universum av åskväder. Gammastrålning kommer annars vanligtvis från objekt med extrem fysik som neutronstjärnor och svarta hål.

Åskväder bildas när varm, fuktig luft nära marken börjar stiga och möter kallare luft. När den varma luften stiger kondenserar fukt till vattendroppar. De uppåtgående vattendropparna stöter på nedåtgående iskristaller och skalar av elektroner vilket skapar en statisk laddning i molnet. Toppen av åskmolnet blir då positivt laddat och botten negativt laddat vilket kan liknas vid de två ändarna av ett batteri. Till slut byggs de motsatta laddningarna upp tillräckligt för att övervinna den omgivande luftens isolerande egenskaper och blixtar uppstår. När dessa blixtars elektroner stöter på luftmolekyler avges en markbunden gammablixt, vilket innebär att åskväder skapar några av de största energiformerna av ljus i universum.

Men det är inte allt. Ett åskväder kan också producera antimateria. Detta sker ibland genom att en gammastråle tränger in i en atom och producerar en elektron och en positron som är en elektrons antimateria motsats. Forskare misstänker att blixten i ett åskväder omkonfigurerar molnets elektriska fält. I vissa fall gör detta att elektroner kan rusa mot den övre delen av åskmolnet med nästan ljusets hastighet. Det gör åskväder till de mest kraftfulla naturliga partikelacceleratorerna på jorden!

Bild https://www.pickpik.com/

Hubbleteleskopet och galaxen UGC 11105

 

Ovan ses den svagt lysande spiralgalaxen UGC 11105 som finns cirka 110 miljoner ljusår från jorden i stjärnbilden Herkules. Bilden är tagen av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble.

Astronomer har olika sätt att kvantifiera hur ljusa himlakroppar är. Skenbar magnitud är en av dessa metoder. Den beskriver hur ljust ett objekt verkar för en observatör på jorden vilket inte är samma sak som att mäta hur ljust ett objekt faktiskt är; eller dess inneboende ljusstyrka. Den skenbara magnituden beror i hög grad på ett objekts närhet till jorden.

För att bättre förstå vad skenbar magnitud är så är exemplet gatlyktor lämpligt. Varje lyktstolpe avger lika mycket ljus, men ljuset från en gatlykta närmare dig ses mycket starkare än ett ljus flera kvarter bort. Detta fastän varje gatlykta har samma ljusstyrka är var och ens skenbara ljusstyrka annorlunda beroende på avståndet till betraktaren. Samma sak gäller stjärnor (vi tänker då stjärnor med samma ljusstyrka inte stjärnor av skilda storlek mm).

UGC 11105 har en skenbar magnitud eller ljusstyrka, på cirka 13,6 i det ljus som våra ögon är känsliga för, så kallat synligt (optiskt ljus). Men bilden ovan innehåller också ultraviolett data vilket gör att vi kan se våglängder bortom de som det mänskliga ögat kan se. På grund av sin närhet och vårt perspektiv här på jorden verkar solen vara cirka 14 tusen biljoner gånger ljusare än UGC 11105, trots att UGC 11105 är en hel galax innehållande miljarder stjärnor. Hubbles känslighet och läge ovanför jordens ljusförvrängande atmosfär gör det möjligt för Hubble att upptäcka utomordentligt ljussvaga objekt i synligt ljus, ultraviolett ljus och en liten del infrarött ljus (infrarött ljus däremot ses mycket bättre med James Webbteleskopet som är speciellt teleskop för detta lag av ljus).

Bild  https://science.nasa.gov  ljus både synligt och ultravioletta våglängder utgör denna bild från rymdteleskopet Hubble av spiralgalaxen UGC 11105. ESA/Hubble och NASA, R. J. Foley (UC Santa Cruz)

Asteroiden som slog ner nära Berlin den 21 januari 2024

 

Den officiella klassificeringen överensstämmer nu med vad många misstänkte efter att bara ha sett på bilderna av de märkliga meteoriterna som slog ner nära Berlin den 21 januari 2024.

"De var svåra att hitta eftersom de på avstånd ser ut som annan sten i terrängen", beskriver meteorastronomen Peter Jenniskens vid SETI-institutet.

