Gåtan om Nova HM Sagittae vilken efter 40 år fortfarande är lika ljusstark

 

Astronomer som analyserat  ny data från NASA:sRymdteleskopet Hubble och äldre data från det numera nedlagda SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) samt arkivdata från ett flertal andra teleskop för att åter analysera bilder från ett av de märkligaste dubbelstjärnsystemen i Vintergatan 40 år efter att det upptäcktes en ljusstark och nu långlivad nova därifrån. En nova är en stjärna som plötsligt ökar sin ljusstyrka enormt och sedan bleknar bort till sin tidigare obemärkthet vanligtvis inom en tid av några månader eller år.

Mellan april och september 1975 blev dubbelstjärnan HM Sagittae (HM Sge) som finns 3400 ljusår från oss 250 gånger ljusare. Ovanligt är att den inte bleknade bort snabbt som novor vanligtvis gör utan har behållit sin ljusstyrka i årtionden. På senare tid visar observationer att systemet blivit hetare men paradoxalt nog dock bleknat något i ljusstyrka.

HM Sge är en speciell typ av symbiotisk stjärna där en vit dvärgstjärna och en uppsvälld, stoftproducerande mycket stor stjärna befinner sig i en excentrisk bana runt varandra. Den  vita dvärgen (se länk där densiteten av vita dvärgar beskrivs) med sin enorma densitet  drar till sig gas  från den stora stjärnan. Gasen bildar en flammande het skiva runt den vita dvärgen, som oförutsägbart kan genomgå  spontana termonukleära explosioner när infallet av väte från stjärnan ökar tills det når en tipping point. Dessa fyrverkerieffekter mellan objekten fascinerar astronomer och ger insikter i fysiken och dynamiken bakom stjärnors utveckling i dubbelstjärnsystem av detta slag.

"1975 förändrades HM Sge från att vara en obestämbar stjärna till något som alla astronomer i fältet uppmärksammade som en nova och vid en viss tidpunkt avtog  aktiviteten", beskriver Ravi Sankrit vid Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore. År 2021 använde Steven Goldman från STScI, Sankrit och medarbetare instrument på Hubble och SOFIA för att se vad som hade förändrats med HM Sge under de senaste 30 åren vid våglängder av ljus från infrarött till ultraviolett (UV).

2021 års ultravioletta data från Hubble visade en stark emissionslinje av högjoniserat magnesium som inte fanns i tidigare publicerat spektra från 1990. Dess närvaro visar att den uppskattade temperaturen av den vita dvärgen och ackretionsskivan ökat från mindre än 222000 grader celcius 1989 till mer än 250 000 grader celcius. Den högjoniserade magnesiumlinjen är en av många som ses i UV-spektrumet som analyserats och visar hur systemet förändrats under de senaste tre decennierna.

Med hjälp av data från NASA:s flygande teleskop SOFIA (fanns i ett flygplan) , som avställdes 2022, kunde teamet upptäcka vatten, gas och damm som flödade i och runt i systemet. Infraröda spektraldata visar att den stora stjärnan, som producerar stora mängder stoft, återgick till sitt normala beteende inom bara ett par år efter explosionen, men också att den försvagats under de senaste åren vilket är ytterligare en gåta som måste förklaras.

Med hjälp av SOFIA kunde astronomerna se vatten som rörde sig med en hastighet av cirka 18 kilometer per sekund, vilket de misstänker är hastigheten på den fräsande ackretionsskivan runt den vita dvärgen. Gasbron som förbinder jättestjärnan med den vita dvärgen sträcker sig för närvarande cirka 2 miljarder kilometer.

Teamet har också samarbetat med AAVSO (American Association of Variable Star Observers) för att samarbeta med amatörastronomer från hela världen vilka hjälper till att hålla koll på vad som sker på HM Sge. Deras a övervakning har avslöjat förändringar  sedan utbrottet för 40 år sedan.

– Symbiotiska stjärnor som HM Sge är sällsynta i vår galax och att bevittna en novaliknande explosion är ännu mer sällsynt. Denna unika händelse är en intressant källa för astrofysiker och  sträcker sig över årtionden, beskriver Steven Goldman från Science Institute (STScI) i Baltimore.

