Granater upptäckt i månens inre

 

Granater är en grupp av mineral, som utgörs av nesosilikater som vanligen består av kalcium, magnesium, tvåvärt järn eller mangan. Det finns flera slag av granater.

Forskare vid Geodynamics Research Center (GRC), Ehime University, kunde nyligen bestämma ljudhastigheterna i en syntetisk månmantelsten som innehöll en hög andel av granater med hjälp av synkrotronljus- och ultraljudsmätningar i en pressapparat av stor volym.

Deras resultat tyder på att betydande mängder granat kan finnas i månens inre något som kan ha haft viktiga konsekvenser för månens bildning, sammansättning och inre dynamik. Vår nuvarande måne har en inre struktur som innehåller en central metallkärna övertäckt av en mantel bestående av mineraler som olivin och pyroxen. Denna bild av månens inre har bildats genom analyser av återvändande månprover och register över djupa seismiska händelser som samlats in under skilda uppdrag till månen.

Bild vikipedia på en granat.

Nyligen passerade asteroiderna 2024 MK och 2011 UL21 vårt närområde.

 

Forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien spårade nyligen två asteroider då de for förbi Jordens närområde (dock ej så nära att det fanns risk för nedslag på jorden). Den ena av dem visade sig ha en liten måne i omloppsbana,  den andra upptäcktes endast 13 dagar innan den var som närmast jorden. Det fanns ingen risk för att något av de jordnära objekten skulle kollidera med jorden men de radarobservationer som gjordes under dessa två nära inflygningar ger värdefull övning för planetariskt försvar, liksom informationen om deras storlek, omloppsbanor, rotation, ytdetaljer och ledtrådar om deras sammansättning och bildning.

Asteroiden 2011 UL21 passerade jorden den 27 juni på ett avstånd av 6,6 miljoner kilometer eller ungefär 17 gånger längre ut än avståndet mellan månen och jorden och upptäcktes första gången 2011 av den NASA-finansierade Catalina Sky Survey i Tucson, Arizona. Det är första gången denna kommit tillräckligt nära jorden för att avbildas med radar. Även om det nästan 1,5 kilometer stora objektet klassificeras som potentiellt farligt visar beräkningar av dess framtida omloppsbanor att den inte utgör ett hot mot vår planet under överskådlig tid. En mindre asteroid, eller måne, kretsar runt den på ett avstånd av cirka 3 kilometer.

Två dagar senare, den 29 juni, observerade samma team asteroiden 2024 MK som passerade jorden på ett avstånd av 295 000 kilometer eller drygt tre fjärdedelar av avståndet mellan månen och jorden. Denna asteroid är cirka 150 meter stor och verkar vara långsträckt och kantig med framträdande platta och rundade områden.

Nära inflygningar av jordnära objekt av storleken som  2024 MK är relativt sällsynta, och inträffar i genomsnitt  vartannat decennium, så JPL-teamet försökte samla in så mycket data om objektet som möjligt. "Det här var en extraordinär möjlighet att undersöka de fysikaliska egenskaperna och få detaljerade bilder av en jordnära asteroid", beskriver Benner.

Asteroiden 2024 MK rapporterades första gången den 16 juni av det NASA-finansierade Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) vid Sutherland Observing Station i Sydafrika. Dess omloppsbana ändrades av jordens gravitation när den passerade, vilket minskade dess 3,3-åriga omloppstid runt solen med cirka 24 dagar. Även om den är klassificerad som en potentiellt farlig asteroid visar beräkningar av dess framtida banor att den inte utgör något hot mot vår planet under överskådlig tid.

Bild https://www.nasa.gov  Dessa sju radarobservationer av Deep Space Networks Goldstone Solar System Radar visar den milsvida asteroiden 2011 UL21 när den närmar sig jorden den 27 juni från cirka 4 miljoner kilometers avstånd. Asteroiden och dess lilla måne (en ljus prick längst ner i bilden) är inringade i vitt.