Jenniskens reste från San Francisco till Berlin för att söka igenom fälten strax söder om byn Ribbeck tillsammans med Museum für Naturkunde (MfN) forskaren Dr. Lutz Hecht och guidade ett team av studenter och personal från MfN, Freie Universität Berlin, Deutches zentrum für Luft und Raumfahrt och Technische Universität Berlin dagarna efter fallet i sökandet.

"Även med fantastiska anvisningar från meteorastronomerna Dr. Pavel Spurný, Jiří Borovička ochLukáš Shrbený från det astronomiska institutet vid den tjeckiska vetenskapsakademin, som beräknade hur de starka vindar påverkat meteoriterna vid dess färd ner på jorden. De förutspådde att dessa kunde vara sällsynta enstatit-meteoriter baserat på ljuset från eldklotet men de var svåra att finna." beskriver Jenniskens. 

Till skillnad från andra meteoriter som har en tunn skorpa av svart glas bildad av värmealstringen vid nedfärden genom atmosfären har dessa meteoriter en mestadels genomskinlig glasskorpa.

"Vi upptäckte meteoriterna först efter att ett polskt team av meteoritjägare hade identifierat det första fyndet och kunde visa oss vad vi skulle leta efter", beskriver Jenniskens. "Efter det gjordes våra första fynd snabbt av Freie Universität-studenterna Dominik Dieter och Cara Weihe."

Meteoriterna är fragment av den lilla asteroiden 2024BX1  som först upptäcktes med ett teleskop vid Konkoly-observatoriet i Ungern av astronomen Dr. Krisztián Sárneczky, spårades och sedan förutspåddes träffa jordens atmosfär av NASA:s Scout och ESA:s Meerkat Asteroid Guard-system, för bedömning av kollisionsrisker, med uträkningar av Davide Farnocchia från JPL/Caltech som gav frekventa banuppdateringar och slutligen smällde de ner som ett ljust eldklot i atmosfären som sågs och filmades.

Jenniskens medarbetare på Museum für Naturkunde har nu officiellt meddelat att de första undersökningarna av en av dessa meteoriter med en elektronstrålemikrosond visar att den typiska mineralogin och kemiska sammansättningen är akondrit av aubriteslag. 

Detta resultat lämnades in till Meteoritical Societys internationella nomenklaturkommission den 2 februari 2024 för granskning och bekräftelse.

– Aubritesten ser inte ut som vad folk i allmänhet föreställer sig att meteoriter ser ut (svarta). Aubrite ser mer ut som en grå granit och består huvudsakligen av magnesiumsilikaterna enstatit och forsterit, beskriver Christopher Hamann vid Museum für Naturkunde som var med och indelade den första klassificeringen och även deltog i sökandet.

 – Den innehåller knappt något järn och den glasartade skorpan, som brukar vara ett bra sätt att känna igen meteoriter ser helt annorlunda ut än hos de flesta andra meteoriter. Aubriter är därför svåra att upptäcka i fält.

Bild vikipedia  Fragment från asteroiden 2024 BX1.

Neptusliknande exoplaneter med synliga moln eller inte och dess atmosfär

 

Jonathan Brande, doktorand vid ExoLab vid University of Kansas har nyligen publicerat nya forskningsresultat i den vetenskapliga tidskriften The Astrophysical Journal Letters som visar atmosfäriska detaljer av 15 exoplaneter av Neptunusliknande slag. Även om ingen av planeterna kan anses som livsvänliga kan en bättre förståelse av dem hjälpa oss att förstå varför vi inte har en Neptunusliknande planet ( i storlek som Neptunus men stenplanet lik jorden) nära vår sol likt många andra solsystem ses ha.

– Under de senaste åren vid University of Kansas har mitt fokus varit att studera exoplaneters atmosfärer genom en teknik som kallas transmissionsspektroskopi, beskriver Brande och beskriver det som att  "När en planet passerar, vilket innebär att den rör sig mellan vårt siktfält och stjärnan den kretsar kring passerar ljus från stjärnan genom planetens atmosfär och absorberas av de gaser som finns där. Genom att undersöka detta ljus från stjärnan och låta ljuset passera genom en spektrograf vilket kan ses som att låta ljus passera genom en prisma – observeras en regnbåge och de skilda färgerna i denna avslöjar skilda grundämnen. Utifrån ljusstyrka eller ljussvaghet i spektrumet avslöja gaserna och dess mängd som absorberar ljus i exoplanetens atmosfär.