Bild https://hubblesite.org  illustratörs bild av novan i dubbelstjärnsystemet HM Sagittae.

Det finns gravitation utan massa - mörk materiateorin blir förfalskad

 

Mörk materia är en hypotetisk form av materia som implicerats av gravitationseffekter som inte kan förklaras av den allmänna relativitetsteorin. Den är fortfarande praktiskt taget lika mystisk och sökandet efter den fortsätter, Enligt teorin om denna  är den nödvändig för att förklara den så kallade "saknade massan" som är nödvändig för att ex galaxer ska klumpa ihop sig något som bevisningsvis görs.

Dr. Richard Lieu vid University of Alabama i Huntsville (UAH) har nyligen publicerat en artikel i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i vilket det första gången beskrivs hur gravitation kan existera utan en mystisk massa vilket ger en alternativ teori som potentiellt skulle minska behovet av mörk materiateorin  som förklaring till det vi ser.

"Min egen inspiration kom från min strävan efter en annan lösning på gravitationsfältekvationerna i den allmänna relativitetsteorin - vars förenklade version som är tillämplig på förhållandena i galaxer och galaxhopar, är känd som  Poisson-ekvationen vilken ger en ändlig gravitationskraft i frånvaron av någon detekterbar massa", beskriver Lieu en framstående professor i fysik och astronomi vid UAH. en del av University of Alabama System. 

Lieu hävdar att den "överdrivna" gravitation som krävs för att binda samman en galax eller stjärnhop istället kan bero på koncentriska uppsättningar av skalliknande topologiska defekter i strukturer som är vanliga i hela kosmos och som troligen skapades i det tidiga universum när en fasövergång inträffade. En kosmologisk fasövergång är en fysikalisk process där materiens övergripande tillstånd förändras över hela universum.

Lieu fortsätter -Det är för närvarande oklart vilken exakt form av fasövergång i universum som skulle kunna ge upphov till topologiska defekter av det här slaget. – Topologiska effekter är mycket kompakta områden i rymden med en mycket hög densitet av materia, vanligtvis i form av linjära strukturer som kallas kosmiska strängar, även om 2D-strukturer som sfäriska skal också är möjliga. Skalen som beskrivs i min uppsats beskrivs som ett tunt inre lager av positiv massa och ett tunt yttre lager av negativ massa.

Misstänker som alltid att strängteorin är den rätta för att förklara allt.

 Då gravitation i grunden innebär en förvrängning av själva rumtiden gör den det möjligt för alla objekt att interagera med varandra oavsett om de har massa eller inte. Masslösa fotoner har till exempel bekräftats uppleva gravitationseffekter från astronomiska objekt.

– Både ljusets avböjning och stjärnornas omloppshastigheter är det enda sättet att mäta gravitationsfältets styrka i en storskalig struktur vare sig det är en galax eller en galaxhop. Påståendet i min uppsats är att åtminstone de skal som det förutsätter är masslösa. Det finns då ingen anledning att vidmakthålla detta till synes ändlösa sökande efter mörk materia beskriver Lieu.

Frågor för framtida forskning kommer sannolikt att fokusera på hur en galax eller stjärnhop kan bildas genom att dessa skal är i linje, samt hur utvecklingen av strukturerna sker.

I den här uppsatsen försöker Lieu inte ta itu med problemet med strukturbildning. En omtvistad fråga är om skalen ursprungligen fanns i början av kosmos eller till och med som raka strängar och rörelsemängdsmomentet lindade upp dem. Det finns också en fråga om hur man kan bekräfta eller motbevisa de föreslagna skalen genom särskilda observationer. Tillgången till en andra lösning, även om den är mycket suggestiv, är naturligtvis inte i sig tillräcklig för att misskreditera hypotesen om mörk materia – det kan i bästa fall vara en intressant matematisk övning, beskriver Lieu. "Men det är det första beviset på att gravitation kan existera utan massa.".