NASA/JPL-Caltech

Fyrverkeri runt en stjärna som håller på att bildas

 

Bilden ovan är tagen av NASA:s James Webb SpaceTelescope med Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument). Bilden visar ett lysande mycket ungt objekt som är en stjärna under bildning. En så kallad protostjärna som här ses växa i en timglasforms  hals och vilken drar in material från en tunn protoplanetär skiva sedd från kanten som en mörk linje på bilden.

Protostjärnan är ett relativt ungt objekt cirka 100 000 år och är fortfarande omgiven av sitt ursprungliga molekylmoln varifrån dess början kom till ett stort område av gas och stoft. Webbs tidigare observation av L1527 (beteckningen på protostjärnan) med NIRCam (Near-Infrared Camera), möjliggjorde att se in i detta område och avslöjade då molekylmolnet och protostjärnan i ogenomskinliga livfulla färger.

Både NIRCam och MIRI visar effekterna av utflöden av materia, som sänds ut i motsatta riktningar längs protostjärnans rotationsaxel när objektet drar till sig gas och stoft från det omgivande molnet. Dessa utflöden tar formen av bogchocker till det omgivande molekylmolnet som visas som trådliknande strukturer överallt. De är även orsaken till den ljusa timglasstrukturen i molekylmolnet när det ger energi till den omgivande materian och får regionerna ovan och under att glöda. Detta skapar en effekt som påminner om fyrverkeri som lyser upp en molnig natthimmel.

Till skillnad från NIRCam, som mest visar ljuset som reflekteras från stoft, ger MIRI en inblick i hur dessa utflöden påverkar regionens kraftigaste stoft och gaser.

De områden som är färgade i blått är mestadels kolhaltiga molekyler som kallas polycykliska aromatiska kolväten. Själva protostjärnan och det täta täcket av stoft är en blandning av gaser som omger den och ses här i rött. (De tomteblossliknande röda förlängningarna är en artefakt av teleskopets optik). Däremellan avslöjar MIRI ett vitt område direkt ovanför och under protostjärnan vilket inte syns lika starkt i NIRCam-vyn. Detta område är en blandning av kolväten, joniserat neon och kraftigt stoft vilket visar att protostjärnan driver materia ganska långt bort från den när den konsumerar materia från skivan.

Kombinationen av analyser från både kortvågigt och mellaninfrarött ljus avslöjar det övergripande beteendet i detta system, inklusive hur den centrala protostjärnan påverkar sin omgivning. Andra stjärnor i Oxen, stjärnbildningsområdet där L1527 finns håller på att bildas på samma sätt vilket kan leda till att molekylmoln splittras och antingen hindrar nya stjärnor från att bildas eller katalyserar deras utveckling.

Inlägget ovan är en sammanfattning från https://webbtelescope.org/ för intresserade av mer information hänvisas till den artikeln som är skriven av

Matthew Brown

Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland

Christine Pulliam

Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland

Bild Protostjärnan vilken finns inuti det mörka molekylmolnet L1527 i mellaninfrarött ljus.

NRL-praktikant (U.S. Naval Research Laboratory) upptäckte en ny pulsar

 

En pulsar är en roterande neutronstjärna som genererar regelbundna pulser av strålning med våglängder från radiostrålning till gammastrålning.

 Amaris McCarver, praktikant vid U.S. Naval Research Laboratory (NRL) Remote Sensing Division, upptäckte nyligen tillsammans med ett team av astronomer den första millisekundpulsaren i stjärnhopen Glimpse-CO1 och publicerade nyligen resultaten i Astrophysical Journal.

McCarvers forskarlag använde bilder från Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) Low-band Ionosphere and Transient Experiment (VLITE) för att söka efter nya pulsarer i 97 stjärnhopar.

"Det var spännande att så tidigt i min karriär att få hitta ett spekulativt projekt fungera så framgångsrikt", beskriver McCarver. Hennes nya metod att använda VLITE-bilder i kombination med bilder från flera tidigare radioundersökningar på olika frekvenser identifierade flera kandidatpulsarer, där den starkaste kandidaten finns i ett system som kallas GLIMPSE-C01.

"Den här typen av vetenskapliga upptäckter är bara möjliga tack vare samarbetet mellan NRL och National Radio Astronomy Observatory vilket möjliggjorde denna kontinuerliga dubbelfrekvenskapacitet på VLA", beskriver Tracy E. Clarke, Ph.D., NRL Remote Sensing Division-astronom.