Med denna metodik publicerade Brande för flera år sedan en artikel om den "varma Neptunus" exoplaneten TOI-674 b, där han presenterade observationer som indikerade närvaro av vattenånga i TOI-674 b atmosfär. Dessa observationer var en del av ett bredare program som leddes av Brandes rådgivare Ian Crossfield, docent i fysik och astronomi vid KU med syftet att observera atmosfärer hos exoplaneter av Neptunusstorlek. Den nyligen publicerade artikeln sammanfattar observationer från det programmet och innehåller även data från ytterligare observationer och diskuterar varför vissa planeter verkar molniga medan andra inte ses ha moln. Brande och hans medförfattare noterade särskilt om moln eller dis bildas högt upp i atmosfären. När sådana atmosfäriska aerosoler är närvarande, beskriver Brande att dis kan blockera ljuset som filtreras genom atmosfären.

"Om en planet har ett moln precis ovanför ytan med hundratals kilometer klar luft ovanför sig, kan stjärnljus lätt passera genom den klara luften och absorberas endast av de specifika gaserna i den delen av atmosfären", beskriver Brande. – Men om molnet är placerat väldigt högt gör det att molnen  då i allmänhet blir ogenomskinliga över hela det elektromagnetiska spektrumet. Enligt Brande är det när dessa aerosoler finns högt upp i atmosfären som det inte finns en väg för ljus att filtreras igenom.

"Hubbleteleskopet har lättast att upptäcka vattenånga inte övriga gaser", beskriver han. – Om vi observerar vattenånga i en planets atmosfär är det en bra indikation på att det inte finns några moln som är tillräckligt höga för att blockeras i spektrat. Omvänt, om vattenånga inte observeras och endast ett platt spektrum ses, trots att man vet att planeten borde ha en utsträckt atmosfär tyder det på den troliga närvaron av moln eller dis på högre höjder.

Det innebär att beroende på vilken höjd moln finns är de synliga och visar på en atmosfär. Det visar även att där moln ses kan de likväl finnas  en intressant atmosfär under dessa.

Bild https://ku.edu/  En konstnärs koncept av exoplaneten GJ 9827d, den minsta exoplaneten där vattenånga har upptäckts i atmosfären. Foto: NASA/ESA/Leah Hustak, Ralf Crawford, Space Telescope Science Institute.

Första eROSITA-kartläggningen offentliggör den största sammanställda katalogen någonsin av högenergirika kosmiska källor

 

Det tyska eRosita-konsortiet har i dagarna publicerat sin andel av de data som samlats in av röntgenteleskopet eRosita som finns ombord på satelliten Spektrum-RG under dess första kartläggning av universum. Den nu första eRosita All-Sky Survey Catalogue (eRASS1) är den största samlingen av röntgenkällor som någonsin publicerats innehållande cirka 900 000 individuella källor.

Tillsammans med dessa data publicerar konsortiet en serie vetenskapliga artiklar om nya upptäckter som sträcker sig från studier av exoplaneters livsmöjligheter, svarta hål till upptäckten av de största kosmiska strukturerna. Under de första sex månaderna av observationer har eRosita upptäckt fler röntgenkällor än vad som tidigare har varit känt under röntgenastronomins 60-åriga historia. Uppgifter som är nu tillgängliga för det globala forskarsamhället.

Läs mer om detta spännande resultat här från Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. 

Bild https://www.mpg.de/ (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching)Himmelsdelen av eRosita All-Sky Survey Catalogue (eRASS1) i två olika representationer. Den vänstra bilden visar utökad röntgenstrålning medan den högra bilden visar punktliknande röntgenkällor.© MPE, J. Sanders für das eROSITA-Konsortium.