Kanske ytterligare ett steg som visar att strängteorin är den rätta för att ge en förklaring till allt som existerar. 

Bild https://el.se/n%C3%A4tavgift 

Kol upptäckt i en av de första galaxerna.

 

Ett internationellt team av astronomer under ledning från University of Cambridge har med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) observerat en mycket ung galax i universums första tid och fann att den innehöll överraskande mängder av kol. Kol är ett viktigt grundämne för liv som vi känner det.

Inom astronomin klassas grundämnen som är tyngre än väte och helium som metaller. Det mycket tidiga universum bestod nästan helt av väte. De enklaste av grundämnena och små mängder av helium och litium.

Alla andra grundämnen som utgör universum av idag bildades inuti stjärnor (ex i supernovor). När stjärnor exploderar som supernovor uppkommer tyngre grundämnen som kastas ut i galaxerna och ur dess produceras nästa generation av stjärnor. Med varje ny generation av stjärnor och "stjärnstoft" bildas fler metaller och efter miljarder år utvecklas universum till en punkt där  steniga planeter som jorden och det liv som vi har på jorden kom till.

Möjligheten att spåra metallers ursprung och utveckling hjälper oss att förstå hur universum utvecklades ur nästan bara två grundämnen (väte och något helium och litium) till den otroliga komplexitet vi ser idag.

"De allra första stjärnorna är den heliga graalen till den kemiska evolutionen", beskriver studiens huvudförfattare Dr Francesco D'Eugenio, vid Kavliinstitutet för kosmologi i Cambridge. – Eftersom de bara bestod av urelementen (nämnda ovan) var  väldigt annorlunda mot dagens stjärnor. Genom att studera hur och när de första metallerna bildades inuti stjärnor kan vi sätta en tidsram för de tidigaste stegen på den väg som ledde till livets uppkomst.

Resultaten av studien och upptäckten har accepterats för publicering i tidskriften Astronomy & Astrophysics och baseras på data från JWST (James Webb teleskopet) Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES).

Forskningen stöddes delvis av European Research Council, Royal Society och Science and Technology Facilities Council (STFC), en del av UK Research and Innovation (UKRI).

Bild https://www.goodfon.com/

Neutronstjärnan som snurrar i så långsam takt att det är förunderligt.

 

En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps och stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den till en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och övrigt material i form av utspridda rester från supernovan.

Australiska forskare från University of Sydney och Australiens nationella vetenskapsbyrå, CSIRO, har upptäckt vad som sannolikt är en neutronstjärna som snurrar långsammare än någon annan som hittills upptäckts. Ingen annan radioemitterande neutronstjärna, av de mer än 3000 som hittills upptäckts, har setts rotera så långsamt som denna.

Huvudförfattaren till en artikel om fyndet Dr Manisha Caleb från University of Sydney Institute for Astronomy beskriver: "Det är mycket ovanligt att upptäcka en neutronstjärna som sänder ut radiopulsar så långsamt. Att signalen upprepas i en så lugn takt är extraordinärt.

 Denna ovanliga neutronstjärna sänder ut radioljus med en hastighet som är för långsam för att passa in i nuvarande beskrivningar av radioneutronstjärnors beteende. Detta ger nya insikter i de komplexa livscyklerna hos stjärnobjekt. Ursprunget till en så långperiodisk signal är fortfarande ett stort mysterium även om två typer av stjärnor är huvudmisstänkta – vita dvärgstjärnor och neutronstjärnor. 

– Det som är spännande är hur det här objektet uppvisar tre distinkta emissionstillstånd, vart och ett med egenskaper som är helt olikt de två andra. Radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika spelade en avgörande roll för att skilja mellan dessa egenskaper. Om signalerna inte kom från samma punkt på himlen skulle vi inte ha trott att det var samma objekt som producerade dessa olikartade signaler, beskriver Caleb.

Även om en isolerad vit dvärg med ett utomordentligt starkt magnetfält skulle kunna producera den observerade signalen (teoretiskt)  är det förvånande att närliggande högmagnetiska isolerade vita dvärgar aldrig har upptäckts. Omvänt kan en neutronstjärna med extrema magnetfält på ett ganska elegant sätt förklara de observerade emissionerna.