Forskningen belyser hur vi kan använda mätningar av radioljusstyrka vid olika frekvenser för att hitta nya pulsarer på ett effektivt sätt och att tillgängliga kartläggningar av himlen i kombination med mängden av VLITE-data innebär att dessa mätningar i princip alltid är tillgängliga. Detta öppnar för en ny era av sökande efter starkt spridda och högt accelererade pulsarer.

Förekomsten av millisekundspulsaren kallad GLIMPSE-C01A, bekräftades genom omanalysering av arkivdata från Robert C. Byrd Green Bank Telescope. Millisekundpulsarer, som GLIMPSE-C01A, kommer till i supernovaexplosioner och snurras upp genom att konsumera material från en närliggande stjärna.

"Millisekundpulsarer, eller MSP, erbjuder en lovande metod för att autonomt navigera rymdfarkoster från låg omloppsbana runt jorden till interstellär rymd, oberoende av markkontakt och GPS-tillgänglighet", beskriver Emil Polisensky, Ph.D., astronom vid NRL Remote Sensing Division. "Bekräftelsen av en ny MSP som identifierats av Amaris belyser den spännande potentialen för upptäckt med NRL:s VLITE-data och den nyckelroll som studentpraktikanter spelar i banbrytande forskning."

McCarver mottog Robert S. Hyer Research Award från Texas Section of the American Physical Society (APS). Priset för "Excellence in Research" delades ut till henne under Texas APS-mötet i oktober för hennes sommarforskning om millisekundpulsarer som genomfördes som en del av Naval Research Enterprise Internship Program (NREIP).

McCarver var en av 16 praktikanter som sommaren 2023 inom radio, infraröda, optiska sensorer Branch på NRL DC  deltog i Science Engineering Apprenticeship Program och NREIP, Historically Black College and University/Minority Institution High Performance Computing Internship Program och U.S. Naval Academy Midshipmen Internship Program. Hon ska  ta examen i fysik och astronomi och planerar att fortsätta sin forskarutbildning i astronomi.

NRL Remote Sensing Division bedriver ett program för grundforskning, vetenskap och tillämpningar som syftar till att utveckla nya koncept för sensorer och bildsystem för objekt och mål på jorden, i den jordnära miljön och i rymden. Forskningen, både teoretisk och experimentell, handlar om att upptäcka och förstå de grundläggande fysikaliska principer och mekanismer som ger upphov till mål- och bakgrundsemission, och till absorption och emission av det mellanliggande mediet.

Bild https://www.nrl.navy.mil/Media

Mystiska, ljusa virvlar ses på månens yta.

 

De virvelmönster som ses på månens yta har hittills trotsat förklaringar. Men nya datamodeller och data insamlade av sonder visar nu på möjliga lösningar. Dessa data visar att stenarna i virvlarna är magnetiserade och att dessa avleder eller omdirigerar solvindspartiklarna som bombarderar månen. Närliggande stenar utanför virvlarna får ta smällen istället. Med tiden blir dess närliggande stenar då mörkare av dessa kemiska reaktioner orsakade av kollisionerna medan virvlarnas sten förblir ljusa.

Men hur stenarna i månens virvlar magnetiserades är frågan som ställs. Månen har inget magnetfält i dag. Ingen astronaut eller månbil har ännu besökt en månvirvel. "Nedslag kan orsaka den här typen av magnetiska anomalier", beskiver Michael J. Krawczynski, docent professor of earth, environmental and planetary sciences in Arts & Sciencesp vid Washington University i St. Louis. Han beskriver att meteoriter regelbundet levererar järnrikt material till månens yta.

Krawczynski tror dock att det är mer troligt att något lokalt fenomen har magnetiserat sten i virvlarna än nedslag.

"En teori är att om det finns lava under ytan som svalnar långsamt i ett magnetfält och att detta skapar den magnetiska anomalin", beskriver Krawczynski och utformade experiment för att testa denna teori. Resultatet i studien publicerades i Journal of Geophysical Research: Planets.