Ljusstarka galaxer och mörk materia

 

De första galaxerna tros ha bildats när gravitationen från mörk materia långsamt drog samman tillräckligt med väte och helium för att stjärnor skulle kunna bildas och antändas.

Men nu har ny forskning under ledning av astrofysiker vid UCLA (University of California, Los Angeles) visat att väte- och heliumgasen efter Big Bang studsade i överljudsfart mot täta, långsamt rörliga klumpar av kall mörk materia. När gasen därefter avstannade sin rörelse årtusenden senare bildades stjärnor och som i sin tur bildade små, exceptionellt ljusstarka galaxer.

Om denna modell av kall mörk materia är korrekt borde James Webb Space Telescope kunna hitta fläckar av ljusstarka galaxer i det tidiga universum, vilket skulle kunna möjliggöra det första effektiva testet av dagens teori om mörk materia. Om Webb finner fläckarna måste forskarna utarbeta nya teorier om mörk materia.

Den nya forskningen som resulterat i ovan teori publiceras nyligen i The Astrophysical Journal Letters och den tidigare teorin om mörk materia förbättras genom datasimuleringar genom att lägga till växelverkan mellan mörk materia och gas och finner att det som man ansett första ljussvaga galaxerna kan ha varit mycket ljusare än väntat i början av universums historia i dess bildande. Författarna till studien föreslår att man nu bör försöka hitta små galaxer som är mycket ljusstarkare än förväntat med hjälp av teleskop som Webb-teleskopet. Om de däremot endast hittar ljussvaga galaxer kan en del av deras idéer om mörk materia vara felaktiga.

Mörk materia är en typ av hypotetisk materia som inte växelverkar med elektromagnetism eller ljus. Således är det omöjligt att observera med hjälp av optik, elektricitet eller magnetism. Men mörk materia växelverkar med gravitationen och dess närvaro har härletts från de gravitationella effekter den har på vanlig materia. Vanlig materia utgör hela det observerbara universum. Men tots att 84 procent av all materia i universum tros bestå av mörk materia (ej synlig materia) har den aldrig upptäckts direkt.

Bild https://newsroom.ucla.edu/ En sammansättning av Stephans kvintett, en visuell gruppering av fem galaxer, konstruerad av nästan 1 000 separata bildfiler från James Webb Space Telescope. Astrofysiker vid UCLA tror att om teorierna om kall mörk materia är korrekta, borde Webb-teleskopet hitta små, ljusstarka galaxer i det tidiga universum.

Galaxparet Arp 271 och förvrängningen av gravitation

 

Galaxen NGC 5427 ses  i bilden ovan som är tagen av NASA:s rymdteleskop Hubble. Galaxen ingår i galaxparet Arp 271 dess följeslagare NGC 5426 befinner sig under NGC 5427 och utanför bilden. Effekterna från parets gravitationskrafter är synliga genom  galaxens förvrängning som skapat den kosmiska bron av stjärnor som ses i den nedre högra delen av bilden.

Redan 1785 upptäcktes galaxparet av den brittiske astronomen William Herschel. Arp 271 är låst i en växelverkan galaxerna emellan som kommer att pågå i tiotals miljoner år till. Kanske de slutligen kommer att kollidera och sammanfogas till en enda galax. Men hittills har  deras ömsesidiga gravitationskrafter gett upphov till många nya stjärnor.

Dessa unga stjärnor är synliga i den ljussvaga bron som förbinder de två galaxerna och som ses längst ner i bilden. En sådan bro ger de två galaxerna möjlighet att fortsätta dela på den gas och det stoft som blir till nya stjärnor. Forskare tror att Arp 271 kan fungera som en ritning för vad som sker i den framtida sammanslagning mellan vår Vintergata och vår granne Andromedagalaxen, som förväntas ske om cirka 4 miljarder år.

Bild https://science.nasa.gov/ Galaxen NGC 5427 ses i den stora bilden tagen av Hubbleteleskopet, där markbaserade observationer visar även dess följeslagare NGC 5426. Detta galaxpar kallas Arp 271. Marktagen bild: DECam Victor M. Blanco/CTIO; Hubble-bild: NASA, ESA och R. Foley (University of California – Santa Cruz); Bearbetning: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)