Enligt astronomerna anses den troliga förklaringen till objektet vara en  neutronstjärna som snurrar långsamt. Men tillägger att de inte kan utesluta att objektet är en del av ett dubbelstjärnsystem bestående av en neutronstjärna eller en vit dvärg.

Mer forskning kommer att krävas för att bekräfta vad objektet är. Hur som helst kommer fortsatt undersökning att ge värdefulla insikter i fysiken hos dessa extrema objekt.

– Det kan till och med betyda att vi får ompröva vår sedan decennier förståelse av neutronstjärnor och vita dvärgar i hur de sänder ut radiovågor och hur deras populationer ser ut i vår galax Vintergatan, beskriver Caleb.

Resultaten av upptäckten publicerades nyligen i Nature Astronomy.

Bild https://www.sydney.edu.au/ Illustratörs avbildning av CSIRO:s radioteleskop ASKAP med två versioner av det mystiska himlaobjektet: neutronstjärna eller vit dvärg? Upphovsman: Carl Knox/OzGrav

Steves tvilling fanns därute i norrskenet

 

Ända sedan norrskensjägarna upptäckte Steve som är ett mystiskt band av lila ljus på natthimlen har forskare undrat om det kan finnas ett tvillingband till Steve. 

Steve hittades för några år i  foton som söktes igenom i Facebook-gruppen Alberta Aurora Chasers.

Med dess lila nyans och flyktiga utseende innebar det att den inte kunde vara ett inslag i norrskenet som allmänt är i nyanser av grönt, blått och rött och kan pågå i timmar.

Lyckligtvis var ESA:s trio av magnetfältsövervakande Swarm-satelliter perfekt placerade för upptäckten .

Det visade sig att Steve var en ström av extremt het gas som rörde sig snabbt som en jondrift under norrskenet. Steve dyker upp i skymningen (före midnatt) då den snabba strömmen av extremt heta gaser rör sig västerut. Men i gryningen (efter midnatt) vet vi också att det finns en motsvarande ström som rör sig österut.

Om Steve är en visuell effekt av den västliga strömmen i skymningen, borde man förvänta något liknande fenomen (en andra Steve) i den östliga strömmen i gryningen. Steves tvilling började sökas på gryningssidan.

En ny studie från University of Electro-Communications i Japan, Institutet för rymdfysik, Norges arktiska universitet och den Tromsø-baserade fotografen Gabriel Arne Hofstras bilder tyder nu på att den andra Steve kan ha hittats.

Men det fanns viktiga skillnader jämfört med den första Steve som visas i skymningen. Den nu upptäckta 1000 km långa bågen som dyker upp efter midnatt (gryningsSteve kan vi benämna den) är polariserat mot det gröna norrskenet som också sågs. Även om ingen av ESA:s tre Swarm-satelliter flög rakt igenom bågen vid exakt den tidpunkt och plats som observerats i bilden på norrskenet i skyn kunde två av satelliternas elektriska fältinstrument mäta förhållandena i det lila området före, under och efter händelsen.

Insamlad data visade ett jonflöde österut i det lila området av norrskenet.

"Som forskare har det varit en fantastisk upplevelse att samarbeta med en fotograf för att avslöja detta nya fenomen", beskriver Sota Nanjo vid University of Electro-Communications. – Våra resultat öppnar inte bara nya vägar inom norrskensfysiken utan understryker också vikten av kontinuerligt samarbete mellan forskare och fotografer. Sådana insatser är särskilt viktiga under de kommande åren när solaktiviteten närmar sig sin topp och vi då kan stöta på extraordinära fenomen.

Bild https://www.esa.int/ Steves tvilling fångad av en digitalkamera

Är vi hemmablinda då vi söker efter liv på ex exoplaneter?

 

Astronomer söker efter tecken på liv på andra planeter baserat på hur livet ser ut på jorden. Inte konstigt alls då vi söker efter det kända i det okända för att bekräfta vår förförståelse av hur liv bör se ut och uppstå i en  miljö vi förstår.