Krawczynski och studiens försteförfattare Yuanyuan Liang, som nyligen tog sin PhD in earth, environmental and planetary sciences in Arts & Sciences, mätte effekterna av olika kombinationer av atmosfärskemi och magmatiska kylningshastigheter på ett mineral som kallas ilmenit för att se om det kunde gav en magnetiserande effekt. "Jordstenar är mycket lätta att magnetisera eftersom de ofta har små bitar av magnetit i sig vilket är ett magnetiskt mineral", beskriver Krawczynski. "Många av de studier på Jorden som har fokuserats på ex magnetit är inte tillämpliga på månen, där detta hypermagnetiska mineral inte finns."

Men ilmenit finns i stora mängder på månen och detta kan också reagera och bilda partiklar av järnmetall som kan magnetiseras under rätt förhållanden enligt Krawczynski och hans team.

"De mindre kornen som vi arbetade med verkade skapa starkare magnetfält eftersom förhållandet mellan yta och volym är större för de mindre kornen jämfört med de större kornen", beskriver Liang. "Med mer exponerad yta är det lättare för de mindre kornen att genomgå reduktionsreaktionen."

– Våra analoga experiment visades att vi under månförhållanden kunde skapa det magnetiserbara material som behövdes. Så det är troligt att dessa virvlar orsakas av magma under ytan, beskriver Krawczynski, som är fakultetsmedlem vid universitetets McDonnell Center for the Space Sciences.

Att bestämma ursprunget till månens virvlar anses vara nyckeln till att förstå vilka processer som format månens yta.

Studien hjälper till att tolka data som samlas in i framtida uppdrag till månen, särskilt de som utforskar magnetiska anomalier på månens yta. NASA har för avsikt att skicka en rover till månens virvelområde som kallas Reiner Gamma 2025 som en del av Lunar Vertex-uppdraget. 

För tillfället är Krawczynskis experimentella tillvägagångssätt det bästa sättet att testa förutsägelser om hur lava under ytan kan driva de magnetiska effekterna i de mystiska månvirvlarna.

"Om vi bara kunde borra ner oss skulle vi kunna bekräfta om den här reaktionen inträffar", beskriver Krawczynski. – Men det är inte möjligt än.

Bilden är från NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) och visar månvirveln Reiner Gamma, en ljus fläck mitt i det annars mörka Oceanus Procellarum mare. LRO:s vy från omloppsbanan avslöjar rankor som sträcker sig flera hundra kilometer. (Bild: NASA/Goddard Space Flight Center/Arizona State University) 

Formen på Vintergatans halo av det som kallas mörk materia

 

I det närliggande universum är nästan en tredjedel av skivgalaxerna (spiralgalaxerna) inte perfekta skivor utan uppvisar en skev form som liknar ett potatischips. Astronomer kallar detta fenomen för en skivförvrängning. Vintergatan, som är en typisk skivgalax har denna form.

Denna lutande, roterande galaktiska skiva liknar en snurra och genomgår denna procession på grund av vridmomentet som utövas av den omgivande halon av det vi kallar mörk materia. Mätningen av denna viktiga dynamiska parameter, både i riktning och hastighet har varit mycket omdiskuterad. Detta beror på att tidigare mätningar förlitade sig på indirekta kinematiska metoder, där de spårämnen som används utsätts för dynamiska störningar eller uppvärmningseffekter vilket kraftigt begränsar deras noggrannhet och precision.

I den nya studien användes 2 600 klassiska cepheidvariabla stjärnor (stjärnor som varierar i ljusstyrka) som upptäckts av Gaia som spårämnen tillsammans med exakta avstånds- och åldersdata från både Gaia och LAMOST. 

 Med hjälp av detta tillämpade forskarna vid University of Chinese Academy of Sciences, Peking University "motion picture" för att konstruera den tredimensionella strukturen hos Vintergatans skiva över populationer i olika åldrar. Genom att "se" hur skivvarpen utvecklas över tid fann man att varpen precessonerar i retrograd riktning med en hastighet av 2 km/s/kpc (eller 0,12 grader per miljon år). Ytterligare detaljerade mätningar visar att precessionshastigheten minskar med radiellt avstånd vilket indikerar att nuvarande halo av mörk materia som omsluter varpen är något oblat, med ett tillplattningsvärde q mellan 0,84 och 0,96.