 Men inget säger att vi enbart bör koncentrera oss på kunskap om livet som fins här utan vi bör kanske vara mer öppen för att söka efter det vi inte tror kan existera då vi söker efter tecken på liv där ute i universum. Likt det finns oändliga livsformer på jorden skapade utefter jordens förhållande kan det finnas och bör det finnas detta därute men kanske  i former vi inte kan tänka oss då vi inte kan tänka oss att liv kan finnas i  annorlunda miljö än Jodens.

Vi vet inte och kan inte veta  om det verkligen finns utomjordingar där ute att hitta! Det är möjligt att det inte finns något liv där ute men det är även möjligt att det finns liv i vår närhet (ex på Mars eller gasplaneternas månar). Människans sökande kommer att fortsätta  efter liv utanför Jorden så länge människan finns.

De flesta forskare tror inte att utomjordiskt liv gömmer sig för oss. Det är bara det att vi inte har upptäckt något. Det finns vissa idéer om att mer avancerade civilisationer skulle kunna undvika att upptäckas men inget säger att det är så eller att det inte är så. Varken i vårt solsystem eller därute. Har vi svårt att finna eventuellt liv därute har de även svårt att finna oss. Allt ska stämma intelligens, teknik och nyfikenhet från dem att de söker eller att vi ska upptäcka något. Tiden spelar även roll först i den tekniskt  korta kultur vi lever i nu kan vi söka efter liv där ute. Tidigare miljontals år under jordens existens kunde inget liv här söka efter liv därute.

Inlägget ovan är grundat på  en artikel ihttps://www.spacedaily.com/ skriven av Cole Mathis | Asst Prof | Arizona State University

Tempe AZ (SPX) 04 juni 2024

Bild flickr.com

Skenet från stavgalaxen NGC 4731

 

Spiralgalax (stavgalax)NGC 4731 ingår i en stor galaxhop kallad Virgosuperhopen. Från vikipedia ”En utplattad skiva med en diameter på cirka 100–200 miljoner ljusår som går genom Ursa Major-hopen i stjärnbilden Stora björn(stora karlavagnen) och med de ingående galaxhoparna och galaxerna starkt koncentrerade kring Virgohopen i stjärnbilden Jungfrun. Galaxhoparnas medelavstånd till centrum är cirka 70 miljoner ljusår. Den lokala galaxhop där även Vintergatan ingår ligger på ungefär detta avstånd i ena kanten av superhopen.

Den totala massan av superhopen är i storleksordningen 1015 gånger solens massa och den innehåller ungefär 100 galaxhopar med totalt cirka 10 000 galaxer”  

Bilden är tagen av NASA/ESA:s rymdteleskop Hubble och visar spiralgalax NGC 4731. Galaxen  finns i stjärnbilden Jungfrun 43 miljoner ljusår från jorden. Till ovan detaljerade bild användes data som samlats in från sex olika filter. Överflödet av färger illustrerar galaxens böljande gasmoln, mörka stoftband, ljusrosa stjärnbildningsområden och den långa, glödande stavformen med släpande armar.

Den synliga stavstrukturen är ett resultat av att stjärnornas och gasens banor i galaxen är i linje med varandra och bildar ett tätt område som enskilda stjärnor rör sig in och ut ur över tid. Detta är samma process som upprätthåller andra galaxers spiralarmar, men däremot något annorlunda för stavar: spiralgalaxer verkar bilda stavform i centrum när de åldras vilket hjälper till att förklara det stora antalet stavgalaxer vi ser idag, Bortom staven sträcker sig NGC 4731:s spiralarmar långt bortom gränserna för denna närbelägna Hubble-vy. Astronomer tror att galaxens långsträckta armar (istället för spiralformation)  är resultatet av gravitationens växelverkan med andra närliggande galaxer i Virgohopen.

Bilden är tagen av rymdteleskopet Hubble och avslöjar detaljer i stavarna i spiralgalaxen NGC 4731.

ESA/Hubble och NASA, D. Thilker ESA/Hubble och NASA, D. Thilker