Denna mätning utgör en viktig ankarpunkt för att studera utvecklingen av Vintergatans halo av mörk materia.

Men som vanligt vill jag lägga in att jag tvekar över existensen av mörk materia. Istället anser jag strängteorin är mer tillförlitlig. 

Nyligen publicerades studien i den internationella vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy artikeln "A slightly oblate dark matter halo revealed by a retrograde precessing Galactic disk warp", som leds gemensamt av University of Chinese Academy of Sciences, Peking University, National Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences och Shanghai Jiao Tong University.

Bild https://kiaa.pku.edu.cn/ Den galaktiska skivvarpen "dansar graciöst" under vridmomentet från den mörka materians halo (ett konstnärligt intryck skapat av Kaiyuan Hou och Zhanxun Dong från School of Design, Shanghai Jiao Tong University)

Små ljusa objekt under universums första tid förbryllar.

 

Ett internationellt forskarlag under ledning av forskare från Penn State (Pennsylvania university) har med hjälp av instrumentet NIRSpec som finns ombord på JWST (James Webb teleskopet) identifierat tre mystiska objekt i universums första tid (cirka 600-800 miljoner år efter Big Bang).  Då universum bara var 5 procent av sin nuvarande ålder.

Teamet studerade ur spektralmätningar intensiteten i olika våglängder av ljus från objekten. Analysen visade att det fanns signaturer som visar  "gamla" stjärnor, hundratals miljoner år gamla, mycket äldre än vad man kan förvänta sig i ett ungt universum.

Forskarna blev också förvånade då de upptäckte signaturer av enorma supermassiva svarta hål i samma stjärnsamling (galaxtillväxt) och uppskattar att dessa är 100 till 1 000 gånger mer massiva än det supermassiva svarta hålet i Vintergatan.

– Vi har bekräftat att dessa stjärnsamlingar verkar vara packade med uråldriga stjärnor – hundratals miljoner år gamla – i ett universum som bara är 600-800 miljoner år gammalt. Anmärkningsvärt nog har dessa objekt även rekordet för de tidigaste signaturerna av gammalt stjärnljus, beskriver Bingjie Wang, postdoktor vid Penn State University och huvudförfattare till artikeln (se nedan). – Det var helt oväntat att hitta gamla stjärnor i ett så ungt stadium av universum. Standardmodellerna för kosmologi och galaxbildning har varit framgångsrika, men dessa ljusstarka objekt passar inte  in i nuvarande teorier.

Forskarna upptäckte först de massiva objekten i juli 2022. Vid den tidpunkten misstänkte forskarna att objekten var galaxer, men följde upp sin analys genom att samla in spektra för att bättre förstå objektens verkliga avstånd samt källorna som driver deras enorma ljus.

Forskarna använde sedan insamlad data för att få en tydligare bild av hur galaxbildningen såg ut och vad som fanns i den. Teamet bekräftade inte bara att objekten var galaxer i tidernas begynnelse utan de hittade också bevis för förvånansvärt stora supermassiva svarta hål och en förvånansvärt gammal population av stjärnor.

JWST är utrustad med instrument för infraröd avkänning som kan detektera ljus som sänds ut från de äldsta stjärnorna och galaxerna. I huvudsak gör teleskopet det möjligt för forskare att se tillbaka i tiden ungefär 13,5 miljarder år vilket är tiden nära universums begynnelse som vi känner det, beskriver Leja.

En utmaning med att analysera forntida ljus är att det kan vara svårt att skilja de typer av objekt som kan ha avgett ljuset. När det gäller dessa tidiga objekt har de tydliga egenskaper hos både supermassiva svarta hål och gamla stjärnor. Wang förklarar att det ännu inte är klart hur mycket av det observerade ljuset som kommer från vart och ett av detta – vilket innebär att det kan röra sig om tidiga galaxer som är oväntat gamla och till och med mer massiva än vår egen Vintergata som bildats mycket tidigare än vad modellerna förutspår eller så kan de vara galaxer med mer normal massa men med "övermassiva" svarta hål, ungefär 100 till 1 000 gånger mer massiva än vad en likartad i storlek galax skulle ha idag.

"Att skilja mellan ljus från material som faller in i ett svart hål och ljus som sänds ut från stjärnor i dessa små, avlägsna objekt är utmanande", beskriver Wang. –Bortsett från deras oförklarligt stora massa och unga ålder är frågan om  ljuset kommer från supermassiva svarta hål så är dessa inte supermassiva svarta hål som vi känner sådana. De nu funna innehåller mycket mer ultravioletta fotoner än väntat och  saknar de karakteristiska signaturerna hos supermassiva svarta hål, såsom hett stoft och ljus röntgenstrålning. Men det kanske mest överraskande, enligt forskarna, är hur massiva de verkar vara.

Här ser vi ett fullt utvecklat stort svart hål i en mycket liten nybildande galax. Det är inte riktigt logiskt för galaxer  och svarta hål borde växa i storlek tillsammans enligt nuvarande teori.

Forskarna var också förbryllade över de otroligt små storlekarna på dessa system, bara några hundra ljusår tvärsöver ungefär 1 000 gånger mindre än Vintergatan. Stjärnorna är ungefär lika många som i vår egen galax Vintergatan med någonstans mellan 10 miljarder och 1 biljon stjärnor – men ryms i en volym som är 1 000 gånger mindre än Vintergatan.

Leja förklarade att om man tog Vintergatan och komprimerade den till storleken av de galaxer som hittats där ute skulle den närmaste stjärnan nästan finnas i vårt eget solsystem. Det supermassiva svarta hålet i Vintergatans centrum, cirka 26 000 ljusår bort, skulle bara ligga cirka 26 ljusår från jorden och synas på himlen som en gigantisk ljuspelare.

"Dessa tidiga galaxer är täta med stjärnor – stjärnor som måste ha bildats på ett sätt som vi  inte har kunskap om och under förhållanden som vi aldrig skulle förvänta oss under en period av tid och rum vi aldrig skulle förväntat oss att se dem", beskriver Leja. De är unika för det tidiga universum."

Forskarna hoppas kunna följa upp med fler observationer som  kan hjälpa till att förklara några av objektens mysterier. De planerar att ta djupare spektra genom att rikta teleskopet mot objekten under längre tidsperioder vilket kommer att hjälpa till att undersöka och kanske förstå  stjärnorna och det potentiella supermassiva svarta hålen genom att identifiera de specifika absorptionssignaturer som finns i var och ett av dem.

Jag misstänker att vi inte förstår expansionen från nära noll och som sedan skedde i universums början och  att svaret på gåtan finns i detta.

Wang och Leja fick finansiering från NASA:s General Observers-program. Forskningen stöddes också av International Space Science Institute i Bern. Arbetet är delvis baserat på observationer gjorda med NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope. Beräkningarna för forskningen utfördes på Penn State's Institute for Computational and Data Sciences superdator Roar.

Andra medförfattare till artikeln är Anna de Graaff vid Max-Planck-Institut für Astronomie i Tyskland; Gabriel Brammer från Cosmic Dawn Center och Niels Bohr Institute; Andrea Weibel och Pascal Oesch från universitetet i Genève; Nikko Cleri, Michaela Hirschmann, Pieter van Dokkum och Rohan Naidu från Yale University; Ivo Labbé från Stanford University; Jorryt Matthee och Jenny Greene från Princeton University; Ian McConachie och Rachel Bezanson från University of Pittsburgh; Josephine Baggen från Texas A&M University; Katherine Suess från Observatoire de Sauverny i Schweiz; David Setton of Massachusetts Institute of Technology’s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research; Erica Nelson från University of Colorado; Christina Williams från U.S. National Science Foundation's National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory och University of Arizona.

Studien om upptäckten publicerades den 27 juni 2024 i Astrophysical Journal Letters.

Bild https://www.flickr.com/ Grekland (Arkiv: NASA, Internationella rymdstationen, 07/22/11)